中國常用的鑄造鋁合金牌號成分\特點\用途\特性
摘要:中國常用的鑄造鋁合金:合金牌號、合金類別、牌號舉例、添加元素Si/Cu/Mg/其他、力學(xué)性能 (砂型)抗拉強度/N·mm-2/伸長率/硬底HBS、合金性能/特點/應(yīng)用范圍、鑄造用鋁合金的物理特性。...
中國常用的鑄造鋁合金牌號主要特點及用途
類別 | 牌號舉例 | 添加元素(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/ % | 力學(xué)性能 (砂型) ≥ | 用 途 | |||||
Si | Cu | Mg | 其 他 |
抗拉強度/ N·mm-2 |
伸長 率/% |
硬底 HBS |
|||
鋁 | ZL101 | 6.0~8.0 | — | 0.2~0.4 | — | 160 | 2 | 50 | 熱處理后力學(xué)性能較高,可作承受較在動載和靜載的氣鋼體、缸蓋、泵殼體、齒輪箱(工作溫度<150℃) |
硅 | ZL102 | 10.0~13.0 | — | — | — | 150 | 4 | 50 | 共晶成分,鑄造性能最好,用作薄壁,形狀復(fù)雜,強度要求不高的鑄件和壓鑄件,如各種儀表的殼體、發(fā)動機活塞 |
合 | ZL104 | 8.0~10.5 | — | 0.17~0.3 | Mn 0.2~0.5 | 150 | 2 | 50 | 用途廣泛,可作承受較大載荷而形狀復(fù)雜的大型鑄件,如氣缸體、汽缸蓋、曲軸箱、增壓器殼體、航空發(fā)動機壓縮機匣、承力框架等 |
金 | ZL107 | 6.5~ 7.5 | 3.5~4.5 | — | — | 170 | 2 | 65 | 承受中等載荷和<250℃工作溫度的零件,如汽化器零件、電氣設(shè)備外殼、砂箱模具等。鑄態(tài)機械性能較高,適于作壓鑄合金 |
ZL111 | 8.0~10.0 | 1.3~1.8 | 0.4~0.6 | Mn、Ti各0.1~0.35 | 210(金屬型) | 2 | 80 | 較高的力學(xué)性能、良好的鑄造性能、切削加工性能和焊補性。用作高壓下工作的大型零件,如汽缸體、壓鑄水泵葉輪、大型殼體(軍工) | |
鋁銅 合金 | ZL201 | — | 4.5~5.3 | — | Ti 0.15~0.37,Mn 0.6~1.0 | 300 | 8 | 70 | 力學(xué)性能很高,可作承受大的動載和靜載荷及在<300℃條件下工作的零件,用途很廣 |
鋁鎂 合金 | ZL301 | — | — | 9.5~11.5 | — | 280 | 9 | 60 | 用于在大氣和海水中承受大沖擊載荷的零件,如雷達底座、發(fā)動機機閘、螺旋槳、起落架、船用舷窗 |
鋁鋅 合金 | ZL401 | 6.0~ 8.0 | — | 0.1~0.3 | Zn 9.0~13.0 | 200 | 2 | 80 | 在鑄鋁中比例最大。作<200℃條件下工作的零件,如模具、型板和某些設(shè)計的支架 |
ZL101
的特點是成分簡單,容易熔煉和鑄造,鑄造性能好,氣密性好、焊接和切削加工性能也比較好,但力學(xué)性能不高。適合鑄造薄壁、大面積和形狀復(fù)雜的、強度要求不高的各種零件,如泵的殼體、齒輪箱、儀表殼(框架)及家電產(chǎn)品上的零件等。主要采用砂型鑄造和金屬型鑄造。
