★上海＜曦杰＞經(jīng)營(yíng)2XXX系列 Al-Cu、Al-Cu-Mn鋁銅合金：硬鋁/鍛鋁，鋁板、鋁棒、鋁管、鋁卷、鋁排、六角棒、（角鋁、方棒、型材）工業(yè)純鋁（L）、防銹鋁（LF）、硬鋁（LY）、超硬鋁（LC）、鍛鋁（LD）、和特殊鋁（LT）。

2001、2002、2024、2003、2004、2005、2006、2007、2008、2011、2014、2017、2018、2021、2024、2025、2030、2031、2034、2036、2037、2038、2048、2091、2117、2124、2218、2219、2224、2319、2324、2419、2519、2618

2系列：2A01（LY1）、2A02（LY2）、2A04（LY4）、2A06（LY6）、2B06、2A10(LY10)、2A11（LY11）、2B11（LY8）、2A12（LY12）、2B12（LY9）、2D12、2E12、2A13（LY13）、2A14、2A16（LY16）、2B16（LY16-1）、2A17（LY17）、2A20（LY20）、2A21（214）、2A23、2A24、2A25（225）、2B25、2A39、2A40、2A49（149）、2A50（LD5）、2B50（LD6）、2A70（LD7）、2B70（LD7-1）、2D70、2A80（LD8）、2A90（LD9）、2A97

2×××系鋁合金是以銅為主要合金元素的鋁合金，它包括了Al-Cu-Mg合金、Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金和Al-Cu-Mn合金等，這些合金均屬熱處理可強化鋁合金。合金的特點(diǎn)是強度高，通常稱(chēng)為硬鋁合金，其耐熱性能和加工性能良好，但耐蝕性不如大多數其他鋁合金好，在一定條件下會(huì )產(chǎn)生晶間腐蝕，因此，板材往往需要包覆一層純鋁，或一層對芯板有電化學(xué)保護的6×××系鋁合金，以大大提高其耐腐蝕性能。其中Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金具有極為復雜的化學(xué)組成和相組成，它在高溫下有高的強度，并具有良好的工藝性能，主要用于鍛壓在150～250℃以下工作的耐熱零件；Al-Cu-Mn合金的室溫強度雖然低于A(yíng)l-Cu-Mg合金2A12和2A14，但在225～250℃或更高溫度下強度卻比二者高，并且合金的工藝性能良好，易于焊接，主要應用于耐熱可焊接的結構件及鍛件。該系合金廣泛應用與航空和航天**域。

合金元素和雜志元素在2×××系鋁合金中的作用

（1）Al-Cu-Mg合金。Al-Cu-Mg系合金的主要合金**號有2A01、2A02、2A06、2A10、2A11、2A12等，主要添加元素有Cu、Mg和Mn，他們對合金的作用如下：

Cu、Mg含量對合金力學(xué)性能的影響：

當鎂含量為1%～2%時(shí)，銅含量從1.0%增加到4%時(shí)，淬火狀態(tài)的合金抗拉強度從200MPa提高到300MPa；淬火自然時(shí)效狀態(tài)下合金抗拉強度從300MPa增加到48MPa。銅含量在1%～4%范圍內，鎂從0.5%增加到2.0%時(shí)，合金的抗拉強度增加；繼續增加鎂含量時(shí)，合金抗拉強度降低。

含4.0%Cu和2.0%Mg的合金抗拉強度值為**大，含3%～4%Cu和0.5%～1.3%Mg的合金，其淬火自然時(shí)效效果**大。試驗指出，含4%～6%Cu和1%～2%Mg的Al-Cu-Mg三元合金，在淬火自然時(shí)效狀態(tài)下，合金抗拉強度可達490～510MPa。

Cu、Mg含量對合金耐熱性能的影響：

由含有0.6%Mn的Al-Cu-Mg合金在200℃和160MPa應力下的持久強度試驗值可知，含Cu3.5%～6%和Mg1.2%～2.0%的合金，持久強度**大。這時(shí)合金位于A(yíng)l-S（Al2CuMg）偽二元截面上或這一區域附近。?*胛倍�元截脣鼓狠牱w�即当酶偓量小�?.2%和大于2.0%時(shí)，其持久強度降低。若鎂含量提高到3.0%或更多時(shí)，合金持久強度將迅速降低。

在250℃和100MPa應力下試驗，也得到了相似的規律。文獻指出，在300℃下持久強度**大的合金，位于鎂含量較高的Al-S二元界面以右的α+S相區中。

Cu、Mg含量對合金耐蝕性的影響：

銅含量為3%～5%的Al-Cu二元合金，在淬火自然時(shí)效狀態(tài)下耐蝕性能很低。加入0.5%Mg，降低α固溶體的電位，可部分改善合金的耐蝕性。鎂含量大于1.0%時(shí)，合金的局部腐蝕增加，腐蝕后伸長(cháng)率急劇降低。

