铸造铝合金力学性能
铸造铝合金力学性能
铸造铝合金力学性能铝合金的力学性能与其合金分类、铸造方法、热处理状态等因素有关。
合金代号是由“ZL”和三个数字组成，其中第一位数字表示合金系列，第二、三位数字表示顺序号。
优质合金在代号后附加字母“A”。
铸造方法有砂型、金属型和熔模铸造。
热处理状态包括铸态、人工时效、退火、固溶处理加自然时效、固溶处理加人工时效和稳定化处理。
不同的热处理状态可提高合金的强度、硬度、塑性和抗腐蚀性能。
铝硅系铸造铝合金的力学性能如下表所示：合金牌号为ZAlSi7MgZL101、ZAlSi7MgAZL101A、ZAlSi12ZL102和ZAlSi9MgZL104，铸造方法包括砂型、金属型和熔模铸造，热处理状态包括铸态、人工时效、退火、固溶处理加自然时效、固溶处理加人工时效和稳定化处理。
其中，ZAlSi7MgAZL101A在代号后附加字母“A”，表明是优质合金。
不同的铸造方法和热处理状态对合金的力学性能有影响，需要根据具体情况选择合适的工艺。
抗拉强度Rm/MPa、伸长率A/%、布氏硬度HBW是衡量合金材料性能的重要指标。
以下是各种合金状态下的性能参数：合金牌号合金代号铸造方法合金状态抗拉强度Rm/MPa 伸长率A/% 布氏硬度HBWZAlSi5Cu1Mg ZL105J SB、RB、KB F 155 2 50ZAlSi5Cu1Mg AZL105A S、R、K T2 135 2 45ZAlSi8Cu1Mg ZL106 JB SB、RB、KB T4 185 4 50ZAlSi7Cu4 ZL107 SB S T4 175 4 50ZAlSi12Cu2Mg ZL108 J ZAISi12Cu1Mg INil T5 205 2 50ZAlSi12Cu1Mg INil ZL109 J T5 195 2 60ZAlSi5Cu6Mg ZL110 S ZAISi5Cu6Mg T5 195 2 60ZAlSi9Cu2Mg ZL111 SB SB、R、K T6 225 2 60ZAlSi5Zn1Mg ZL115 J T7 195 1 65ZAlSi5Cu1Mg ZL116 S T8 245 4 70ZAlSi7Cu2Mg - - - 165 - -ZAlSi8MgBe ZL116 J - - 245 2 60ZAlSi7Cu2Mg - - - - 125 - 70通过表格可以看出，不同合金状态下的性能参数有所差异。
铸造A356铝合金的拉伸性能及其断口分析
铸造A356铝合金的拉伸性能及其断口分析冉广，周敬恩，王永芳(西安交通大学金属材料强度国家重点实验室，陕西西安710049)摘要：研究了铸造A356-T6铝合金板不同位置处的拉伸性能。
采用扫描电子显微镜和光学显微镜对拉伸断口及断口纵剖面的组织形貌进行了观察分析。
试验结果表明，铸造A356一T6铝合金的拉伸屈服强度随离浇道口平面距离的增加而减小，断裂强度则是先减小然后再增大，而延伸率随高度变化不明显。
铸造A356-T6铝合金的平均屈服强度、断裂强度、延伸率和断面收缩率分别为2l6．64 MPa，224 MPa，1．086％和0．194％。
断口分析表明拉伸断口的表面分布着杂质、孔洞、铸造缩孔和氧化膜等缺陷，断口表面也存在开裂的由碳、氧、铁、镁、铝和硅元素形成的复合粒子。
铸造A356-T6铝合金在拉伸过程中，裂纹萌生于共晶硅粒子与基体结合处，并沿枝晶胞之间的共晶区域进行扩展，当前进的裂纹遇到取向不一致的共晶硅粒子时，裂纹将截断共晶硅粒子。
铸造A356-T6铝合金拉伸断裂方式为沿胞(即穿晶)断裂的准解理断。
关键词：铸造A356铝合金：A1-7％Si-0．4Mg；拉伸性能；断裂机制：断口形貌中图法分类号：TG 146．2 l 文献标识码：A文章编号：1002一l85X(2006)10一l620—05Abstract：The cast A356 aluminum alloy plate produced by precision sand(chemical bonded)process was heat treated by T6 technology． Tensile properties in diferent locations of cast A356-T6 aluminum alloy plate were studied．The fractography and its longitudinal surface were examined and analyzed by optical microscope(OM)，scanning electric microscope(SEM)and energy spectrum analysis(ESA)．The results show that the yield strength of cast A356-T6 aluminum alloy decreases with increasing of the distance from the inner gate plane， but the tensile strength firstly decreases and then increases with increasing of the distance．The elongation variation with the distance is not obvious．The average values of yield strength(o-0 2)，tensile strength(o-b)，elongation( and reduction in area (％)of A356-T6 alloy are 2 1 6．64 M Pa，224 M Pa，1．086％ and 0．1 94％，respectively．The inclusions，pores，shrinkage porosities and oxide film were observed in fracture surface．And the fracture particle combined by C，O，Fe，M g，AI and Si elements was also observed in some tensile fracture surface．During the tensile testing，the cracks initiated from the interface between eutectic silicon and aluminum matrix，and propagated along eutectic region around the dendritic cel1．The tensile fracture m echanism of cast A356-T6 aluminum alloy is quasi-cleavage feature of trangranular model(along the cell fracture)．Key words：cast A356 aluminum alloy；AI-7％Si-0．4M g；tensile properties；fracture mechanism；fractography1前言铸造铝合金由于具有优异的铸造性能，良好的耐腐蚀性，高的强重比和铸件制造成本低，能够近终成型等特点，在汽车和航空工业上得到了日益广泛的应用[1-4]，其中A1．Si7．Mg(A356)铸造铝合金通常用来制备汽车气缸盖及发动机滑块构件[5]。