Zl101A
由于是在ZL101的基礎(chǔ)上加了微量Ti,細(xì)化了晶粒,強化了合金的組織,其綜合性能高于Zl101、ZL102,并有較好的抗蝕性能,可用作一般載荷的工程結(jié)構(gòu)件和摩托車、汽車及家電、儀表產(chǎn)品上的各種結(jié)構(gòu)件的優(yōu)質(zhì)鑄件。其使用量目前僅次于ZL102。多采用砂型和金屬型鑄造。(ZL101A合金是以ZL101合金為基礎(chǔ)嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量,改進鑄造技術(shù)可以獲得更高的力學(xué)性能。鑄造性能,耐腐蝕性能和焊接性良好。用于鑄造各種殼體零件,飛機的泵體、汽車變速箱、燃油箱的彎管等)
Zl102
這種合金的最大特點是流動性好,其它性能與ZL101差不多,但氣密性比ZL101要好,可用來鑄造各種形狀復(fù)雜、薄壁的壓鑄件和強度要求不高的薄壁、大面積、形狀復(fù)雜的金屬或砂型鑄件。不論是壓鑄件還是金屬型、砂型鑄件,都是民用產(chǎn)品上用得最多的一個鑄造鋁合金品種。
Zl104
因其工晶體量多,又加入了Mn,抵消了材料中混入的Fe有害作用,有較好的鑄造性能和優(yōu)良的氣密性、耐蝕性,焊接和切削加工性能也比較好,但耐熱性能較差,適合制作形狀復(fù)雜、尺寸較大的有較大負(fù)荷的動力結(jié)構(gòu)件,如增壓器殼體、氣缸蓋,氣缸套等零件,主要用壓鑄,也多采用砂型和金屬型鑄造。
Zl105、ZL105A
由于加入了Cu,降低了Si的含量,其鑄造性能和焊接性能都比ZL104差,但室溫和高溫強度、切削加工性能都比ZL104要好,塑性稍低,抗蝕性能較差。適合用作形狀復(fù)雜、尺寸較大、有重大負(fù)荷的動力結(jié)構(gòu)件。如增壓器殼體、氣缸蓋、氣缸套等零件。Zl105A是降低了ZL105的雜質(zhì)元素Fe的含量,提高了合金的強度,具有比ZL105更好的力學(xué)性能,多采用鑄造優(yōu)質(zhì)鑄件。
ZL106
由于提高了Si的含量,又加入了微量的Ti、Mn,使合金的鑄造性能和高溫性能優(yōu)于ZL105氣密性、耐蝕性也較好,可用作一般負(fù)荷的結(jié)構(gòu)件及要求氣密性較好和在較高溫度下工作的零件,主要采用砂型和金屬型鑄造。
ZL107
ZL107有優(yōu)良的鑄造性能和氣密性能,力學(xué)性能也較好,焊接和切削加工性能一般,抗蝕性能稍差,適合制作承受一般動負(fù)荷或靜負(fù)荷的結(jié)構(gòu)件及有氣密性要求的零件。多用砂型鑄造。
ZL108
ZL108由于含Si量較高,又加入了Mg、Cu、Mn,使合金的鑄造性能優(yōu)良,并且熱膨脹系數(shù)小,耐磨性好,強度高,并具有較好的耐熱性能。但抗蝕性稍低。適合制作內(nèi)燃發(fā)動機的活塞及其它要求耐磨的零件以及要求尺寸、體積穩(wěn)定的零件。主要采用壓鑄和金屬型鑄造,也可采用砂型鑄造。
ZL109
這是復(fù)雜合金化的Al-Si-Cu-Mg-Ni合金,由于含Si量提高,并加入了Ni,使合金具有優(yōu)良的鑄造性能和氣密性能以及較高的高溫強度,耐磨性和耐蝕性也得到提高,線膨脹系數(shù)和密度也有較大的降低,適合制作內(nèi)燃發(fā)動機活塞及要求耐磨且尺寸、體積穩(wěn)定的零件。主要用金屬型鑄造和砂型鑄造。