銅含量大于4.0%時(shí)，鎂含量大于1.0%的合金，鎂降低了銅在鋁中的溶解度，合金在淬火狀態(tài)下，有不溶解的CuAl2和S相，這些相的存在加速了腐蝕。銅含量為3%～5%和鎂含量為1%～4%的合金，它們位于同一相區，在淬火自然時(shí)效狀態(tài)腐蝕性相差不多。α-S相區的合金比α-CuAl2-S區域的耐蝕性能差。晶間腐蝕是Al-Cu-Mg系合金的主要腐蝕傾向。

Mn：Al-Cu-Mg合金中加錳，主要是為了消除鐵的有害影響和提高耐蝕性。錳能稍許提高合金的室溫強度，但是塑性有所降低。錳還能延遲和減弱Al-Cu-Mg合金的人工時(shí)效過(guò)程，提高合金的耐熱強度。錳也是使Al-Cu-Mg合金具有擠壓效應的主要因素之一。錳的添加量一般低于1.0%，含量過(guò)高，能形成粗大的（FeMn）Al6脆性化合物，降低合金的塑性。

Al-Cu-Mg合金中添加的少量微量元素有Ti、Zr雜質(zhì)主要是Fe、Si、Zn等，其影響如下：

Ti：合金中加鈦能細化鑄態(tài)晶粒，減少鑄造是形成裂紋的傾向性。

Zr：少量的鋯和鈦有相似的作用，細化鑄態(tài)晶粒，減少鑄造和焊接裂紋的傾向性，提高鑄錠和焊接接頭的塑性。加鋯不影響含錳合金冷變形制品的強度，對無(wú)錳合金強度稍有提高。

Si：鎂含量低于1.0%的Al-Cu-Mg合金，硅含量超過(guò)0.5%，能提高人工時(shí)效的速度和強度，而不影響自然時(shí)效能力。因為硅和鎂形成了Mg2Si相，有利于人工時(shí)效效果。但鎂含量提高到1.5%時(shí)，經(jīng)淬火自然時(shí)效或人工時(shí)效處理后，合金的強度和耐熱性能隨硅含量的增加而下降。因而，硅含量應盡可能地降低。除此以外，硅含量增加將使2A12、2A06等合金鑄造形成裂紋傾向性增加，鉚接時(shí)塑性降低。因此，合金中的硅含量一般限制在0.5%一下。要求塑性高的合金，硅含量應更低些。

Fe：Fe和Al形成FeAl3化合物；Fe并溶入Cu、Mn、Si等元素形成的化合物中，這些不溶入固溶體的粗大化合物，降低了合金的塑性，變形時(shí)合金容易開(kāi)裂。并使強化效果明顯降低。而少量的Fe（小于0.25%）對合金力學(xué)性能影響和小，改善了鑄造、焊接裂紋的形成傾向，但使自然時(shí)效速度降低。為獲得更高塑性的材料，合金中的Fe、Si含量應盡量低些。

Zn：少量的Zn（0.1%～0.5%）對Al-Cu-Mg合金的室溫力學(xué)性能影響很小，但使合金耐熱性降低。合金中Zn含量應限制在0.3%一下。

（2）Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金。Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金的主要合金**號有2A70、2A80、2A90等，各合金元素的作用如下。

Cu和Mg：Cu、Mg含量對上述合金室溫強度和耐熱性能的影響與Al-Cu-Mg合金的相似。由于該系合金中Cu、Mg含量比Al-Cu-Mg合金低，使合金位于α+S（Al2CuMg）兩相區中，因而合金具有較高的室溫強度和良好的耐熱性；另外，Cu含量較低時(shí)，地濃度的固溶體分解傾向小，這對合金耐熱性是有利的。

Ni：Ni與合金中的Cu可以形成不溶解的三元化合物，Ni含量低時(shí)形成（AlCuNi），含Ni高時(shí)形成Al3（CuNi）2因此Ni的存在，能降低固溶體中Cu的濃度，對淬火狀態(tài)晶格常數的測定結果也證明了合金固溶體中Cu溶質(zhì)原子的貧化。當Fe含量很低時(shí)，Ni含量增加能降低合金的硬度，減少合金的強化效果。

Fe：Fe和Ni一樣，也能降低固溶體中Cu的濃度。當鎳含量很低時(shí)，合金的硬度隨Fe含量的增加，開(kāi)始時(shí)是明顯降低，但當Fe含量增加到某一數值后，又開(kāi)始提高。

