完整word版)2219铝合金力学性能及生产加工工艺2219铝合金具有比强度高,低温和高温力学性能好，断裂韧度高,抗应力腐蚀性能好等特点，适用于在高温315℃下工作的结构件、高强度焊接件，在航天和航空得到广泛的应用2219铝合金属于可热处理强化形变形铝合金,在固溶时效处理之后，铝合金的力学性能得到很大提高一、 化学成分2219 铝合金管材的化学成分应符合 GB/T3190《变形铝及铝合金化学成分》 国标的规定， 具体化学成分见表 1表 1 2219铝合金的化学成分CuMnSiZrFeMgZnVTiAl580.2~04≤0.201~0.25≤0020.100.05～002~0.1Ba二、2219铝合金的主要性能不同热处理状态下的 2219铝合金在20°C 时的体积电导率为 44/％IACS(O态)、28/%IACS(T31、T37、T351 态)、30/%IACS(T62、T81、T87、T851 态）；不同状态的 2219 铝合金在 20 °C 时的电阻率为 39/nΩ·m(O 态)、62/nΩ·m(T31、T37、T351 态）、57/nΩ·m（T62、T81、T87、T851 态）；各种状态下的 2219 铝合金在20 °C 时的电阻温度系数均为 0.1/ nΩ·m·K—1。
其中 T3 表示经过热处理之后再冷加工处理，最后自然时效到基本稳定的状态,第二位数字表示经过热处理之后进行冷加工的变形量.T62 适用于退火态或者自由加态的材料,经过固溶热处理之后，进行人工时效的产品T8 表示经过固溶热处理之后进行经冷加工，最后人工时效的状态，第二位数字代表冷加工时，对材料进行的变形量.此外，在上述所述热处理状态的代号后面添加“51”，表示产品进行了消除应力处理.2219—O热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为175 MPa、75 MPa、18 %以及73 GPa；2219-T42 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为360 MPa、185 MPa、20 ％以及73 GPa；2219—T31和2219—T351热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为 360 MPa、250 MPa、17 ％以及73 GPa；2219—T37 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为 395 MPa、315 MPa、11％以及73 GPa；2219—T62 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为 415 MPa、290 MPa、10%以及 73 GPa；2219—T81 和 2219—T851 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为 455 MPa、350 MPa、10 %以及73 GPa;2219-T87 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为475 MPa、395 MPa、10 %以及73 GPa。
三、加工工艺a铝合金型材生产包括熔铸、挤压和氧化三个过程 1、熔铸是铝材生 产的首道工序.主要过程为:（1）配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料2）熔炼：将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去3）铸造:熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下，通过深井铸造系统，冷却铸造成各种规格的圆铸棒2、挤压：挤压是型材成形的手段先根据型材产品断面设计、制造出模具，利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形3、氧化：挤压好的铝合金型材，其表面耐蚀性不强，须通过阳极氧化进行表面处理以增加铝材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度其主要过程为：（1）表面预处理：用化学或物理的方法对型材表面进行清洗，裸露出纯净的基体，以利于获得完整、致密的人工氧化膜还可以通过机械手段获得镜面或无光(亚光）表面2）阳极氧化:经表面预处理的型材，在一定的工艺条件下，基体表面发生阳极氧化，生成一层致密、多孔、强吸附力的AL203膜层.（3）封孔：将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭，使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强.氧化膜是无色透明的，利用封孔前氧化膜的强吸附性，在膜孔内吸附沉积一些金属盐，可使型材外表显现本色(银白色)以外的许多颜色，如：黑色、古铜色、金黄色及不锈钢色等.b。
