EN 573-3 3.1645 T351 铝合金:高性能 2000 系列材料综合性能
EN 573-3 3.1645 T351 铝合金性能规格
本文档详细记录符合 EN 573-3 标准、材料编号 3.1645 (对应 EN AW-2014A / AlCu4SiMg 变种)、热处理状态 T351 的高性能 2000 系列铝合金关键技术数据。该合金属于 Al-Cu-Mg-Si 体系,通过增加 Si、Mg 并微量添加 Bi、Pb、Ni、Ti 等元素,显著改善切削加工性能(易切削铝),同时保持高强度。T351 状态指固溶处理、拉伸矫直应力消除后自然时效。适用于高速自动车床、数控加工中心批量制造精密螺丝、接头、阀体、航空管路接头等复杂精密零件。
1. 一般物理特性
| 性能项目 | 数值 | 状态/条件 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 2.85 g/cm³ | T351 | EN 573-3, EN 754 |
2. 力学性能
| 性能项目 | 数值 | 状态/条件 | 相关标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 72.5 GPa | T351 | EN 573-3, EN 754 | |
| 平面应变断裂韧性 | 22.0 – 35.0 MPa·√m | — | — | 2000 系列变形铝典型值 |
| 泊松比 | 0.33 | — | — | 2000 系列变形铝典型值 |
| 剪切模量 | 27.3 GPa | T351 | EN 573-3, EN 754 | |
| 抗拉强度 | 370.0 MPa | T351 | EN 573-3, EN 754 |
3. 热学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 状态/条件 | 相关标准 |
|---|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | 20 °C | 2.3×10⁻⁵ 1/K | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 线膨胀系数 | 100 °C | 2.3×10⁻⁵ 1/K | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 熔点范围 | — | 507.0 – 650.0 °C | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 比热容 | — | 860.0 J/(kg·K) | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 热导率 | — | 130.0 – 160.0 W/(m·K) | T351 | EN 573-3, EN 754 |
4. 电学性能
| 性能项目 | 数值 | 状态/条件 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 电导率 | 18.0 – 22.0 MS/m | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 电阻率 | 4.55×10⁻⁸ – 5.56×10⁻⁸ Ω·m | T351 | EN 573-3, EN 754 |
5. 化学成分 (质量分数, %) —— 易切削改良型
| 元素 | 含量范围 | 状态/条件 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 铋 | 0.2 (最大) | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 铬 | 0.1 (最大) | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 铜 | 3.3 – 4.6 | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 铁 | 0.80 (最大) | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 镁 | 0.4 – 1.8 | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 锰 | 0.1 (最大) | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 镍 | 0.2 (最大) | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 硅 | 0.8 (最大) | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 锡 | 0.2 (最大) | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 钛 | 0.2 (最大) | T351 | EN 573-3, EN 754 |
| 锌 | 0.8 (最大) | T351 | EN 573-3, EN 754 |
合金设计特点:Bi、Pb(锡替代铅)、Ni 形成低熔点相,破碎切屑,大幅降低刀具磨损,实现“易切削”;Si、Mg 形成 Mg₂Si 强化相,兼顾强度;Ti 细化晶粒;Mn、Cr 微量控制再结晶。注意:含 Bi/Pb/Sn 合金回收再熔时需严格分类,避免污染普通铝合金熔炼炉。
6. 工艺性能评价
| 工艺项目 | 评价 / 适用性 | |
|---|---|---|
| 阳极氧化 | 防护性:差 (易切削元素破坏氧化膜均匀性) | |
| 钎焊 | 摩擦焊:尚可;其余钎焊方式均不推荐 | |
| 耐蚀性 | 海水环境:差;大气老化:差 (易切削相成为点蚀源) | |
| 成形工艺性 | 弯曲/旋压(冷态):尚可/—;深拉伸/镦粗:—/尚可(退火态 O) | |
应用领域与特别提示
- 核心优势:极佳的高速切削性能(切削速度可达 500-1000 m/min),刀具寿命长,切屑破碎好,表面光洁度高,适合大批量精密车削件。
- 典型用途:航空/液压管路接头、螺纹插件、阀芯、仪表外壳、电子连接器壳体、自动车床批量零件。
- 使用限制:耐蚀性差、阳极氧化防护差、焊接性差、成形性一般。严禁用于承受循环载荷的关键结构件、海洋环境暴露件、需装饰阳极氧化外观件。
- 环保合规:含 Bi、Sn(替代 Pb) 符合 RoHS/ELV 指令,但回收时需标识隔离。
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