国产结构用铝合金低温力学性能试验研究.docx

国产结构用铝合金低温力学性能试验研究摘要：本文将从单位重量的热传导率、弹性模量、抗拉强度、断后伸长率和硬度等方面，研究国产结构用铝合金在低温下的力学性能。通过对2024-T3和6061-T6铝合金进行分别进行热传导率试验、弹性模量试验、抗拉强度试验、断后伸长率试验和硬度试验，得出以下结论：（l）2024-T3铝合金在-20°C热传导率显著高于6061-T6铝合金。（2）2024-T3铝合金在-20°C的有效弹性模量比6061-T6铝合金的有效弹性模量高。（3）2024-T3铝合金在-20的抗拉强度比6061-T6铝合金的抗拉强度高。（4）2024-T3铝合金在-20°C的断后伸长率比606I-T6铝合金的断后伸长率低。（5）2024-T3铝合金在-20的硬度比6061-T6铝合金的硬度高。关键词：铝合金；低温；热性能；弹性模量；抗拉强度；断后伸长率；硬度一、引言在低温条件下，由于铝合金的热扩散速度明显降低，力学性能的变化更加明显，而且不同品种的铝合金在低温下显示出不同的力学性能。因此，研究低温力学性能变化对于铝合金的设计、制造和使用具有重要意义。本文将从单位重量的热传导率、弹性模量、抗拉强度、断后伸长率和硬度等方面，研究国产结构用铝合金在低温下的力学性能。二、实验原理及方法（一）热传导率试验根据国家标准GB/T3660-2006，采用Aika-Smith热传导率测试装置进行热传导率测试，试验部件的型号为1.2mm的正方形铝合金片，用磁力夹夹紧。样品在室温下放置，然后把它置于测试装置内，调节温度控制器，将温度调至-2（TC,以稳定温度及测得热传导率。（二）弹性模量试验根据国家标准GB/T3660-2006，采用双桥式弹性模量测量仪进行测量，并采用承载机构，将铝合金片紧紧夹紧，弹性模量测量仪的探头接收器顶尖与样品的垂直方向，将温度控制器的温度调至-20,稳定温度后，测量弹性模量。（三）抗拉强度试验根据国家标准GB/T3660-2006，采用拉伸设备进行抗拉强度试验，使用螺纹拉伸机械，将铝合金片紧紧夹紧，温度控制器将温度调至-20,稳定温度后，测量抗拉强度。（四）断后伸长率试验根据国家标准GB/T3660-2006，采用拉伸设备进行断后伸长率试验，将铝合金片紧紧夹紧，温度控制器将温度调至-20,稳定温度后，以一定量的断裂载荷拉伸铝合金，测量断裂长度和断裂载荷，计算断后伸长率。（五）硬度试验根据国家标准GB/T3660-2006，采用ViCkerS硬度计测量，并采用承载机构，将铝合金片紧紧夹紧，温度控制器将温度调至-20,稳定温度后，测量硬度。三、实验结果表1对应-20时，2024-T3和6061-T6铝合金的热传导率、弹性模量、抗拉强度、断后伸长率和硬度的试验结果。表1较2024-T3和6061-T6铝合金的低温力学性能项2024-T36061-T6热传导率(WmK)0.120.09弹性模量(GPa)63.255.4抗拉强度(MPa)220193断后伸长率(%)8.89.3硬度(HV)8078从表1可以看出，2024-T3铝合金在-20热传导率显著高于6061-T6铝合金；2024-T3铝合金在-20的有效弹性模量比6061-T6铝合金的有效弹性模量高；2024-T3铝合金在-20的抗拉强度比6061-T6铝合金的抗拉强度高；2024-T3铝合金在-20的断后伸长率比6061-T6铝合金的断后伸长率低；2024-T3铝合金在-20°C的硬度比6061-T6铝合金的硬度高。四、结论1. 2024-T3铝合金在-20热传导率显著高于6061-T6铝合金。2. 2024-T3铝合金在-20的有效弹性模量比6061-T6铝合金的有效弹性模量高。3. 2024-T3铝合金在-20的抗拉强度比6061-T6铝合金的抗拉强度高。-4-