SAE J452-2003(中文版) 铸造铝合金的化学成分、机械和物理性能

SAE J452 2003 年 12 月修订版
SAE（汽车工程师学会）国际车辆表观信息报告
一般信息—SAE 铸造铝合金的化学成分、机械和物理性能 前言—此文件依据新的 SAE 技术标准部的格式，除此之外，没有其 它任何改动。 1. 范围—SAE 铸造铝合金的相关标准涉及很大范围的铸件，包括一 般用途和特殊用途的铸件，但不包括所有的商业用合金。近些年来， 铝合金已经被很多编码体系采纳，见表 1。最近，SAE 推荐使用 UNS 编码体系来区别这些材料，铸件主要通过砂模铸造、永久铸模铸造和 拉模铸造方法制取；然而，外壳空模、熔模铸造、石膏型铸造以及其 他一些不常用的铸造方法也被采用，如果合金没有所需的特性，推荐 生产商可以考虑这些方法。
PM B108 QQ-A-596 4212 如泵体和液冷气缸盖。
—
—
4214
—
—
4280
——
4281
A33550 C355.0 335
S
B26 QQ-A-601 4215 近似于合金 355.0，但塑性较高。
PM B108 QQ-A-596 —
B686 —
—
A03560 356.0 323
S
B26 QQ-A-601 4217 用于高强度和高塑性的复杂铸件。
3. 铸件类型—通用—铸造铝合金通常有两种类型：不可热处理的和 可热处理的。不可热处理合金一般在铸态使用(F)，可以进行退火+回 火处理(O)，消除铸造应力或减少加工畸变。
1/24
SAE J452 2003 年 12 月修订版
可热处理合金一般在某种热处理状态下使用，这是由于热处理可以提 高强度，处理制度通常是高温固溶处理+水淬+低温时效处理（T6）。 在 T7 条件下，铸件进行高温固溶处理后时效，可得到中高温下使用 时性能稳定，切削时不易变形的产品。有时不进行人工时效处理，铸 件经淬火后自然时效使用(T4)；有时（尤其用于高温时）不进行固溶 处理，只进行稳定化处理或时效处理(T5)，这种热处理可取得一定的 应力松弛，通过调整热处理制度可以取得较好综合性能，而且常用的 处理制度可以形成一组热处理规范。
A07130 713.0 315
D
—
—
— 高耐磨性；用于气缸滑块、传输甭、空气压缩室、小型发动机曲
柄轴箱和空气调节活塞。
S
—
PM
—
—
— 近似于合金 390.0，但主要是砂模铸造和永久模铸造。
—
—
D
—
—
— 近似于合金 390.0。
D
B85
—
— 适于大型薄壁拉模铸件，很难切削和抛光。
D
B85 QQ-A-591 — 高抗腐蚀性；优良的可铸性；用于带薄部的复杂铸件，很难切削
A13570 A357.0 — S
—
—
4219 具有良好塑性的高强度结构合金。
PM B108
—
—
B686
—
—
A03590 359.0 — S
—
—
— 具有良好塑性的高强度结构合金
Байду номын сангаас
PM B108
—
—
3/24
SAE J452 2003 年 12 月修订版
表 1—SAE 铸造铝合金的典型应用和相近规范（续）
A02220 222.0 34
S
B26 QQ-A-601 — 阀。
PM B108 QQ-A-596 —
A02420 242.0 39
S
B26 QQ-A-601 4222 主要用于空冷气缸盖，以及高性能汽油发动机活塞。
PM B108 QQ-A-596 —
A02950 295.0 38
S
B26 QQ-A-601 4231 高强度和抗震性的一般结构铸件。
差于合金 295.0。
S
B26 QQ-A-601 — 近似于合金 710.0。
PM B108 QQ-A-596 —
1. S—砂模铸造；PM—永久模铸造；D—拉模铸造。
4/24
SAE J452 2003 年 12 月修订版