铝合金铸造工艺简介
铝合金铸造工艺简介一、铸造概论在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下：由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。
故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。
1、铝合金铸造工艺性能铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。
流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。
铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。
(1) 流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。
流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。
在铝合金中共晶合金的流动性最好。
影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。
实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。
(2) 收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。
一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。
通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。
铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。
①体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。
铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。
集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。
分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。
铸造高强铝合金的焊接性能
铸造高强铝合金的焊接性能ZL～107A铸造铝合金是Al～Si～Cu系铸造高强铝合金。
经T5状态热处理后强度可达σb=420～470MPa.在制造大型、高强、复杂关键的工程结构出现缺陷时需要补焊。
其焊缝亦要求和母材等强度。
因ZL～107A系在ZL～107基础上通过添加多元微量元素合金化而成，对ZL～107A铸造合金的成分、组织、性能及焊接工艺进行了研究。
随着现代工程结构向大型、复杂、高强度发展，优质铝合金铸件应用日益增多。
对铝合金的综合性能提出了更高的要求。
它集中体现在要求具有较高力学性能的同时，又要具有优异的铸造性能。
Al－Si－Cu系铸造铝合金结合了Al－Cu 系合金力学性能好和Al－Si系铸造铝合金铸造性能好的优点，因而一直是铸造高强铝合金的研究重点。
美国的BAE354,前苏联的B124均属Al－Si－Cu系高强铸造铝合金，具有优异的力学性能和良好的铸造性能。
我国的ZL－107亦属此系合金。
ZL－107中含Cu量较高，故合金的性能还有潜力可挖。
通过添加Mg、Zn、Cu、Ti等多种微量元素对合金进行综合强化，获得了一种铸造高强铝合金ZL－107A.合金性能由原来的σb=280～320MPa,σ0.2=210～230MPa,δs=3%～4%分别提高到σb=420～470MPa,σ0.2=325～390MPa,δs=4%～6%,从而使该合金在现代大型、复杂铝合金铸件的生产上获得应用。
但是，该种合金的可焊性如何，需要通过焊接工艺进行检验。
1 合金的成分合金的成分如表1所示。
将试件预热到200～250℃，采用较小电流以待焊处表面刚出现发亮的液斑时填入焊丝熔滴，待熔滴刚润湿焊缝时即将焊缝处电弧向前移动。
这样焊的结果是熔池凝固速度快。
晶粒较细，有利于提高焊缝的机械性能。
这种焊接工艺采用的电流约为180A左右。
从母材的成分看来，该系Al－Si－Cu合金，Si和Cu对焊接性无不利影响。
而Mg含量在0.1%～0.2%之间，其含量较小，也对焊接性影响不大。
铝合金 AC7A-对照中国牌号
铝合金AC7A【1】根据标准JIS H 5202-1992AC7A化学成分（质量分数，%）铝(Al) 余量铜(Cu)≤0.10硅(Si)≤0.20镁(Mg)3.6～5.5锌(Zn)≤0.15铁(Fe)≤0.25锰(Mn)≤0.6镍(Ni)≤0.05钛(Ti)≤0.20铅(Pb)≤0.05锡(Sn)≤0.05铬(Cr)≤0.15【力学性能】AC7A铸造铝合金（金属型）抗拉强度/MPa不小于：210伸长率/%不小于：12以上布氏硬度HB（10/500）：约60AC7A铸造铝合金（砂型）抗拉强度/MPa不小于：140以上伸长率/%不小于：6以上布氏硬度HB（10/500）：约50【特性及用途】AC7A(含镁3．5％～5％)合金的耐蚀性，特别是对海水的耐蚀性好，容易进行阳极氧化而得到美观的薄膜。
在铝镁系合金中，它是伸长率最大、切削性也好的合金。
但熔化、铸造比较困难。
AC7A铝合金耐腐蚀、韧性、阳极化性能好，铸造性能差，用于架线、配件船舶零件、把手、雕刻坯料、办公器具及飞机电器安装用品等。