ZL111
ZL111是復(fù)雜合金化的合金能,由于還加入了Mn、Ti,使該合金有優(yōu)良的鑄造性能,較好的耐蝕性、氣密性,高的強度。其焊接和切削加工性能一般。適合鑄制形狀復(fù)雜、承受重大負(fù)荷的動力結(jié)構(gòu)件(如飛機發(fā)動機的結(jié)構(gòu)件、水泵、油泵、葉輪等),要求氣密性較好和在較高溫度下工作的零件。主要采用金屬型和砂型鑄造,也可采用壓鑄。
ZL114A
ZL112是復(fù)雜合金化的合金能,由于還加入了Mn、Ti,使該合金有優(yōu)良的鑄造性能,較好的耐蝕性、氣密性,高的強度。其焊接和切削加工性能一般。適合鑄制形狀復(fù)雜、承受重大負(fù)荷的動力結(jié)構(gòu)件(如飛機發(fā)動機的結(jié)構(gòu)件、水泵、油泵、葉輪等),要求氣密性較好和在較高溫度下工作的零件。主要采用金屬型和砂型鑄造,也可采用壓鑄。
ZL115
有較好的鑄造性能和較高的力學(xué)性能,主要用作大負(fù)荷的工程結(jié)構(gòu)件及其它零件,如閥門殼體、葉輪等。主要采用砂型和金屬型鑄造。
ZL116
因去掉了ZL115合金中的Zn、Sb,加入了Ti、Be兩種微量元素,使合金的晶粒得到細(xì)化,雜質(zhì)Fe的有害作用得到消減,從而使合金具有較好的鑄造性能、氣密性能及較高的力學(xué)性能。適合鑄制承受大載荷的動力結(jié)構(gòu)件,如飛機、導(dǎo)彈上的一些零件和民用品上要求綜合性能較好的各種零件。主要用砂型和金屬型鑄造
ZL117
合金是一種復(fù)雜合金化的Al-Cu-Mg過共晶型耐磨合金。因其含Si量達19-22%,并加了微量元算Mn和稀土元素RE,使合金成為軟基體上分布著許多硬度很高的初晶Si質(zhì)點的高級耐磨材料,并有很好的鑄造性能以及很好的室溫和高溫強度,低的熱膨脹系數(shù)。適合鑄制內(nèi)燃發(fā)動機活塞、剎車片及其它要求耐磨的活尺寸體積穩(wěn)定的又有高強度的結(jié)構(gòu)件。主要用金屬型鑄造,也可用砂型鑄造。
此外,航空工業(yè)部還研制了三種鋁硅系合金(ZL112Y、ZL113Y、ZL117Y)。ZL112Y和ZL113Y都是Al-Si-Cu壓鑄合金,兩者都有很好的鑄造性能、氣密性能及高的力學(xué)性能,適合鑄制要求強度和工作溫度較高、氣密性好的零件,也可用作活塞等要求耐磨、尺寸體積穩(wěn)定、傳熱性能好的其它零件。主要用壓鑄也可用砂型和金屬型鑄造。與Zl108合金不同的是降低了Si含量,提高了起固溶強化和析出硬化作用的Cu的含量,因而其室溫和高溫性能都比Zl108要好。
ZL201
有較好的室溫和高溫機械性能,塑性一般,焊接和切削加工性能一般,但流動性較差,有熱裂傾向,抗蝕性較差,適合鑄造較高溫度(200-300℃)下工作的結(jié)構(gòu)件或常溫下承受較大動載荷或靜載荷的零件,以及在低溫(-70℃)工作的零件。多用砂型鑄造。
ZL201A
這種合金大大降低了雜質(zhì)Fe、Si的含量,比ZL201有更高的室溫和高溫機械性能。其切削加工和焊接性能好,但鑄造性能較差??捎糜谠?00℃工作的零件或在常溫下承受較大動或靜載荷的零件。多用砂型鑄造。
ZL202