4. 浇铸类型和合金—节选—砂模铸造较永久模铸造或拉模铸造允许 更大的尺寸公差，总体壁厚和帽口较永久模铸造或拉模铸造的大，此 工艺可生产具有良好内部完整性的部件，近来发展起来的自动高压砂 模形模法使批量生产砂模铸件成为可能（相对于硬模和拉模铸造，砂 模铸造减少了修模时间，这就有利于部件投入生产）。 永久模铸造可以缩小尺寸公差，对于相同的化学成分，可得到较砂模 铸造略高的机械性能，使用可操纵的型芯可形成内外空腔，并带不随 金属型芯抽出的底切部，此种称之为半永久模铸造，此工艺可以生产 出具有良好内部完整性的铸件。 半永久模铸造和永久模铸造通常采用两种方法浇铸：重力浇铸（金属 液直接倒入模内），低压浇铸（金属液从封装低压空气的炉内压入模 内）。 拉模铸造已用于大量生产汽车部件，它比砂模铸造和永久模铸造取得 更小的尺寸公差。此工艺可得到更小的总体壁厚和帽口，铸件重量较 轻，还可以浇铸设计和取向要求的一些小孔，拉模铸件表面较光，但 有时会由于熔模剂的使用而恶化。如果表面需要抛光，出于成本因素 的考虑，此特点是非常有利的。 尺寸均匀、重量轻、帽口小使末道加工成本降低，这一点，再加上铸 锭轻、浇口切除、浇铸速度高并能在铸态使用等，使拉模铸造成本比 其它工艺低很多，即使加工成本要高一些。 拉模铸造冷速很快，试棒的拉伸强度值和屈服强度值很高，但是内部 完整性较差，这就使得其性能指标较低。小水口高压喷射金属液，可 能带来夹杂、固化现象以及实际浇铸设计不利于形成完整区域，从而
A03360 336.0 321 PM B108 QQ-A-596 — 活塞用合金，低膨胀率。
A03390 339.0 334 PM — —
— 活塞用合金。
A03540 354.0 — PM B108 —
— 高强度优质铸造合金。
B686 —
—
A03550 355.0 322
S
B26 QQ-A-601 4210 通常用于高强度、中等塑性和压力密封性要求的地方，
5/24
SAE J452 2003 年 12 月修订版
产生内部缺陷，大大降低实际部件的性能水平，所以生产商和用户应 该在设计、规划和各个阶段的控制方面紧密合作，以取得满意的铸件 质量。 5. 图样设计—在铸造铝合金砂模铸造的图样设计时，缩孔的允许值 见表 2A，此值会随铸件的形状和尺寸不同而略有不同。建议生产商 考虑图样设计，以保证取得最好的产品。表 2 所提供的信息基于美国 铸造工人学会的一项研究。 6. 化学成分—化学分析根据 ASTM E 34（铝及铝合金化学分析测试方法） 进行，或者根据生产商和购买商协商认同的其它标准进行，此分析可 以利用光谱法，如有争议，以 ASTM E 34 提供的方法分析的结果为 准。 为了与表 3 列出的成分范围相对应，需对测量值或计算值进行四舍五 入，数据的小数点后的具体位数根据 ASTM E 29（数据小数点位数标 定的推荐方法）的方法确定。 7. 机械及物理性能—SAE 铸造合金的典型物理性能见表 4，机械性能 是对标准试样的测试值，这些试样在尽量接近的浇铸凝固条件下重复 浇铸，若非测试设备要求，不容许加工。表 5 中砂模铸造合金的性能 是由直径 0.5 英寸（12.7mm）的标准测试试棒得到的，无急冷处理； 表 6 中永久模铸造合金的性能也是由直径 0.5 英寸（12.7mm）的标准 测试试棒得到的，表 7 中给出的拉模铸造合金的典型拉伸强度是由直 径 0.25 英寸（6.4mm）的标准测试试棒得到的，见 ASTM B 557（变 形和铸造铝合金及镁合金的张力测试方法）
的抗腐蚀性能；较合金 360.0 略高的机械性能。
A03800 380.0 308
D
B85 QQ-A-591 — 近似于合金 A380.0，但适用于冷室机。
A13800 A380.0 306
D
B85 QQ-A-591 4291 良好的浇铸特性和抗腐蚀性能；不适于薄件；只适于冷室机。
A03830 383.0 383
A02960 296.0 — PM B108 QQ-A-596 4282 合金 295.0 的变性合金，用于永久铸模。
— 常用低成本合金；良好的浇铸特性。
A03190 B319.0 329 S
—
—
—
PM —
—
— 近似于 319.0 的一般合金，但塑性较低、切削性较好。
A03280 328.0 327
S
B26 QQ-A-601 — 近似于合金 355.0 和 356.0，但塑性较低。
A03320 332.0 332 PM B108 QQ-A-596 — 主要用于汽车压缩活塞。
A03330 333.0 331 PM B108 QQ-A-596 — 常用低成本永久铸模合金，用于发动机部件、发动机