相当于中国的ZL302[2]ZL302的化学成分【3】：Si 0.8-1.3%,Mg 4.5-5.5%,Mn 0.1-0.4%,其余为Al,杂质：（不大于%）S 0.5，Cu 0.1，Zn 0.2，Ti 0.2砂型铸造杂质总量为0.7.【1】铝合金AC7A 百度-百科/view/3346416.html【2】铸造铝中外牌号对照/view/50b7513283c4bb4cf7ecd11e.html 【3】铸造有色合金及其熔炼p260国防科技出版社1982年。
铸造铝合金热处理质量缺陷及其消除与预防
铸造铝合金热处理质量缺陷及其消除与预防铝合金铸件热处理后常见的质量问题有：力学性能不合格、变形、裂纹、过烧等缺陷，对其产生原因和消除与预防方法分述如下。
〔1〕力学性能不合格通常表现为退火状态伸长率〔6 5〕偏低，淬火或时效处理后强度和伸长率不合格。
其形成的原因有多种：如退火温度偏低、保温时间缺乏，或冷却速度太快;淬火温度偏低、保温时间不够，或冷却速度太慢〔淬火介质温度过高〕；不完全人工时效和完全人工时效温度偏高，或保温时间偏长；合金的化学成分出现偏差等。
消除这种缺陷，可采取以下方法：再次退火，提高加热温度或延长保温时间;提高淬火温度或延长保温时间，降低淬火介质温度；如再次淬火，则要调整其后的时效温度和时间；如成分出现偏差，则要根据具体的偏差元素、偏差量，改变或调整重复热处理的工艺参数等。
〔2〕变形与翘曲通常在热处理后或随后的机械加工过程中，反映出铸件尺寸、形状的变化。
产生这种缺陷的原因是：加热升温速度或淬火冷却速度太快〔太剧烈〕；淬火温度太高；铸件的设计构造不合理〔如两连接壁的壁厚相差太大，框形构造中加强筋太薄或太细小〕；淬火时工件下水方向不当及装料方法不当等。
消除与预防的方法是：降低升温速度，提高淬火介质温度，或换成冷却速度稍慢的淬火介质，以防止合金产生剩余应力；在厚壁或薄壁部位涂敷涂料或用石棉纤维等隔热材料包覆薄壁部位；根据铸件构造、形状选择合理的下水方向或采用专用防变形的夹具；变形量不大的部位，则可在淬火后立即予以矫正。
〔3〕裂纹表现为淬火后的铸件外表用肉眼可以看到明显的裂纹，或通过荧光检查肉眼看不见的微细裂纹。
裂纹多曲折不直并呈暗灰色。
产生裂纹的原因是：加热速度太快，淬火时冷却太快〔淬火温度过高或淬火介质温度过低，或淬火介质冷却速度太快〕；铸件构造设计不合理〔两连接壁壁厚差太大，框形件中间的加强筋太薄或太细小〕；装炉方法不当或下水方向不对;炉温不均匀，使铸件温度不均匀等。
消除与预防的方法是：减慢升温速度或采取等温淬火工艺；提高淬火介质温度或换成冷却速度慢的淬火介质；在壁厚或薄壁部位涂敷涂料或在薄壁部位包覆石棉等隔热材料；采用专用防开裂的淬火夹具，并选择正确的下水方向。
几种铸造铝合金的铸造性能及力学性能分析
几种铸造铝合金的铸造性能及力学性能分析罗佳;孙亮【摘要】主要对3种铸造铝合金的铸造性能和力学性能进行研究对比.第一种是铝硅系的铸造铝合金,假设为A(ZL101,Al-7.1%Si-0.3%Mg);第二种是铝镁系的铸造铝合金,假设为B(ZL301,Al-10.0%Mg-0.09%Ti);第三种是最近新研制调配出的低镁低硅铝合金,假设为C(Al-2.5%Si-2.1%Mg-0.8%Mn-0.2%Cr).通过试验及结果对比可知,这3种铝合金的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率都表现出极好的强度,即具有很好的力学性能.其中,合金A的铸造性能良好;合金B的铸造性能、抗应力能力较差;低镁低硅的铝合金C的性能比较均衡,表现出很高的综合性能.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】2页(P30,32)【关键词】铝合金;铸造性能;力学性能【作者】罗佳;孙亮【作者单位】池州职业技术学院,池州 247000;池州职业技术学院,池州 247000【正文语种】中文就传统制造行业来说，普遍用到的铸造铝合金分为两大类。
一类是铝硅合金（如ZL101），可使用热处理强化后提高强度，延伸塑性[1]。
该合金的铸造性能优良，流动性好，较小的线收缩率，较低的热裂倾向，较高的气密性，但有产生缩孔的隐患，广泛应用于我国船舰雷达天线底座、泵外壳、齿轮箱、仪表壳等地方。
铝硅合金对海水腐蚀抗性较差，即便涂了防腐漆，也容易产生不规律的点片腐蚀。
另一类则是铝镁合金（如ZL301）对海水具有较强的抗腐蚀性能，铸造性能相对较差，且存在应力腐蚀倾向。
这两类铸造铝合金均不能满足舰船某些构件的应用需要。
因此，研制一种新型铸造铝合金，使其铸造工艺性能、力学性能及耐蚀性（包括抗应力腐蚀性能）等综合性能良好，满足舰船用铸造合金的要求，具有重大的国防意义[2]。
试验材料为A（ZL101，Al-7.1%Si-0.3%Mg）、B（ZL301，Al-10.0%Mg-0.09%Ti）及新近研制开发的低镁低硅铝合金C（Al-2.5%Si-2.1%Mg-0.8%Mn-0.2%Cr），均为砂型铸造[3]，分别通过细砂铸件铸造铝合金板试验，浇注温度为750℃。
铸造铝合金力学性能
SB
F
165
2
65
SB
T6
245
2
90
J
F
195
2
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J
T6
275
100
ZAISi12Cu2Mgl
ZL108
J
Tl
195
——
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J
T6
255
——
90
ZAISi12CulMgINil
ZL109
J
T1
195
90
J
T6
245
——
100
ZAISi5Cu6Mg
ZL110
S
F
125
——
80
J
F
155
——
铸造铝合金的力学性能
1合金分类和代号
合金代号是由表示铸铝的汉语拼音字母“ZL”及其后面的三个阿拉伯数字组成。
ZL后面第一位数字表示合金的系列，其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金，ZL后面第二、三位数字表示合金的顺序号。
优质合金在其代号后附加字母“A”。
合金种类
Al-Si系
Al-Cu系
T2
退火
消除铸件在铸造加工过程中产生的应力，提高尺寸稳定性及合金的塑性。
T4
固溶处理加自然时效
通过加热保温及快速冷却实现固溶强化以提高合金的力学性能，特别是提高合金的塑性及常温工作下合金的抗腐蚀性能。
T5
固溶处理加不完全人工时效
固溶处理后进行不完全人工时效，时效是在较低的温度或较短时间下进行。目的是进一步提高合金的强度和硬度。
T9
冷热循环处理