ZL202有比較好的鑄造性能和較高的高溫強度、硬度及耐磨性能,但抗蝕性較差。適合鑄制工作溫度在250℃載荷不大的零件,如氣缸頭等。主要用砂型鑄造和金屬型鑄造。
ZL203
由于ZL203降低了Si的含量,流動性稍差,熱裂傾向較大,抗蝕性也比較差,但有較好的高溫強度和焊接及切削加工性能。適合鑄制工作溫度在250℃以下承受載荷不大的零件以及常溫下有較大載荷的零件,如儀表零件,曲軸箱體等。多用砂型鑄造和低壓鑄造。
ZL204A
這是高純度、高強度鑄造Al-Cu合金,也有較好的塑性和較好的焊接和切削加工性能,但鑄造性能較差。適合鑄制有較大載荷的結(jié)構(gòu)件,如支承座、支臂等零件。多采用砂型鑄造和低壓鑄造。
ZL205A
這是目前世界上使用強度最高的鋁合金。有較好的塑性和抗蝕性,切削加工和焊接性能優(yōu)良,但鑄造性能比較差。適合鑄制承受大載荷的結(jié)構(gòu)件及一些氣密性要求不高的零件。主要采用砂型鑄造、低壓鑄造,也可用金屬型鑄造。
ZL207
ZL207有很高的高溫強度。鑄造性能一般,焊接和切削加工性能也一般,但室溫強度不高。適合鑄制溫度在400℃下工作的各種結(jié)構(gòu)件。如飛機發(fā)動機上的活門殼體、煉油行業(yè)中的一些耐熱構(gòu)件等。多采用砂型鑄造和低壓鑄造。
ZL209
ZL209合金的抗拉強度、屈服點、高溫強度均比ZL201A高,焊接和切削加工性能也較好,但鑄造性能和延伸率均較差。適合鑄制在較高溫度下工作要求耐磨的各種構(gòu)件,如內(nèi)燃發(fā)動機上零件等。多采用砂型鑄造。
ZL301
這是現(xiàn)有鋁合金中抗腐蝕能力最強的一個品種,切削加工性能很好,焊接性能也比較好,強度高,陽極氧化性能好,但鑄造工藝復(fù)雜,操作麻煩,且鑄件易產(chǎn)生疏松、熱裂等缺陷。適合鑄造工作溫度在150℃下的海水等腐蝕介質(zhì)中有較大載荷的各種零件,如海洋艦船砂鍋內(nèi)的各種構(gòu)件、石油行業(yè)的泵殼體、葉輪、框架等零件、多采用砂型鑄造。
ZL303
高溫強度比ZL301好,抗蝕能力好(比ZL301稍差),切削加工性能優(yōu)越,焊接性能好,鑄造性能比ZL301要好,不能熱處理,使機械性能比ZL301低得多。適合鑄造在海水、化工、燃?xì)獾雀g介質(zhì)下承受中等載荷的航空發(fā)動機、導(dǎo)彈、內(nèi)燃機、化工泵、油泵、石化氣泵殼、轉(zhuǎn)子、葉片等零件。主要用壓力鑄造和砂型鑄造。
ZL305
ZL305因加入了Zn,降低了Mg的含量,鑄造性能和自然時效后的組織穩(wěn)定性均比ZL301和ZL303合金好,形成疏松、熱裂的傾向小。又因為添加了Ti、Be兩微量元素,適該合金的綜合性能好,抗應(yīng)力腐蝕能力強,但高溫下的力學(xué)性能差。適合鑄制承受較大載荷的在100℃以下的海水、化工、燃?xì)獾雀g介質(zhì)中工作的航空機、內(nèi)燃機、化工泵、油泵、石化氣泵泵殼、轉(zhuǎn)子、葉片等零件。主要采用砂型鑄造。
ZL401
ZL401鑄造性能很好,縮孔和熱裂傾向小,有較高的機械性能,焊接和切削加工性能好,但比重大、塑性低,耐蝕性較差。多用作壓鑄和模具、模板及工作溫度不超過200℃、承受中等載荷的航空機、內(nèi)燃機、車輛等產(chǎn)品上的結(jié)構(gòu)件。主要用壓力鑄造,也用砂型和金屬型鑄造。