室、调速轮室和变速器部件。
A24430 B443.0 35
A34430 C443.0 304 A14440 A444.0 —
A05140 514.0 320 A05200 520.0 324 A05350 535.0 —
A07050 705.0 311
A07070 707.0 312
A07100 710.0 313 A07120 712.0 310
PM —
—
4229 拉伸强度和屈服强度高，中等塑性；经 T4 热处理具
A02060 206.0 —
S
—
—
4237 有良好的断裂强度，用于汽车和航天结构件。
PM —
—
— 歧管、阀体以及要求压力密封性的相近铸件。
A02080 208.0 380 S B26 QQ-A-601 —
PM B108
—
— 一般用于活塞用合金，还用于空冷气缸盖和推杆导向
PM B108 QQ-A-596 4284
——
4286
A13560 A356.0 336
S
B26 QQ-A-601 4218 近似于合金 356.0，但塑性较高。
PM B108 QQ-A-596 —
B686 —
—
A03570 357.0 —
S
——
— 近似于合金 A357.0，但塑性较高。
PM B108 QQ-A-596 —
PM B108 QQ-A-596 — 被阳极化。
S
B26 QQ-A-601 — 近似于合金 705.0，但强度较高，塑性较差。
PM B108 QQ-A-596 —
S
B26 QQ-A-601 — 高强度常用合金，近似于合金 705.0 和 707.0；易于抛光。
S
B26 QQ-A-601 — 常用结构铸件，强度等同于合金 295.0 但无须热处理，浇铸特性略
2. 引用的文件 2.1 适用的出版物— 以下出版物这里组成一组规范，如没有其它说 明，以 SAE 的最新版本为准。 2.1.1 ASTM 出版物—可从 ASTM（美中试验材料协会）索取 ASTM E 29—使用有效测试数据测试规范适用性的方法 ASTM E 34—铝及铝合金化学分析测试方法 ASTM E 117—生铅的点到面光谱分析方法 ASTM B 557—变形和铸造铝合金及镁合金的张力测试方法
S
B26 QQ-A-601 4240 高强度结构合金；要求特种铸造和热处理；易于应力腐蚀失效。
S
B26 QQ-A-601 — 优良的抗震和抗腐蚀性能、形状稳定性和切削性；用于计算机元
件、结构件、光学设备和其它考虑应力断裂的地方。
S
B26 QQ-A-601 — 高强度常用合金；优良的切削性和形状稳定性；高耐腐蚀性；可
和抛光。
S
B26 QQ-A-601 — 用于带薄部的复杂铸件；良好的抗腐蚀性能；中等强度和高塑性。
PM B108 QQ-A-596 —
D
B85 QQ-A-591 — 良好的铸造特性和耐蚀性。
S
—
—
— 良好的可铸性；优良的塑性和耐冲击性能；用于强梁支架和涡轮
发电机压缩室。
S
B26 QQ-A-601 — 中等强度；很高的抗腐蚀性能。
2/24
SAE J452 2003 年 12 月修订版
表 1—SAE 铸造铝合金的典型应用和相近规范
合金
浇铸
相近
典型应用和一般资料信息
名称
类型
规范
UNS ANSI SAE (1) ASTM 联邦
AMS 室温和高温强度很高；良好的冲击强度和塑性；高成
A02010 201.0 382 S B26
—
— 本铸造合金。
D
B85 QQ-A-591 — 近似于合金 380.0，但可铸性较好。
A03840 384.0 303
D
B85 QQ-A-591 — 常用高流动性合金；用于薄壁铸件和大型铸锭。
A03900 390.0 —
A13900 A390.0 —
A23900 B390.0 —
A04130 413
—
A14130 A413.0 305
合金
浇铸
相近
典型应用和一般资料信息
名称
类型
规范
UNS ANSI SAE
ASTM 联邦
AMS
A03600 360.0 —
D
B85
—
— 很好的浇铸特性；良好的抗腐蚀性；用于高机械性能要求的地方，
取代合金 413。
A13600 A360.0 309
D
B85 QQ-A-591 4290 优良的浇铸性能；适于由冷室浇铸机生产的薄壁或复杂铸件；高