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鑄造鋁合金都有哪些分類

  發表時間:2020年02月24日  點擊數:452 次

  現代鑄造鋁合金按主要加入的元素可分為4個系列,即:鋁硅系、鋁銅系、鋁鎂系及鋁鋅系。對這4個系列,各國都有相應的合金和合金牌號的標記。中國采用ZL+3位數字標記法,第一位數字表示合金系,其中:1表示鋁硅合金系,2表示鋁銅合金系,3表示鋁鎂合金系,4表示鋁鋅合金系,第二、三位數字表示合金序號。中國的幾種典型鑄造鋁合金如表所示,根據合金的使用特性可分為:耐熱鑄造鋁合金、氣密鑄造鋁合金、耐蝕鑄造鋁合金和可焊鑄造鋁合金。

  1、鋁-硅系合金

  通常硅含量為4%~13%,又稱“硅鋁明”合金。鑄造性能最佳,裂紋傾向性極小,收縮率低,有很好的耐蝕性和氣密性以及足夠的力學性能和焊接性能。此系合金在工業上的應用雖較鋁-銅系合金晚些,但于1920年發現可進行變質處理后,使該系合金的組織和性能得到改善,拓寬了使用范圍,在用量上幾乎占鑄造鋁合金的50%。鋁硅系合金可分為共晶型、亞共晶型、過共晶型和添加銅、鎂、錳等復雜的共晶合金。ZL102合金為典型的二元共晶合金,共晶溫度為577℃,共晶成分為12.6%Si,共晶溫度下α固溶體中溶解1.6%Si,室溫下溶解約0.05%Si;β相為鋁溶于硅中的固溶體,其溶解度極小,因而共晶組織為α+Si兩相組成。多元合金的組織中,除α和硅外,還有θ(CuAl2)、W(AlxMg5Si4)等相(見鋁合金的相)。含銅的鋁硅合金可熱處理強化,但耐蝕性差。合金中硅相的形狀對強度和塑性有顯著的影響,通過變質處理(在熔體中加入鈉或銻),使硅相球化,合金的組織和性能得以改善。過共晶合金中的粗大初晶硅有害于力學性能和切削性能,常加入磷,形成AlP化合物,使初晶硅細化,減少其有害影響。

  2、鋁銅系合金

  是最早出現的工業鑄造鋁合金。該系合金有高的強度和熱穩定性,但鑄造性和耐蝕性差。銅含量一般低于銅在鋁中的溶解度極限(5.85%),平衡組織中無共晶體,非平衡條件下,可能出現少量共晶體,經固溶處理,使固溶體過飽和,可獲得時效強化效果。合金中加入錳、鈦可使晶粒細化,能補充強化和改善耐蝕性。

  3、鋁鎂系合金

  該系合金強度高,耐蝕性最佳,密度小,有較好的氣密性。鋁鎂二元鑄造合金,鎂含量高達11.5%,多元合金中的鎂含量一般為5%左右。合金的組織為α+β(Mg5Al8)相組成,熱處理的強化效果不明顯,主要為固溶強化。β(Mg5Al8)相沿晶界呈網狀析出時,抗蝕性和力學性能變壞。為防止β(Mg5Al8)相沿晶界析出,多在固溶狀態下使用。合金中加入硅和錳能改善合金的流動性。

  4、鋁鋅系合金

  該系合金在鑄造狀態就具備淬火組織特征,不進行熱處理就可獲得高的強度,但合金的密度大,不適宜制作飛機零件。該合金系是在硅鋁明合金的基礎上加鋅而成,因此亦稱“鋅硅鋁明”合金。

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