AA 2024 T3510 航空级铝合金：高强度飞机结构材料标准
AA 2024 T3510 铝合金概述
AA 2024 是航空工业中最经典的高强度铝合金之一，属 Al-Cu-Mg 系（2xxx 系列）。T3510 状态指固溶处理、冷加工强化（拉伸 1%~3%）后自然时效至稳定态。该合金在退火态(O)下成形性极佳、切削加工性良好，经热处理后强度极高，但耐腐蚀性相对较低，通常需阳极氧化或包覆保护。可加工至高表面光洁度，广泛用于飞机机身蒙皮、机翼肋、机身框架、螺栓等关键承力结构。
主要性能参数
一般性能
| 性能项目 | 数值 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 2.78 g/cm³ | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
力学性能
| 性能项目 | 数值 | 状态 | 相关标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 73.0 GPa | T3510 | AA 标准, ASTM B241 | |
| 平面应变断裂韧性 | 22.0 - 35.0 MPa·√m | — | — | 典型锻造 2xxx 系列铝合金数值 |
| 泊松比 | 0.33 | — | — | 典型锻造 2xxx 系列铝合金数值 |
| 剪切模量 | 26.0 - 27.5 GPa | — | — | 典型锻造 2xxx 系列铝合金数值 |
| 抗拉强度 | 395.0 MPa | T3510 | AA 标准, ASTM B241 | |
| 抗拉强度 | 415.0 MPa | T3510 | AA 标准, ASTM B241 | |
| 抗拉强度 | 450.0 MPa | T3510 | AA 标准, ASTM B241 | |
| 抗拉强度 | 470.0 MPa | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
热学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 状态 | 相关标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | 20 °C | 2.32×10⁻⁵ 1/K | T3510 | AA 标准, ASTM B241 | |
| 线膨胀系数 | 100 °C | 2.32×10⁻⁵ 1/K | T3510 | AA 标准, ASTM B241 | |
| 熔点范围 | — | 505.0 - 635.0 °C | T3510 | AA 标准, ASTM B241 | |
| 比热容 | — | 816.0 - 963.0 J/(kg·K) | — | — | 典型锻造 2xxx 系列铝合金数值 |
| 热导率 | — | 121.0 - 193.0 W/(m·K) | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
电学性能
| 性能项目 | 数值 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 电导率 | 17,000,000 - 29,000,000 S/m | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
| 电阻率 | 3.45×10⁻⁸ - 5.88×10⁻⁸ Ω·m | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
化学成分 (质量分数, %)
| 元素 | 含量范围 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 铬 (Cr) | 0.1 | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
| 铜 (Cu) | 3.8 - 4.9 | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
| 铁 (Fe) | 0.50 | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
| 镁 (Mg) | 1.2 - 1.8 | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
| 锰 (Mn) | 0.3 - 0.9 | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
| 硅 (Si) | 0.5 | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
| 钛 (Ti) | 0.15 | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
| 锌 (Zn) | 0.25 | T3510 | AA 标准, ASTM B241 |
工艺性能
| 性能项目 | 评价 | |
|---|---|---|
| 钎焊 | 暂无已知或成熟的钎焊工艺 | |
| 耐蚀性能 | 应力腐蚀开裂：垂直于晶粒方向的拉应力区域发生工作损伤（T4,T3,T351,T3510,T3511），实验室样品损伤有限；T6,T861,T81,T851,T8510,T8511 状态下倾向不同；总体评价：尚可，原则上需防护 | |
| 一般切削加工性 | 退火态(O)差，其他状态良好至可接受 | |
| 成形加工性 | 一般状态下：T4、T3、T351、T3510、T3511、T6 较差；T361、T861、T81、T851、T8510、T8511 不适宜 | |
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