充分消除铸件内应力及稳定尺寸。用于高精度铸件
ZL111基本知识
ZL111铝合金介绍材料名称：ZAlSi9Cu2Mg 合金代号：ZL111标准：GB/T 1173-1995特性及适用范围：可热处理强化，在铸态及热处理后具有优良的室温力学性能，其高温力学性能也很高。
该合金的铸造性能优良，无热裂倾向，线收缩小，气密性高。
其切削加工性和焊接性均较好，但耐蚀性较差。
化学成分化学成份：硅 Si ：8.0-10.0铜 Cu：1.3-1.8锰 Mn：0.10-0.35镁+锌 Mg+Zn：0.4-0.6钛 Ti：0.10-0.35铝 Al ：余量铁(砂型铸造)： 0.000～ 0.400铁(金属型铸造)： 0.000～ 0.400锌 Zn：≤0.1(杂质)锡 Sn ：≤0.01(杂质)铅 Pb：≤0.05(杂质)注：杂质总和:(砂型铸造)≤1.0;(金属型铸造)≤1.0力学性能力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥255伸长率δ5 (％)：≥1.5硬度：≥90(5/250/30)HB热处理规范：淬火:分级加热:490±5℃,4h;再500±5℃,4h;再510±5℃,8h ,60～100℃水冷。
退火、时效或回火:175±5℃,6h 空冷。
铸造方法：砂型铸造加变质处理（T6态.SB)压铸铝合金对照热处理及力学性能对照表压铸铝合金的牌号关键字：转载请注明来源：中铝网压铸铝合金的牌号及化学成分(GB/T15115—1994)牌号代号主要化学成分(质量分数)，%Si(硅) Cu(铜) Mn(锰) Mg(镁) Fe(铁) Zn(锌) Al(铝)YZAlSi12 YL102 10.0～13.0≤0.6≤0.6≤0.05≤1.2≤0.3余量YZAlSi10Mg YL104 8.0～10.5≤0.30.2～0.50.17～0.30≤1.0≤0.3余量YZAlSi12Cu2 YL108 11.0～13.01.0～2.0 0.3～0.9 0.4～1.0 ≤1.0≤1.0余量YZAlSi9Cu4 YL112 7.5～9.5 3.0～4.0 ≤0.5≤0.3≤1.2≤1.2余量YZAlSi11Cu3 YL113 9.6～12.01.5～3.5 ≤0.5≤0.3≤1.2≤1.0余量YZAlSi17Cu5Mg Y L117 16.0～18.04.0～5.0 ≤0.50.45～0.65≤1.2≤1.2余量YZAlMg5Si1 YL302 0.8～1.3 ≤0.10.1～0.4 4.5～5.5 ≤1.2≤0.2余量铸造铝合金牌号及化学成分(摘自GB/T1173—1995)合金牌号合金代号主要元素(质量分数)(%)Si Cu Mg Zn Mn Ti 其他AlZAlSi7Mg ZL101 6.5～7.5 0.25～0.45余量ZAlSi7MgA ZL101A 6.5～7.5 0.25～0.450.08～0.20余量ZAlSi12 ZL102 10.0～13.0余量ZAlSi9Mg ZL104 8.0～10.5 0.17～0.350.2～0.5 余量ZAlSi5Cu1Mg ZL105 4.5～5.5 1.0～1.5 0.4～0.6 余量ZAlSi5Cu1MgA ZL105A 4.5～5.5 1.0～1.5 0.4～0.55 余量ZAlSi8Cu1Mg ZL106 7.5～8.5 1.0～1.5 0.3～0.5 0.3～0.5 0.10～0.25余量ZAlSi7Cu4 ZL107 6.5～7.5 3.5～4.5 余量ZAlSi12Cu2Mg1 ZL108 11.0～13.01.0～2.0 0.4～1.0 0.3～0.9 余量ZAlSi12Cu1Mg1Ni1 Z L109 11.0～13.00.5～1.5 0.8～1.3 Ni0.8～1.5 余量ZAlSi5Cu6Mg ZL110 4.0～6.0 5.0～8.0 0.2～0.5 余量ZAlSi9Cu2Mg ZL111 8.0～10.0 1.3～1.8 0.4～0.60.10～0.35 0.10～0.35 余量 ZAlSi7Mg1A ZL114A 6.5～7.5 0.45～0.600.10～0.20 Be0.04～0.07余量ZAlSi5Zn1Mg ZL115 4.8～6.2 0.4～0.65 1.2～1.8Sb0.1～0.25 余量 ZAlSi8MgBe ZL116 6.5～8.5 0.35～0.550.10～0.30 Be0.15～0.40 余量ZAlCu5Mn ZL2014.5～5.3 0.6～1.00.15～0.35 余量 ZAlCu5MnA ZL201A 4.8～5.3 0.6～1.0 0.15～0.35 余量 ZAlCu4 ZL2034.0～5.0 余量 ZAlCu5MnCdAZL204A4.6～5.30.6～0.90.15～0.35Cd0.15～0.25 余量 ZAlCu5MnCdVA ZL205A 4.6～5.3 0.3～0.50.15～0.35Cd0.15～0.25V0.05～0.3Zr0.05～0.2 B0.005～0.06余量ZAlRE5Cu3Si2 ZL207 1.6～2.0 3.0～3.40.15～0.250.9～1.2 Ni0.2～0.3Zr0.15～0.25 RE4.4～5.0余量ZAlMg10 ZL3019.5～11.0 余量ZAlMg5Si1 ZL303 0.8～1.3 4.5～5.5 0.1～0.4 余量ZAlMg8Zn1 ZL305 7.5～9.0 1.0～1.5 0.1～0.2 Be0.03～0.1 余量ZAlZn11Si7 ZL401 6.0～8.0 0.1～0.3 9.0～13.0余量ZAlZn6MgZL4020.5～0.65 5.0～6.5 0.15～0.25Cr0.4～0.6 余量铸造铝合金热处理工艺规范(摘自GB/T1173—1995)合金牌号 合金代号 合金状态固溶处理 时效温度/℃ 时间/h 温度/℃时间/hZAlSi7MgA ZL101A T4 535±5 6～12T5 535±5 6～12室温再155±5不少于8 2～12 T6 535±5 6～12室温再180±5不少于8 3～8 ZAlSi5Cu1MgA ZL105A T5 525±5 4～12 160±53～5 ZAlSi7Mg1A ZL114A T5 535±5 10～14室温再160±5不少于8 4～8 ZAlSi5Zn1Mg ZL115T4 540±5 10～12T5 540±5 10～12 150±53～5ZAlSi8MgBe ZL116 T4 535±5 10～14T5 535±5 10～14 175±5 6ZAlCu5MnA ZL201A T5 