鑄造鋁合金金相第3部分：鑄造鋁合金針孔

備案信息

備案號(hào)：57829-2017

備案公告： 2017年第4號(hào)(總第208號(hào))

現(xiàn)代鑄造鋁合金按主要加入的元素可分為4個(gè)系列，即：鋁硅系、鋁銅系、鋁鎂系及鋁鋅系。對(duì)這4個(gè)系列，各國(guó)都有相應(yīng)的合金和合金牌號(hào)的標(biāo)記。中國(guó)采用ZL 3位數(shù)字標(biāo)記法，第一位數(shù)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(shù)字表示合金序號(hào)。中國(guó)的幾種典型鑄造鋁合金如表所示，根據(jù)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

鑄造鋁合金鋁-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(xué)性能和焊接性能。此系合金在工業(yè)上的應(yīng)用雖較鋁-銅系合金晚些，但于1920年發(fā)現(xiàn)可進(jìn)行變質(zhì)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(fù)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(qiáng)化，但耐蝕性差。合金中硅相的形狀對(duì)強(qiáng)度和塑性有顯著的影響，通過變質(zhì)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(xué)性能和切削性能，常加入磷，形成AlP化合物，使初晶硅細(xì)化，減少其有害影響。

鑄造鋁合金鋁銅系合金

是最早出現(xiàn)的工業(yè)鑄造鋁合金。該系合金有高的強(qiáng)度和熱穩(wěn)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(xiàn)少量共晶體，經(jīng)固溶處理，使固溶體過飽和，可獲得時(shí)效強(qiáng)化效果。合金中加入錳、鈦可使晶粒細(xì)化，能補(bǔ)充強(qiáng)化和改善耐蝕性。

鑄造鋁合金鋁鎂系合金

該系合金強(qiáng)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(dá)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(qiáng)化效果不明顯，主要為固溶強(qiáng)化。β（Mg₅Al₈）相沿晶界呈網(wǎng)狀析出時(shí)，抗蝕性和力學(xué)性能變壞。為防止β（Mg₅Al₈）相沿晶界析出，多在固溶狀態(tài)下使用。合金中加入硅和錳能改善合金的流動(dòng)性。

鑄造鋁合金鋁鋅系合金

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

鋁-銅系鑄造鋁合金Al-C'.u cast aluminium alloy以銅為 主要合金元素的鑄造鋁合金。銅的含量范圍在4%一抖%。 含銅9%以上的Al-Cu系合金。具有較好的鑄造性能，可用于 金屬型鑄造，并具有良好的拋光性能及電鍍性能。但熱處理 強(qiáng)化效果不大，力學(xué)性能較低，主要用于裝飾性零件。該系合 金中其有重要應(yīng)用價(jià)值的是由Al-5Cu合金基礎(chǔ)上發(fā)展起來 的高強(qiáng)度鑄造鋁合金和熱強(qiáng)鑄造鋁合金。主要有A1- Al}:u-Mn, At-Cu-Mg, AI-Cu-u1i. A1-Cu-RE等系列。 C;u-Si , A1一〔抽 系合金具有良好的切削加工性能和焊接性能。鑄造性能較 井.熱裂疏松4}向較大，需要合理的鑄造工藝設(shè)計(jì)。

采用鑄造工藝直接獲得所需零件所使用的鋁合金。要求它有理想的鑄造性：良好的流動(dòng)性，較小的收縮、熱裂及冷裂傾向性，較小的偏析和吸氣性。鑄造鋁合金的元素含量一般高于相應(yīng)變形鋁合金的，多數(shù)合金接近共晶成分。

1905～1925年，歐美國(guó)家在研究鋁合金相圖的基礎(chǔ)上開展了工業(yè)鋁合金的研究。最初研究了鋁-鎳合金，但其鑄造性能不佳，因此鎳未能成為主要強(qiáng)化元素。其后研究了在鋁中加入銅、鎂、錳、硅等元素，獲得了較為理想的性能，因而發(fā)展了一些二元及多元的鑄造鋁合金，其中著名的硅鋁明合金在1920年前后用于工業(yè)。