AA 标准 5010-O 级铝合金 —— 关键力学性能与规格详解
材料概述
AA 5010-O 为 5000 系列铝镁合金完全退火软态。抗拉强度 105–145 MPa，延伸率最高，成形性最佳。镁含量 0.2–0.6%，具有优异的耐海洋大气/海水腐蚀性、焊接性和加工成形性。适用于深拉伸、复杂冲压、旋压等大变形成形件，成形后可通过工艺加工硬化获得所需强度。
基本物理性能
| 性能项目 | 数值 | 状态/条件 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 2.71 g/cm³ | O | AA Standards, ASTM B209 |
力学性能
| 性能项目 | 数值 | 状态/条件 | 相关标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 69.0 – 70.0 GPa | — | — | 典型值，适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 平面应变断裂韧性 | 22.0 – 35.0 MPa·√m | — | — | 典型值，适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 泊松比 | 0.33 | — | — | 典型值，适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 剪切模量 | 26.0 – 26.5 GPa | — | — | 典型值，适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 抗拉强度 | 105.0 – 145.0 MPa | O | AA Standards, ASTM B209 |
热学性能
| 性能项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 22.0 – 25.0 × 10⁻⁶ 1/K | 典型值，适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 最高服务温度 | 150.0 °C | 典型值，适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 熔点范围 | 560.0 – 655.0 °C | 典型值，适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 比热容 | 879.0 – 963.0 J/(kg·K) | 典型值，适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 热导率 | 112.0 – 205.0 W/(m·K) | 典型值，适用于变形 5000 系列铝合金 |
电学性能
| 性能项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 电导率 | 18.0 – 31.0 MS/m | 典型值，适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 电阻率 | 3.3 – 5.0 × 10⁻⁸ Ω·m | 典型值，适用于变形 5000 系列铝合金 |
化学成分 (质量分数, %)
| 元素 | 含量范围 | 状态/条件 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 铬 (Cr) | 0.15 | O | AA Standards, ASTM B209 |
| 铜 (Cu) | 0.25 | O | AA Standards, ASTM B209 |
| 铁 (Fe) | 0.70 | O | AA Standards, ASTM B209 |
| 镁 (Mg) | 0.20 – 0.60 | O | AA Standards, ASTM B209 |
| 锰 (Mn) | 0.10 – 0.30 | O | AA Standards, ASTM B209 |
| 硅 (Si) | 0.40 | O | AA Standards, ASTM B209 |
| 钛 (Ti) | 0.10 | O | AA Standards, ASTM B209 |
| 锌 (Zn) | 0.30 | O | AA Standards, ASTM B209 |
| 铝 (Al) | 余量 | O | AA Standards, ASTM B209 |
工艺性能评价
| 性能项目 | 评价等级 | |
|---|---|---|
| 加工成形性 | 良好（5010 系列中成形性最佳，适合深拉伸、旋压、复杂冲压） | |
5010-O 态典型应用场景
- 深拉伸件：油箱、储罐封头、压力容器端盖、复杂异形壳体
- 旋压件：灯具反射罩、锥形筒体、喇叭口管件
- 复杂冲压件：汽车内饰支架、船舶内部结构件、电子外壳
- 成形后工艺硬化：成形完成后通过矫直、校平等冷加工提升至 H22/H24 强度水平
- 焊接前预成形：复杂焊接构件的预成形毛坯，焊后整体性能由焊接态决定
与其他 5000 系列合金对比
| 合金 | Mg 含量 (%) | O 态抗拉 (MPa) | 耐蚀性 | 成形性 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| 5010 | 0.2–0.6 | 105–145 | 优 | 优 | 一般耐蚀结构、成形件 |
| 5052 | 2.2–2.8 | 170–215 | 优 | 良 | 船舶、储罐、压力容器、车辆 |
| 5083 | 4.0–4.9 | 270–350 | 优（≤150°C） | 中 | 高强船舶、低温容器、军工 |
| 5754 | 2.6–3.6 | 180–240 | 优 | 良 | 汽车车身、船舶、通用结构 |
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