535±5再545±57～97～9160±5 6～9ZAlCu5MnCdA ZL204A T5 530±5再540±599175±5 3～5ZAlCu5MnCdVA ZL205A T5 538±5 10～18 155±5 8～10 T6 538±5 10～18 175±5 4～5 T7 538±5 10～18 190±5 2～4ZAlRE5Cu3Si2 ZL207 T1 200±5 5～10ZAlMg8Zn1 ZL305 T4 435±5再490±58～106～8铸造铝合金力学性能(摘自GB/T1173—1995)S——砂型铸造; J——金属型铸造R——熔模铸造K——壳型铸造B——变质处理(表一)合金牌号合金代号铸造方法合金状态力学性能，≥抗拉强度σb/MPa伸长率δ5(%)布氏硬度(HBS)(5/250/30)ZAlSi7Mg ZL101 S、R、J、K F 155 2 50 S、R、J、K T2 135 2 45 JB T4 185 4 50 S、R、K T4 175 4 50 J、JB T5 205 2 60 S、R、K T5 195 2 60 SB、RB、KB T5 195 2 60 SB、RB、KB T6 225 1 70 SB、RB、KB T7 195 2 60 SB、RB、KB T8 155 3 55ZAlSi7MgA ZL101A S、R、K T4 195 5 60 J、JB T4 225 5 60 S、R、K T5 235 4 70 SB、RB、KB T5 235 4 70 JB、J T5 265 4 70 SB、RB、KB T6 275 2 80 JB、J T6 295 3 80ZAlSi12 ZL102 SB、JB、RB、KNF 145 4 50 J F 155 2 50 SB、JB、RB、KBT2 135 4 50 J T2 145 3 50ZAlSi9Mg ZL104 S、J、R、K F 145 4 50 J T1 155 2 50SB、RB、KB T6 135 4 50 J、JB T6 145 3 50ZAlSi5Cu1Mg ZL105 S、J、R、K T1 155 0.5 65 S、R、K T5 195 1 70 J T5 235 0.5 70 S、R、K T6 225 0.5 70 S、J、R、K T7 175 1 65ZAlSi5Cu1MgA Z L105A SB、R、K T5 275 1 80 J、JB T5 295 2 80(表二)合金牌号合金代号铸造方法合金状态力学性能，≥抗拉强度σb/MPa伸长率δ5(%)布氏硬度(HBS)(5/250/30)ZAlSi8Cu1Mg ZL106 SB F 175 1 70 JB T1 195 1.5 70 SB T5 235 2 60 JB T5 255 2 70 SB T6 245 1 80 JB T6 265 2 70 SB T7 225 2 60 J T7 245 2 60ZAlSi7Cu4 ZL107 SB F 165 2 65 SB T6 245 2 90 J F 195 2 70 J T6 275 2.5 100ZAlSi12Cu2Mg1 ZL108 J T1 195 —85 J T6 255 —90ZAlSi12Cu1Mg1Ni1 Z L109 J T1 195 0.5 90 J T6 245 —100ZAlSi5Cu6Mg ZL110 S F 125 —80 J F 155 —80 S T1 145 —80 J T1 165 —90ZAlSi9Cu2Mg ZL111 J F 205 1.5 80 SB T6 255 1.5 90 J、JB T6 315 2 100ZAlSi7Mg1A ZL114A SB T5 290 2 85 J、JB T5 310 3 90ZAlSi5Zn1Mg ZL115 S T4 225 4 70 J T4 275 6 80 S T5 275 3.5 90 J T5 315 5 100(表三)合金牌号合金代铸造方法合金状力学性能，≥号 态抗拉强度σb/MPa 伸长率δ5(%) 布氏硬度(HBS)(5/250/30) ZAlSi8MgBe ZL116S T4 225 4 70 J T4 275 6 80 S T5 295 2 85 J T5 335 4 90 ZAlCu5MnZL201S 、J 、R 、KT4295 8 70 S 、J 、R 、K T5335 4 90 S T7 315 2 80 ZAlCu5MnA ZL201A S 、J 、R 、KT5390 8 100 ZAlCu4 ZL203S 、R 、K T4 195 6 60 J T4205 6 60 S 、R 、K T5 215 3 70 J T5225 3 70 ZAlCu5MnCdA ZL204A S T5440 4 100 ZAlCu5MnCdVA Z L205A S T5440 7 100 S T6470 3 120 S T7 460 2 110 ZAlRE5Cu3Si2 ZL207S T1165 — 75 J T1175 — 75 ZAlMg10 ZL301 S 、J 、R T4 280 10 60 ZAlMg5Si1 ZL303 S 、J 、R 、K F145 1 55 ZAlMg8Zn1 ZL305 S T4 290 8 90 ZAlZn11Si7 ZL401 S 、R 、K T1 195 2 80 J T1 245 1.5 90 ZAlZn6Mg ZL402J T1 235 4 70 S T1215465压铸铝合金的力学性能(GB/T15115—1994)牌号 代号抗拉强度σb/MPa伸长率δ5(%)(L0＝50) 布氏硬度HBS 5/250/30 YZAlSi12 YL102 ≥220 ≥2 ≥60 YZAlSi10Mg YL104 ≥220 ≥2 ≥70 YZAlSi12Cu2 YL108 ≥240 ≥1 ≥90 YZAlSi9Cu4 YL112 ≥240 ≥1 ≥85 YZAlSi11Cu3 YL113 ≥230 ≥1 ≥80 YZAlSi17Cu5Mg YL117 ≥220 ＜1 — YZAlMg5Si1 YL302 ≥220 ≥2 ≥70 铸造铝合金低温力学性能 合金代号 状态 试验温度 抗拉强度屈服强度伸长率冲击韧度/℃/MPa /MPa (%) /J·cm-2ZL101 T5-70 189 133 3.7 4.0-196 223 157 2.8 3.6 T6-70 231 215 1.3 2.4-196 257 231 0.9 2.3ZL102 铸态-40 190 —9 6.0 -70 200 —8 5.0ZL104 T6 -40 280 — 3.5 