ASTM B211 2011-T3 铝合金——卓越的自由切削性能与高强度
概述
ASTM B211 2011-T3 铝合金属于 2000 系列（Al-Cu 系）时效硬化铝合金，以其卓越的自由切削性能闻名。该合金可实现极高精度的加工并保持光亮的表面光洁度，是精密零件大批量自动化加工的首选材料。需注意：与其他铝合金不同，2011 合金的耐腐蚀性和焊接性较差，使用时需采取相应防护措施。
主要特性
一般性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 密度 | 2.75 – 2.84 g/cm³ | 典型 2000 系列变形铝合金数值 |
力学性能 (T3 状态，棒材/线材，依据 ASTM B211)
| 性能 | 数值 | 状态 | 相关标准 | 形态 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 70.0 – 73.0 GPa | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 | 典型 2000 系列变形铝合金数值 |
| 断后伸长率 | 9.0 % | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 | |
| 断后伸长率 | 10.0 % | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 | A50 标距 |
| 断后伸长率 | 10.0 % | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 | |
| 断后伸长率 | 12.0 % | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 | |
| 平面应变断裂韧性 | 22.0 – 35.0 MPa·√m | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 | 典型 2000 系列变形铝合金数值 |
| 泊松比 | 0.33 | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 | 典型 2000 系列变形铝合金数值 |
| 剪切模量 | 26.0 – 27.5 GPa | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 | 典型 2000 系列变形铝合金数值 |
| 抗拉强度 | 290.0 MPa | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 | |
| 抗拉强度 | 295.0 MPa | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 | |
| 抗拉强度 | 310.0 MPa | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
热学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 1.6×10⁻⁵ – 2.4×10⁻⁵ 1/K | 典型 2000 系列变形铝合金数值 |
| 熔点范围 | 500.0 – 650.0 °C | 典型 2000 系列变形铝合金数值 |
| 比热容 | 816.0 – 963.0 J/(kg·K) | 典型 2000 系列变形铝合金数值 |
| 热导率 | 112.0 – 251.0 W/(m·K) | 典型 2000 系列变形铝合金数值 |
电学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 电导率 | 18,000,000 – 30,000,000 S/m | 典型 2000 系列变形铝合金数值 |
| 电阻率 | 3.4×10⁻⁸ – 6.0×10⁻⁸ Ω·m | 典型 2000 系列变形铝合金数值 |
化学成分 (T3 状态，棒材/线材，依据 ASTM B211，质量分数 %)
| 元素 | 含量范围 | 状态 | 相关标准 | 形态 |
|---|---|---|---|---|
| 铋 (Bi) | 0.2 – 0.6 | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
| 铜 (Cu) | 5.0 – 6.0 | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
| 铁 (Fe) | 0.70 | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
| 硅 (Si) | 0.40 | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
| 锡 (Sn) | 0.2 – 0.6 | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
| 锌 (Zn) | 0.30 | T3 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
工艺性能
| 性能 | 评价 |
|---|---|
| 加工性 | 中等（切削性能优异，但成形性一般） |
典型应用领域
- 精密机械加工：螺丝、螺栓、螺母、接头、阀体
- 自动化设备：自动车床、多轴钻床加工的大批量零件
- 仪器仪表：精密轴、齿轮、连接器外壳
- 电子电器：散热器底座、连接器针脚、屏蔽罩
使用注意事项
- 耐腐蚀性差：暴露于腐蚀环境时必须进行阳极氧化、化学转化膜或涂装防护
- 焊接性差：不推荐熔焊；如需连接，首选机械紧固、铆接或胶接
- 铋/锡添加：Bi 和 Sn 形成低熔点相，促进切屑破碎，实现“自由切削”
金属
- ASTM B211 5056 H111 铝合金——5000 系铝镁合金棒材/线材综合性能
- ASTM B211 5056 H12 铝合金——高强度 5000 系铝镁合金棒材/线材
- ASTM B211 3003 H12铝合金 - 耐腐蚀、可焊接、高强度
- ASTM B211 3003 H14 铝合金：耐腐蚀、可焊接、高强度合金
- ASTM B211 3003 H16 铝合金：优异耐腐蚀与高强度
- ASTM B211 3003 H18 铝合金：卓越耐腐蚀与高强度
- ASTM B211 3003 H112 铝合金：卓越的耐腐蚀性与加工性能
- ASTM B211 5052-H32铝合金：高耐腐蚀、优异焊接性能
- ASTM B211 5052-H34铝合金：卓越耐腐蚀与焊接性能
- ASTM B211 5052-H36 铝合金：卓越耐腐蚀性与焊接性能
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