AW-5040 O 态铝合金:退火软态食品级 AlMg 合金(EN 573-3 认证)
AW-5040 O 态铝合金概述
AW-5040 O 态为完全退火软态,抗拉强度 170 MPa,伸长率高达 14%,是 5040 合金系列中延展性最好、残余应力最低的状态。符合 EN 573-3 标准,具备食品级安全认证。作为深度成形、复杂冲压、焊接前预成形的首选基材,也可作为后续加工硬化(至 H12/H14/H16/H18/H22/H28)的起始状态。
化学成分(质量分数,%)
| 元素 | 含量范围 | 标准依据 |
|---|---|---|
| 铝 (Al) | 余量 | EN 573-3, EN 1592 |
| 镁 (Mg) | 1.0 – 1.5 | |
| 锰 (Mn) | 0.9 – 1.4 | |
| 铬 (Cr) | 0.1 – 0.3 | |
| 铁 (Fe) | ≤ 0.70 | |
| 硅 (Si) | ≤ 0.30 | |
| 铜 (Cu) | ≤ 0.25 | |
| 锌 (Zn) | ≤ 0.25 | |
| 其他单个 | ≤ 0.05 | |
| 其他总和 | ≤ 0.15 |
力学性能(O 态,室温 20°C)
| 性能指标 | 数值 | 测试标准 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 抗拉强度 (Rm) | 170 MPa | EN 573-3, EN 1592 | 带材、板材、焊接管 |
| 屈服强度 (Rp0.2) | ~65 MPa (典型值) | — | 5xxx 系退火态典型值 |
| 伸长率 (A50/A100) | 14% | EN 573-3, EN 1592 | A100 标准测试,最佳延展性 |
| 弹性模量 (E) | 69–70 GPa | — | 5xxx 系典型值 |
| 剪切模量 (G) | 26–26.5 GPa | — | 5xxx 系典型值 |
| 泊松比 (ν) | 0.33 | — | 5xxx 系典型值 |
| 平面应变断裂韧性 (KIc) | 22–35 MPa·√m | — | 5xxx 系典型值 |
| 硬度 (HBW) | ~45–55 | — | 布氏硬度,10/500 |
O 态具有最低屈强比 (~0.38),最佳成形极限,最小回弹,是复杂成形件的理想起始状态。
物理与热学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 密度 | 2.72 g/cm³ | — |
| 熔点范围 | 560 – 655 °C | 5xxx 系典型值 |
| 最高服务温度 | 150 °C | 长期使用建议 ≤120 °C |
| 热膨胀系数 (20–100°C) | 22–25 ×10⁻⁶ /K | 5xxx 系典型值 |
| 热导率 | 112–205 W/(m·K) | 随温度及加工状态变化 |
| 比热容 | 879–963 J/(kg·K) | 5xxx 系典型值 |
电学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 电导率 | 18–31 MS/m (31–53% IACS) | 5xxx 系典型值 |
| 电阻率 | 3.3–5.0 ×10⁻⁸ Ω·m | 5xxx 系典型值 |
工艺性能与加工特性
- 成形性:极佳,n 值 (加工硬化指数) 最高,成形极限图 (FLD) 面积最大。适合深拉、旋压、拉伸成形、超塑性成形 (配合细晶粒材料)。最小弯曲半径可达 0t (180°折弯不开裂)。
- 焊接性:最优,焊接热影响区无软化问题(本身即最软),焊缝强度匹配度最高,焊接变形最小,无需焊后热处理即可恢复性能。
- 机加工性:粘刀、切屑连续、易产生建立切刃,需大前角、锋利刀具、高切削速度、充分切削液。精加工后尺寸极稳定(零残余应力)。
- 表面处理:阳极氧化膜最均匀、一致性最好,无应力腐蚀风险,装饰性氧化首选态。
- 耐蚀性:最优,零残余应力,SCC 免疫,晶间腐蚀敏感度最低。
典型应用领域
- 深拉/旋压件:食品容器、锅具、灯罩、反射器、压力容器封头
- 复杂冲压件:汽车油箱内胆、散热器水箱、复杂管路接头
- 焊接结构预成形:船舶曲面板、储罐卷板、管道弯头(O 态成形后焊接,焊后整体性能最优)
- 超塑性成形 (SPF):配合细晶粒板材 (ASTM B209 SPF 级),可成形极复杂一体化结构