2.5 -70 290 — 2.8 2.5 -196 330 — 2.5 2.5ZL201 T4-40 280 — 6.5 —-70 280 — 6.5 —T5 -50 300 — 5 —ZL301 T4 -70 298 212 7.7 7.0 -196 247 233 1.2 2.3ZL402 自然时效-70 270 — 5 —铸造铝合金物理性能合金代号密度ρ/g·cm-3熔化温度范围/℃20～100℃时平均线膨胀系数α/μm·(m·K)-1100℃时比热容с/J·(kg·K)-125℃时热导率λ/W·(m·K)-120℃时电导率κ(%IACS)20℃时电阻率ρ/nΩ·mZL101 2.66 577～620 23.0 879 151 36 45.7 ZL101A 2.68 557～613 21.4 963 150 36 44.2 ZL102 2.65 577～600 21.1 837 155 40 54.8 ZL104 2.65 569～601 21.7 753 147 37 46.8 ZL105 2.68 570～627 23.0 837 159 36 46.2 ZL106 2.73 —21.4 963 100.5 ——ZL108 2.68 ———117.2 ——ZL109 2.68 —19 963 117.2 29 59.4 ZL111 2.69 —18.9 ————ZL201 2.78 547.5～650 19.5 837 113 —59.5 ZL201A 2.83 547.5～650 22.6 833 105 —52.2 Zl202 2.91 —22.0 963 134 34 52.2 ZL203 2.80 —23.0 837 154 35 43.3 ZL204A 2.81 544～650 22.03 ————ZL205A 2.82 544～633 21.9 888 113 ——Zl206 2.90 542～631 20.6 —155 —64.5 ZL207 2.83 603～637 23.6 —96.3 —53 Zl208 2.77 545～642 22.5 —155 —46.5 ZL301 2.55 —24.5 1047 92.1 21 91.2压铸铝合金的牌号关键字：转载请注明来源：中铝网压铸铝合金的牌号及化学成分(GB/T15115—1994)牌号代号主要化学成分(质量分数)，%Si(硅) Cu(铜) Mn(锰) Mg(镁) Fe(铁) Zn(锌) Al(铝)YZAlSi12 YL102 10.0～13.0≤0.6≤0.6≤0.05≤1.2≤0.3余量YZAlSi10Mg YL104 8.0～10.5≤0.30.2～0.50.17～0.30≤1.0≤0.3余量YZAlSi12Cu2 YL108 11.0～13.01.0～2.0 0.3～0.9 0.4～1.0 ≤1.0≤1.0余量YZAlSi9Cu4 YL112 7.5～9.5 3.0～4.0 ≤0.5≤0.3≤1.2≤1.2余量YZAlSi11Cu3 YL113 9.6～12.01.5～3.5 ≤0.5≤0.3≤1.2≤1.0余量YZAlSi17Cu5Mg Y L117 16.0～18.04.0～5.0 ≤0.50.45～0.65≤1.2≤1.2余量YZAlMg5Si1 YL302 0.8～1.3 ≤0.10.1～0.4 4.5～5.5 ≤1.2≤0.2余量铸造铝合金牌号及化学成分(摘自GB/T1173—1995)合金牌号合金代号主要元素(质量分数)(%)Si Cu Mg Zn Mn Ti 其他AlZAlSi7Mg ZL101 6.5～7.5 0.25～0.45余量ZAlSi7MgA ZL101A 6.5～7.5 0.25～0.450.08～0.20余量ZAlSi12 ZL102 10.0～13.0余量ZAlSi9Mg ZL104 8.0～10.5 0.17～0.350.2～0.5 余量ZAlSi5Cu1Mg ZL105 4.5～5.5 1.0～1.5 0.4～0.6 余量ZAlSi5Cu1MgA ZL105A 4.5～5.5 1.0～1.5 0.4～0.55 余量ZAlSi8Cu1Mg ZL106 7.5～8.5 1.0～1.5 0.3～0.5 0.3～0.5 0.10～0.25余量ZAlSi7Cu4 ZL107 6.5～7.5 3.5～4.5 余量ZAlSi12Cu2Mg1 ZL108 11.0～13.01.0～2.0 0.4～1.0 0.3～0.9 余量ZAlSi12Cu1Mg1Ni1 Z L109 11.0～13.00.5～1.5 0.8～1.3 Ni0.8～1.5 余量ZAlSi5Cu6Mg ZL110 4.0～6.0 5.0～8.0 0.2～0.5 余量ZAlSi9Cu2Mg ZL111 8.0～10.0 1.3～1.8 0.4～0.6 0.10～0.350.10～0.35余量ZAlSi7Mg1A ZL114A 6.5～7.5 0.45～0.600.10～0.20 Be0.04～0.07余量ZAlSi5Zn1Mg ZL115 4.8～6.2 0.4～0.65 1.2～1.8 Sb0.1～0.25 余量 ZAlSi8MgBe ZL116 6.5～8.5 0.35～0.550.10～0.30 Be0.15～0.40 余量ZAlCu5Mn ZL2014.5～5.3 0.6～1.00.15～0.35 余量 ZAlCu5MnA ZL201A 4.8～5.3 0.6～1.00.15～0.35余量 ZAlCu4 ZL2034.0～5.0 余量 ZAlCu5MnCdAZL204A4.6～5.30.6～0.90.15～0.35Cd0.15～0.25 余量 ZAlCu5MnCdVA ZL205A4.6～5.30.3～0.50.15～0.35Cd0.15～0.25V0.05～0.3Zr0.05～0.2 B0.005～0.06余量ZAlRE5Cu3Si2 ZL207 1.6～2.0 3.0～3.4 0.15～0.250.9～1.2 Ni0.2～0.3Zr0.15～0.25 RE4.4～5.0余量ZAlMg10 ZL301 9.5～11.0 余量ZAlMg5Si1 ZL303 0.8～1.3 4.5～5.5 0.1～0.4 余量ZAlMg8Zn1 ZL305 7.5～9.0 1.0～1.5 0.1～0.2 Be0.03～0.1 余量ZAlZn11Si7 ZL401 6.0～8.0 0.1～0.3 9.0～13.0余量ZAlZn6MgZL4020.5～0.65 5.0～6.5 0.15～0.25Cr0.4～0.6 余量铸造铝合金热处理工艺规范(摘自GB/T1173—1995)合金牌号 