AA 2014 T451 铝合金：牌号标准与性能详解
AA 2014 是一种兼具高强度、良好切削加工性和焊接性能的铝合金，属于可热处理强化的 Al-Cu-Mg-Si 系变形铝合金。T451 状态指固溶处理后自然时效至稳定状态，并经拉伸矫直（应力消除）的产品，广泛用于航空航天、重型机械、卡车车架等要求高强重比的结构件。
主要特性概览
| 属性类别 | 关键数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 密度 | 2.8 g/cm³ | T451 状态 |
| 抗拉强度 | 380–425 MPa | 依据 ASTM B209/B211 等标准有所差异 |
| 布氏硬度 | 105 HB | 典型值 |
| 弹性模量 | 73 GPa | |
| 热导率 | 134–193 W/(m·K) | |
| 熔点范围 | 505–635 °C |
详细性能数据
一般物理性能
| 性能 | 数值 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 2.8 g/cm³ | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
力学性能
| 性能 | 数值 | 状态 | 相关标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 弯曲疲劳强度 | 140 MPa | T451 | AA Standards | |
| 弹性模量 | 73 GPa | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 | |
| 布氏硬度 | 105 HB | T451 | AA Standards | |
| 平面应变断裂韧性 | 22–35 MPa·√m | – | – | 典型 2xxx 系锻造铝合金值 |
| 泊松比 | 0.33 | – | – | 典型 2xxx 系锻造铝合金值 |
| 剪切模量 | 26–27.5 GPa | – | – | 典型 2xxx 系锻造铝合金值 |
| 抗拉强度 | 380 MPa | T451 | AA Standards, ASTM B211 | |
| 抗拉强度 | 395 MPa | T451 | AA Standards, ASTM B209 | |
| 抗拉强度 | 400 MPa | T451 | AA Standards, ASTM B209 | |
| 抗拉强度 | 425 MPa | T451 | AA Standards |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 状态 | 相关标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | 20 °C | 2.3×10⁻⁵ 1/K | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 | |
| 线膨胀系数 | 100 °C | 2.3×10⁻⁵ 1/K | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 | |
| 熔点范围 | – | 505–635 °C | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 | |
| 比热容 | – | 816–963 J/(kg·K) | – | – | 典型 2xxx 系锻造铝合金值 |
| 热导率 | – | 134–193 W/(m·K) | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
电学性能
| 性能 | 数值 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 电导率 | 20–29 MS/m | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| 电阻率 | 3.45–5.0×10⁻⁸ Ω·m | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
化学成分 (质量分数 %)
| 元素 | 含量范围 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 铬 | 0.1 | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| 铜 | 3.9–5.0 | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| 铁 | 0.70 | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| 镁 | 0.2–0.8 | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| 锰 | 0.4–1.2 | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| 硅 | 0.5–1.2 | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| 钛 | 0.15 | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| 锌 | 0.25 | T451 | AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
工艺性能评价
| 项目 | 评价 |
|---|---|
| 钎焊 | 暂无成熟钎焊工艺 |
| 耐蚀性 | 应力腐蚀开裂敏感：横向晶粒结构受拉应力区易受损，实验室样本损伤有限；总体需防护 |
| 切削加工性 | 退火态 (O) 差，其余状态良好至可接受 |
| 成形加工性 | T3/T4/T451 状态较差；T6/T651/T6510/T6511 状态不适宜 |
应用建议
AA 2014-T451 适合制造高强度结构件，如飞机机翼梁、机身框架、重型车辆底盘、军工装备等。因耐蚀性一般，使用时建议阳极氧化或涂层防护。焊接后需重新热处理以恢复强度，或采用机械连接（铆接、螺栓）。
金属
- AA 7122 铝合金：规格与性能详细参数
- AA 7068 铝合金标准 – 关键性能与规格
- AA 3105A 铝合金：关键力学与热学性能详细数据
- AA 2041 铝合金标准：力学与热学性能
- AA 2044 铝合金标准：详细力学与热学性能
- AA 6560 T5 铝合金：挤压型材标准牌号性能与化学成分
- AA 6560 T6 铝合金：挤压型材固溶时效态性能与标准
- AA 6066 T451 铝合金：综合力学与物理性能详解
- AA 2014 T3 铝合金：高强度、优异加工性与焊接性能
- AA 2014 T42 铝合金：高强度、优异切削加工与焊接性能
- AA 2014 T4510 铝合金：高强度、优异切削加工与焊接性能
- AA 2014 T4511 铝合金：高强度、优异切削加工与焊接性能