4045铝板属于铝硅系合金(4xxx系列),核心特征是高硅含量(9.0%11.0%),其参数设计围绕“低熔点、优异钎焊性、良好耐蚀性”展开,广泛用于铝合金构件的钎焊填充材料及耐腐蚀场景。以下从化学成分、物理性能、力学性能、加工性能、应用适配性五大核心维度,详细梳理其关键参数(数据参考GB/T 31902022《变形铝及铝合金化学成分》、GB/T 3880.22012《一般工业用铝及铝合金板、带材 第2部分:力学性能》等国标及行业通用标准):
一、核心化学成分(质量分数,%)
4045铝板的性能由成分决定,高硅是其区别于其他系列铝板的关键,具体成分范围如下(需注意:不同标准如美标AA、欧标EN可能略有差异,以下以国标GB/T 3190为准):
元素 | 含量范围 | 作用说明 |
---|---|---|
Al(铝) | 余量(约 89%-91%) | 基体元素,保证材料基础可塑性 |
Si(硅) | 9.0 - 11.0 | 核心合金元素,降低熔点(约 577-600℃),提升钎焊流动性,改善耐蚀性 |
Fe(铁) | ≤0.8 | 杂质元素,需控制含量(过高会形成硬脆相 FeSiAl₃,影响加工性) |
Cu(铜) | ≤0.3 | 杂质元素,微量存在不影响性能,过高会降低耐蚀性 |
Mn(锰) | ≤0.1 | 杂质元素,控制在低含量以避免影响钎焊性 |
Mg(镁) | ≤0.1 | 杂质元素,防止形成 Mg₂Si 相导致强度异常升高,影响成型 |
Zn(锌) | ≤0.2 | 杂质元素,低含量可避免晶间腐蚀风险 |
Ti(钛) | ≤0.15 | 可选添加元素,细化晶粒,改善铸造及轧制性能 |
其他杂质 | 单个≤0.05,合计≤0.15 | 控制总杂质含量,保证材料均匀性 |
二、关键物理性能
物理性能直接影响4045铝板在“温度变化、热传导”场景中的应用(如散热器、换热器),具体参数如下(室温25℃条件下,除非特殊说明):
性能指标 | 数值范围 | 备注 |
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密度(ρ) | 2.65 - 2.68 g/cm³ | 略低于纯铝(2.70 g/cm³),因硅密度(2.33 g/cm³)较低 |
熔点(Tₘ) | 577 - 600℃ | 远低于纯铝(660℃),是其作为 “钎焊填充材料” 的核心优势(匹配 3003、6061 等母材的钎焊温度) |
导热系数(λ) | 150 - 165 W/(m·K) | 室温下导热性良好(低于纯铝的 237 W/(m・K),但高于多数合金),适合散热场景;高温下(300℃) 导热系数升至 180 - 190 W/(m・K) |
比热容(cₚ) | 900 - 950 J/(kg·K) | 室温下数值,随温度升高略有增加(如 100℃时约 920 J/(kg・K)) |
线膨胀系数(α) | 21.0 - 22.5 × 10⁻⁶ /K(20-100℃) | 略高于纯铝(23.1×10⁻⁶/K),低温下(-50℃)降至 19.5×10⁻⁶/K,需注意与母材的膨胀匹配性(如钎焊时避免应力开裂) |
电阻率(ρ) | 0.045 - 0.055 Ω·mm²/m | 高于纯铝(0.028 Ω・mm²/m),导电性一般,不适合导电场景 |
弹性模量(E) | 68 - 70 GPa | 与多数铝合金接近,受力时形变特性稳定 |
三、力学性能(按热处理状态区分)
4045铝板的力学性能随热处理状态(主要为O态、H18态,少量H14态)变化显著,不同状态适配不同加工需求(如成型、承载):
性能指标 | O 态(软态,完全退火) | H18 态(冷作硬化,80% 以上加工率) | 测试标准 |
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抗拉强度(Rₘ) | ≥120 MPa | ≥240 MPa | GB/T 228.1-2021 |
屈服强度(Rₚ₀.₂) | ≥40 MPa | ≥220 MPa | GB/T 228.1-2021 |
伸长率(A₅) | ≥15% | ≥2% | GB/T 228.1-2021 |
硬度(HV) | 30 - 40 HV | 70 - 80 HV | GB/T 4340.1-2009 |
状态说明:
O态:完全退火后塑性更佳,可进行弯曲、冲压等复杂成型加工,但强度低,适合“成型后无需高承载”的场景(如厨具内衬);
H18态:经冷扎、拉伸等冷作硬化处理,强度大幅提升,但塑性差,适合“需高刚性、低形变”的场景(如小型结构支撑件)。
四、加工性能参数(适配实际生产需求)
4045铝板的加工性能与其成分(高硅)强相关,需结合应用场景选择加工方式:
1. 铸造性能
流动性:优异(高硅降低合金粘度),铸件致密度高,适合“压铸、砂型铸造”生产复杂形状构件(如散热器芯体);
收缩率:线收缩率约1.2%1.5%,体积收缩率约5%6%,铸造时需预留收缩量以避免缺陷。
2. 焊接性能(核心优势)
钎焊性:,是4045铝板的核心用途——其低熔点(577600℃)可作为“钎料”,与3003、6061、6063等铝合金母材焊接(如汽车散热器、空调换热器的芯体焊接),焊缝强度可达母材的80%以上,且耐蚀性一致;
熔焊性:一般(高硅易导致焊缝脆化),不推荐氩弧焊、MIG焊等熔焊方式,仅用于非承载焊缝。
3. 成型性能
冷成型:O态可进行弯曲(最小弯曲半径:厚度≤3mm时,内弯半径≥1.5×板厚)、浅拉伸;H18态冷成型性差,仅可进行简单剪切、冲孔,不可弯曲(易开裂);
热成型:适合(加热至300400℃时塑性提升),可用于复杂形状的热压成型,但需控制冷却速度以避免晶粒粗大。
4. 切削性能
一般(高硅导致刀具磨损较快),需使用硬质合金刀具(如WCCo刀具),切削速度建议控制在80120 m/min,可通过添加切削液减少磨损。
5. 耐蚀性能
良好:高硅形成的AlSi固溶体可提升抗大气腐蚀、抗淡水腐蚀能力,在pH 49的中性/弱酸碱环境中无明显腐蚀;但不耐强酸碱(如浓度>20%的盐酸、NaOH溶液),需避免长期接触。
五、应用适配参数(场景化参考)
4045铝板的参数设计直接匹配其核心应用,以下为典型场景的参数适配要求:
应用场景 | 关键适配参数 | 推荐状态 |
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铝合金钎焊料 | 熔点 577-600℃、钎焊流动性好、焊缝强度≥120MPa | O 态(轧制成钎焊带 / 箔) |