合金代号 合金状态固溶处理 时效温度/℃ 时间/h 温度/℃时间/hZAlSi7MgA ZL101A T4 535±5 6～12T5 535±5 6～12室温再155±5不少于8 2～12 T6 535±5 6～12室温再180±5不少于8 3～8 ZAlSi5Cu1MgA ZL105A T5 525±5 4～12 160±53～5 ZAlSi7Mg1A ZL114A T5 535±5 10～14室温再160±5不少于8 4～8 ZAlSi5Zn1Mg ZL115T4 540±5 10～12T5 540±5 10～12 150±5 3～5 ZAlSi8MgBe ZL116T4 535±5 10～14T5 535±5 10～14 175±56ZAlCu5MnA ZL201A T5 535±5再545±57～97～9160±5 6～9ZAlCu5MnCdA ZL204A T5 530±5再540±599175±5 3～5ZAlCu5MnCdVA ZL205A T5 538±5 10～18 155±5 8～10 T6 538±5 10～18 175±5 4～5 T7 538±5 10～18 190±5 2～4ZAlRE5Cu3Si2 ZL207 T1 200±5 5～10ZAlMg8Zn1 ZL305 T4 435±5再490±58～106～8铸造铝合金力学性能(摘自GB/T1173—1995)S——砂型铸造; J——金属型铸造R——熔模铸造K——壳型铸造B——变质处理(表一)合金牌号合金代号铸造方法合金状态力学性能，≥抗拉强度σb/MPa伸长率δ5(%)布氏硬度(HBS)(5/250/30)ZAlSi7Mg ZL101 S、R、J、K F 155 2 50 S、R、J、K T2 135 2 45 JB T4 185 4 50 S、R、K T4 175 4 50 J、JB T5 205 2 60 S、R、K T5 195 2 60 SB、RB、KB T5 195 2 60 SB、RB、KB T6 225 1 70 SB、RB、KB T7 195 2 60 SB、RB、KB T8 155 3 55ZAlSi7MgA ZL101A S、R、K T4 195 5 60 J、JB T4 225 5 60 S、R、K T5 235 4 70 SB、RB、KB T5 235 4 70 JB、J T5 265 4 70 SB、RB、KB T6 275 2 80 JB、J T6 295 3 80ZAlSi12 ZL102 SB、JB、RB、KNF 145 4 50 J F 155 2 50 SB、JB、RB、KBT2 135 4 50 J T2 145 3 50ZAlSi9Mg ZL104 S、J、R、K F 145 4 50 J T1 155 2 50 SB、RB、KB T6 135 4 50 J、JB T6 145 3 50ZAlSi5Cu1Mg ZL105 S、J、R、K T1 155 0.5 65 S、R、K T5 195 1 70 J T5 235 0.5 70 S、R、K T6 225 0.5 70 S、J、R、K T7 175 1 65ZAlSi5Cu1MgA Z L105A SB、R、K T5 275 1 80 J、JB T5 295 2 80(表二)合金牌号合金代号铸造方法合金状态力学性能，≥抗拉强度σb/MPa伸长率δ5(%)布氏硬度(HBS)(5/250/30)ZAlSi8Cu1Mg ZL106 SB F 175 1 70 JB T1 195 1.5 70 SB T5 235 2 60 JB T5 255 2 70 SB T6 245 1 80 JB T6 265 2 70 SB T7 225 2 60 J T7 245 2 60ZAlSi7Cu4 ZL107 SB F 165 2 65 SB T6 245 2 90 J F 195 2 70 J T6 275 2.5 100ZAlSi12Cu2Mg1 ZL108 J T1 195 —85 J T6 255 —90ZAlSi12Cu1Mg1Ni1 Z L109 J T1 195 0.5 90 J T6 245 —100ZAlSi5Cu6Mg ZL110 S F 125 —80 J F 155 —80 S T1 145 —80 J T1 165 —90ZAlSi9Cu2Mg ZL111 J F 205 1.5 80 SB T6 255 1.5 90 J、JB T6 315 2 100ZAlSi7Mg1A ZL114A SB T5 290 2 85 J、JB T5 310 3 90ZAlSi5Zn1Mg ZL115 S T4 225 4 70 J T4 275 6 80 S T5 275 3.5 90 J T5 315 5 100(表三)合金牌号合金代号铸造方法合金状态力学性能，≥抗拉强度σb/MPa伸长率δ5(%)布氏硬度(HBS)(5/250/30)ZAlSi8MgBe ZL116 S T4 225 4 70 J T4 275 6 80 S T5 295 2 85 J T5 335 4 90ZAlCu5Mn ZL201 S、J、R、KT4 295 8 70 S、J、R、KT5 335 4 90 S T7 315 2 80ZAlCu5MnA ZL201A S、J、R、KT5 390 8 100ZAlCu4 ZL203 S、R、K T4 195 6 60 J T4 205 6 60 S、R、K T5 215 3 70 J T5 225 3 70ZAlCu5MnCdA ZL204A S T5 440 4 100ZAlCu5MnCdVA Z L205A S T5 440 7 100 S T6 470 3 120 S T7 460 2 110ZAlRE5Cu3Si2 ZL207 S T1 165 —75 J T1 175 —75ZAlMg10 ZL301 S、J、R T4 280 10 60ZAlMg5Si1 ZL303 S、J、R、KF 145 1 55ZAlMg8Zn1 ZL305 S T4 290 8 90ZAlZn11Si7 ZL401 S、R、K T1 195 2 80 J T1 245 1.5 90ZAlZn6Mg ZL402 J T1 235 4 70 S T1 215 4 65压铸铝合金的力学性能(GB/T15115—1994)牌号代号抗拉强度σb/MPa伸长率δ5(%)(L0＝50)布氏硬度HBS5/250/30YZAlSi12 YL102 ≥220≥2≥60 YZAlSi10Mg YL104 ≥220≥2≥70 YZAlSi12Cu2 YL108 ≥240≥1≥90 YZAlSi9Cu4 