2A12(也称 AA2012)是一种高强度的铝-铜合金,因其优异的力学性能、可热处理性以及良好的抗疲劳性能,广泛应用于航空航天和交通运输领域。在 H112 状态下,合金经过加工硬化和部分回火处理,在无需进一步时效强化的情况下,实现了强度与塑性的平衡。这一状态下的微观组织稳定,对应力腐蚀开裂具有较好的抵抗能力,因而常用于承受循环载荷和恶劣环境条件的结构件。
2A12 H112 合金的力学性能以高屈服强度、高抗拉强度和适中的延伸率为主要特征。其密度约为 2.78 g/cm³,杨氏模量约为 71 GPa,具有出色的强重比。该合金的抗拉强度通常在 350–420 MPa 范围内,0.2% 屈服强度为 280–340 MPa,这些性能保证了器件在受力时具有足够的承载能力和刚度,从而提高使用寿命和结构稳定性。
除了强度与弹性模量外,2A12 H112 的延展性也可满足成形工艺需求,其断后伸长率通常在 8%–12% 之间。这种延展性使其适用于深冲、弯曲等金属成形操作,可制造复杂形状零件。其硬度(布氏或洛氏)可反映耐磨性和加工性能,2A12 H112 的典型布氏硬度为 95–110 HB,表明其在加工硬化和成形性之间取得了良好平衡。
热稳定性和疲劳性能也是 2A12 H112 应用中需重点考虑的因素。该合金在约 150°C 以下可保持稳定性能,超过此温度后,析出相过熟,强度开始下降。疲劳寿命取决于表面状态、应力集中因素及环境条件。在完全反向循环载荷(R = –1)下,抛光 specimens 在 10^7 次循环时的疲劳极限约为 120–130 MPa,使其适合承受重复应力的部件。
2A12 H112 力学性能表
性能指标 | 符号 | 单位 | 典型值 |
---|---|---|---|
密度 | ρ | g/cm³ | 2.78 |
杨氏模量 | E | GPa | 71 |
0.2% 屈服强度 | σ₀.₂ | MPa | 280–340 |
抗拉强度 | σᵤ | MPa | 350–420 |
断后伸长率 | A | % | 8–12 |
布氏硬度 | HB | HB | 95–110 |
疲劳极限 (R = –1) | σ_f | MPa | 120–130 |
使用温度上限 | — | °C | 最多 150 |
2A12 铝合金 H112 状态具有高强度、适中塑性和良好抗疲劳性能的综合优势,是航空航天结构件和交通运输关键部件的理想材料。其抗拉强度可达 420 MPa,疲劳极限约 130 MPa,在循环载荷和中等温度环境下表现可靠。良好的成形性和加工性能进一步增强了其应用灵活性,而 H112 状态下的耐蚀性和组织稳定性则延长了部件寿命。总体而言,2A12 H112 仍是工程师在苛刻环境中寻求轻质高强解决方案时的首选材料。