Ni和Fe：在A(yíng)lCu2.2Mg1.65合金中同時(shí)添加Fe和Ni時(shí)，淬火自然時(shí)效、淬火人工時(shí)效、淬火和退貨狀態(tài)下的硬度變化特點(diǎn)相似，均在Ni、Fe含量相近的部位出現一個(gè)**大值，相應的在此處其淬火狀態(tài)下的晶格常數出現一極小值。

當合金中Fe含量大于Ni含量時(shí)，會(huì )出現Al7Cu2Fe相。相反，當合金中Ni含量大于Fe含量時(shí)，則會(huì )出現AlCuNi相，上述含Cu三元相的出現，降低了固溶體中Cu的濃度，只有當Fe、Ni含量相等時(shí)，則全部生成Al9FeNi相。在這種情況下，由于沒(méi)有過(guò)剩的Fe和Ni去形成不相溶解的含Cu相，則合金中的Cu除形成S（Al2CuMg）相外，同時(shí)也增加了Cu在固溶體中的濃度，這有助于提高合金強度及其耐熱性。

Fe、Ni含量可以影響合金耐熱性。Al9FeNi相是硬脆的化合物，在A(yíng)l中溶解度極小，經(jīng)鍛造和熱處理后，當它們彌散分布于組織中時(shí)，能夠顯著(zhù)的提高合金的耐熱性。例如在A(yíng)lCu2.2Mg1.65合金中含1.0%Ni，加入0.7%～0.9%Fe的合金持久強度值**大。

Si：在2A80合金中加入0.5%～1.2%Si提高了合金的室溫強度，但是合金的耐熱性降低。

Ti：2A70合金中加入0.02%～0.1%Ti，細化鑄態(tài)晶粒，提高鍛造工藝性能，對耐熱性有利，但對室溫性能影響不大。

（3）Al-Cu-Mn合金。Al-Cu-Mn系合金主要合金**號有2A16、2A17等，其主要合金元素的**用如下。

Cu：在室溫和高溫下，隨著(zhù)Cu含量提高，合金強度增加。Cu含量達到5.0%時(shí)，合金強度接近**大值。另外，Cu能改善合金的焊接性能。

Mn：Mn是提高耐熱合金的主要元素，它提高固溶體中原子的激活能，降低溶質(zhì)原子的擴散系數和固溶體的分解速度。當固溶體分解時(shí)，析出T相（Al20Cu2Mn3）的形成和長(cháng)大過(guò)程也非常緩慢，所以合金在一定高溫下長(cháng)時(shí)間受熱時(shí)性能也很穩定。添加適當的Mn（0.6%～0.8%），能提高合金淬火和自然時(shí)效狀態(tài)下的室溫強度和持久強度。但Mn含量過(guò)高，T相增多，使界面增加，加速了擴散作用，降低了合金的耐熱性。另外，Mn也能降低合金焊接時(shí)的裂紋傾向。

Al-Cu-Mn合金中添加的微量元素有Mg、Ti和Zr，而主要雜質(zhì)元素有Fe、Si、Zn等，其影響如下。

Mg：在2A16合金中Cu、Mn含量不變的情況下，添加0.25%～0.45%而成為2A17合金。Mg可以提高合金的室溫強度，并改善150～250℃一下的耐熱強度。然而，溫度再升高時(shí)，合金的強度明顯降低。但假如Mg能使合金的焊接性能變壞，故在用于耐熱可焊接的2A16合金中，雜質(zhì)Mg的含量應不大于0.05%。

Ti：Ti能細化鑄態(tài)晶粒，提高合金的再結晶溫度，降低過(guò)飽和固溶體的分解傾向，使合金高溫下的組織穩定。但Ti含量大于0.3%時(shí)，形成粗大針狀晶體TiAl3化合物，使合金的耐熱性有所降低。合金的Ti含量規定為0.1%～0.2%。

Zr：在2219合金中加入0.1%～0.25%Zr時(shí)，能細化晶粒，并提高了合金的耐熱性，并改善了合金的焊接性和焊縫的塑性。但Zr含量高時(shí)，能形成較多的脆性化合物ZrAl3。

Fe：合金中的Fe含量超過(guò)0.45%時(shí)，形成不溶解相Al7Cu2Fe，能降低合金淬火時(shí)效狀態(tài)的力學(xué)性能和300℃時(shí)的持久強度。所以Fe含量應限制在0.3%以下。

Si：少量Si（0.4%）對室溫力學(xué)性能影響不明顯，但降低300℃時(shí)的持久強度。Si含量超過(guò)0.4%時(shí)，還降低室溫力學(xué)性能。股Si含量限制在0.3%以下。

Zn：少量Zn（0.3%）對合金室溫性能沒(méi)有影響，但能加快Cu在A(yíng)l中的擴散程度，降低合金300℃時(shí)的持久強度，故限制在0.1%以下。