- 后续强化基材:O 态采购 → 成形 → 固溶/时效或冷加工至目标 H 态(需工艺验证)
- 食品/制药洁净管道、容器:焊接后免处理、表面最洁净
供货状态与规格
产品形式:板材、带材、薄板、焊接管、无缝管、挤压型材。厚度 0.2–150 mm,宽度至 2500 mm。执行标准:EN 573-3、EN 485-2 (O 态力学性能)、EN 1592、EN 755。对应美标 ASTM B209 5052-O、日标 JIS H4000 5052-O、国标 GB/T 3880 5A02-O。
质量认证与合规性
- EN 10204 3.1/3.2 检验证书
- 化学成分符合 EN 573-3、EN 1592
- 食品接触合规:EU 1935/2004、FDA 21 CFR 175.300、GB 4806.1
- RoHS、REACH 合规
- 可提供:晶粒度报告 (ASTM E112)、成形极限曲线 (FLC)、耳高值 (Δh)、各向异性系数 (Δr)
5040 合金全态对比总表
| 状态 | 抗拉 (MPa) | 屈服 (MPa) | 伸长 (%) | 硬度 (HBW) | 残余应力 | 成形性 | 焊接性 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| O | 170 | ~65 | 14 | 45–55 | 零 | 极佳 | 最优 | 深拉、旋压、焊接预成形、超塑性成形 |
| H12 | 190 | ~140 | 12 | 60–70 | 中 | 良好 | 优异 | 通用结构、中等成形 |
| H14 | 210 | ~160 | 10 | 70–80 | 中高 | 良好 | 优异 | 结构件、压力容器、船舶甲板 |
| H22 | 190 | ~135 | 12 | 60–70 | 低 | 良好 | 优异 | 精密加工、焊接预成形、薄壁件 |
| H16 | 230 | ~190 | 7 | 80–90 | 高 | 有限 | 良好 | 高强结构、有限成形 |
| H18 | 250 | ~215 | 5 | 90–100 | 极高 | 极差 | 差 | 模具、夹具、高强少成形 |
| H28 | 250 | ~210 | 5 | 90–100 | 中高 | 极差 | 一般 | 精密高强模具/夹具、非焊接结构 |
采购与工艺建议
- 深拉/复杂成形件:直接采购 O 态,成形后按需时效或自然时效(室温放置 30 天可达 H12 级)。
- 焊接结构件:优先 O 态成形 → 焊接 → 使用态(焊接区自动退火为 O 态,整体性能均一)。
- 精密机加工件:选 H22/H28(高强需求)或 O 态(极致稳定性),避免 H12/H14/H16/H18 高残余应力导致加工变形。
- 模具/夹具:H28 首选(高强+稳定),H18 次之(成本低但加工变形大)。
- 食品/制药洁净设备:全态均合规,O 态焊接后表面最洁净、钝化最均匀。
退火工艺参考(O 态制备/复原)
- 温度:340–360°C
- 时间:1–3 h(视厚度,厚件延长)
- 冷却:炉冷 ≤30°C/h 至 250°C,随后空冷
- 保护:氮气保护或覆盖剂防氧化
- 注意:严禁超过 400°C 以免晶粒粗化;Mg 含量 >1.5% 合金退火需更严格控制防 β 相析出
金属
- EN 573-3 AW-8008 O 态食品级高强度 AlFeMn 铝合金
- EN 573-3 标准 AW-5040 H32 铝合金 – 详细性能与规格
- AW-5040 H38 铝合金 – EN 573-3 认证高强度等级
- AW-4007 F 铝合金 – EN 573-3 认证、食品级、高强度
- AW-6951 O 态:食品级、时效硬化 AlMgSi 合金 – EN 573-3 标准
- AW-5040 H12 铝合金:符合 EN 573-3 标准的食品级高强度 AlMg 合金
- AW-5040 H14 铝合金:EN 573-3 认证食品级高强度 AlMg 合金
- AW-5040 H16 铝合金:高等级食品级 AlMg 合金(EN 573-3 认证)
- AW-5040 H18 铝合金:食品级全硬态 AlMg 合金(EN 573-3 认证)
- AW-5040 H22 铝合金:EN 573-3 认证食品级高强度 AlMg 合金
- AW-5040 H28 铝合金:EN 573-3 认证食品级 AlMg 合金
- AW-2618A T6 铝合金——优质时效硬化型 AlCu 合金(EN 573-3 牌号)