2219管材制作工艺流程1、2219—T6 铝合金Φ42 mm ×15 mm（ 外径 × 壁厚)管材试制工艺流程： 熔炼铸造空心铸锭→均匀化退火→车皮→铸锭( Φ270 mm/106 mm ×750 mm） 加热→ 35 MN 水压机挤压管毛料（ Φ135 mm/20mm × L)→切断、 车皮、 镗孔（ Φ132.5 mm/20 mm × 250 mm) →铸锭加热→ 6 MN 水压机二次挤压管材（ Φ42 mm×15 mm） →切尾→淬火→矫直→取样、 切成品→时效→检查2、铸锭及均火制度，空心铸锭尺寸为 Φ270 mm/106 mm × 750 mm，铸锭需要进行均匀化退火，其工艺制度为: 铸锭加热温度 515℃～530℃,保温 24 h3、采用二次挤压工艺挤压Φ42 mm×15mm（ 外径×壁厚）的管材.首先在35 MN挤压机上挤压管材毛料，规格为 Φ135 mm/20 mm,挤压系数为 36，残料为50 mm;然后在6MN立式水压机挤压，挤压系数为116,残料为 10 mm，挤压后管材尺寸为Φ42mm×15mm表2 为试验中一次挤压温度为 350～390℃时最终管材的力学性能.表 2 一次挤压温度为 350 ～390℃时最终管材的力学性能二次挤压机/MN挤压筒温度/℃挤压温度/℃RmN/mm 2Rp0.2N/mm 2A/%6360350 ～39038322822.4420 ～45038522822.1400350 ～39038522721。
9420 ～45038923121.5450350 ～39038922921.9420 ～45039623421.2c. 2219 铝合金大型锻环加工工艺1．Φ2000 mm/1 800 mm×400 mm 锻环成型工艺流程为:熔炼铸造→切头、 切尾、取低倍检测氧化膜→切毛料→铸锭加热→自由锻造→冲孔→环锻→机加工→淬火→矫直→时效→取样→探伤→成品验收2. 铸造及均火制度，铸锭尺寸Φ680 mm×1 380 mm，铸锭进行均匀化退火，均匀化退火温度515℃ ~530℃，保温24 h.3 锻造工艺（1）备料：Φ680 mm×1 380 mm铸锭2)加热：430℃～450℃，保温9 h以上3）锻造:镦粗至高度为460 mm，用Φ330 mm冲头中心冲孔,冲后平整，平整后高度H为460 mm.(4)机加中心孔：加工后尺寸mm5)环锻:采用马架环锻方式进行铸造,环锻机加后尺寸：mm/mm成品的常温力学性能，淬火、时效后需要达到表3中规定的力学性能指标.表 3 力学性能指标要求纵向横向高向Ｒm /（N·mm－2 )Ｒp0.2 /(N·mm－2 ）A/％Ｒm /（N·mm－2 ）Ｒp0.2 /（N·mm－2 )A/％Ｒm /(N·mm－2 )Ｒp0。
2 /（N·mm－2 )A/％390270738026053602404四、部分2219合金的标定抗拉性能极限轧制的或冷精拉线材、棒材状态与产品规格/mmσ02/MPaσb/MPaδ/％T85112.700~5080050.825~10160027527040039544挤压的线、棒、型材状态与产品规格/mmσ02/MPaσb/MPaδ/％O125max221max12T31、T3510、T3511≤12.6751802901412.700～76.17418531014T622503706T81、T8510、T85112904006自由锻件状态与产品规格/mmσ02/MPaσb/MPaδ/%T6纵轴向2754006轴的长横向2553804轴的短横向2403652T852纵轴向3454256轴的长横向3404254轴的短横向3154153［1] H Kim, W.—J Kim， Failure prediction of magnesium alloy sheets deforming at warm temperatures using the Zener-Holloman parameter, Mech。
Mater 42 (2010） 293–303 doi：101016/jmechmat.2009.12［2] G. Ji, F Li, Q Li, H. Li, Z Li， A comparative study on Arrhenius-type constitutive model and artificial neural network model to predict high-temperature deformation behaviour in Aermet100 steel， Mater Sci. Eng. A 528 (2011） 4774–4782. doi:101016/j.msea.2011.03。