YL112 ≥240≥1≥85 YZAlSi11Cu3 YL113 ≥230≥1≥80 YZAlSi17Cu5Mg YL117 ≥220＜1 —YZAlMg5Si1 YL302 ≥220≥2≥70铸造铝合金低温力学性能合金代号状态试验温度/℃抗拉强度/MPa屈服强度/MPa伸长率(%)冲击韧度/J·cm-2ZL101 T5 -70 189 133 3.7 4.0-196 223 157 2.8 3.6 T6-70 231 215 1.3 2.4 -196 257 231 0.9 2.3 ZL102铸态-40 190 — 9 6.0 -70 200 — 8 5.0 ZL104 T6-40 280 — 3.5 2.5 -70 290 — 2.8 2.5 -196 330 — 2.5 2.5 ZL201T4 -40 280 — 6.5 — -70 280 — 6.5 — T5-50 300 — 5 — ZL301 T4-70 298 212 7.7 7.0 -196 247 233 1.2 2.3 ZL402 自然时效 -70 270 — 5 —铸造铝合金物理性能合金代号密度ρ/g·cm-3 熔化温度范围 /℃20～100℃时平均线膨胀系数α /μm·(m·K)-1 100℃时比热容с /J·(kg·K)-1 25℃时热导率λ /W·(m·K)-1 20℃时电导率κ (%IACS) 20℃时电阻率ρ/nΩ·m ZL101 2.66 577～620 23.0 879 151 36 45.7 ZL101A 2.68 557～613 21.4 963 150 36 44.2 ZL102 2.65 577～600 21.1 837 155 40 54.8 ZL104 2.65 569～601 21.7 753 147 37 46.8 ZL105 2.68 570～627 23.0 837 159 36 46.2 ZL106 2.73 — 21.4 963 100.5 — — ZL108 2.68 — — — 117.2 — — ZL109 2.68 — 19 963 117.2 29 59.4 ZL111 2.69 — 18.9 — — — — ZL201 2.78 547.5～650 19.5 837 113 — 59.5 ZL201A 2.83 547.5～650 22.6 833 105 — 52.2 Zl202 2.91 — 22.0 963 134 34 52.2 ZL203 2.80 — 23.0 837 154 35 43.3 ZL204A 2.81 544～650 22.03 — — — — ZL205A 2.82 544～633 21.9 888 113 — — Zl206 2.90 542～631 20.6 — 155 — 64.5 ZL207 2.83 603～637 23.6 — 96.3 — 53 Zl208 2.77 545～642 22.5 — 155 — 46.5 ZL301 2.55 — 24.5 1047 92.1 21 91.2。
如何提升Al-Si铸造合金的力学性能
作业1：请采用分析与综合的方法，谈谈如何提高近共晶Al-Si铸造合金的力学性能？答：先从以下几个方面进行分析（1）Al的性能。
铝是一种银白色轻金属，它的密度很小，仅为2.7 g/cm3；铝比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等；铝有较好的延展性，它的延展性仅次于金和银；耐低温，铝在温度低时，它的强度反而增加而无脆性；铝的弹性模量为70Gpa，泊松比为0.33。
（2）Si的性能。
硅硬而有金属光泽，它的密度为2.32-2.34 g/cm3；单晶硅（100）的弹性模量为140～150GPa；高纯的单晶硅是重要的半导体材料，在单晶硅中掺入微量的第IIIA 族元素，可形成p型硅半导体，掺入微量的第VA族元素，可形成n型半导体；硅有机化合物是一种多功能材料，被广泛运用。
（3）铸造合金的概念。
适于熔融状态下充填铸型获得一定形状和尺寸铸件毛坯的合金称为铸造合金，因此这种合金需要一定的铸造性能——较好流动性，较小收缩性、偏析和吸气性。
（4）优良铸造性能对铸造合金的力学性能的影响。
在铸造过程中，流动性好的合金有利于液态金属中的夹杂物和气体上浮排除，并且能够使铸件的凝固收缩部分及时得到液态合金的补充，从而减少产生缩孔。
收缩性小的合金能减少铸件产生缩孔、铸造内应力、变形、裂纹等缺陷。
吸气性小的合金可以减少铸件的气孔，而偏析较大的铸件化学成分不均匀，降低力学性能，易热裂和疲劳。
（5）近共晶合金的概念。
在共晶温度下，液相通过共晶凝固同时结晶出两个固相，这样的两相的混合物称为共晶组织或共晶体。
接近共晶点成分，凝固组织大部分由共晶体组成的合金就称为共晶合金。
（6）共晶合金的优良铸造性能。
共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的，结晶过程从表面开始向中心逐层推进。
由于凝固层的内表面比较平滑，对尚未凝固的液态合金流动的阻力小，有利于合金充填型腔。
此外，在相同的浇注温度下，共晶成分合金凝固温度最低，相对来说液态合金的过热度大，推迟液态合金的凝固，因此合金的流动性最好。
A380压铸合金成分的变化对力学性能的影响
A380压铸合金成分的变化对力学性能的影响试验分析了380压铸合金化学成分的不同配比对力学性能的影响。
结果表明高合金含量配制的380铝合金与低合金含量配制的380铝合金相比，前者抗拉强度、屈服强度及硬度高，而后者伸长率高，标准的380铝合金成分则在二者之间。
实际应用中，应根据零件对力学性能的具体要求合理选配。
关键词：380压铸合金化学成分力学性能自从有了冷室压铸机以来，铝合金在压铸工业中的推广应用为时已久。
80年代在美国的压铸件生产中，铝合金占80%。
随着时间的推移及生产发展的需要，纳入到压铸铝合金中的品种高达23种，但是最为典型的是40年代就被采用的380铝合金(类似GD-AlSi9Cu3)。
美国对于这种合金制订出三种标准，即380，A380及B380，这类合金典型的化学成分如表1［1］所示。
表1 典型380铝压铸合金的化学成分含铁量及含锌量的不同是这几种合金的主要区别。
380的含铁量为2%，可以在热室压铸机上生产。
A380及B380含铁量均为1.3%，只用于冷室压铸机。
这种合金在开始制订标准的时候，只有380及A380，其含锌量皆限于1%。
到了50年代，锌的上限升到3%，这样就把含锌量为1%的合金命名为B380。
所有的这几种合金都具有优越的铸造性能和高的力学性能，且容许存在一定的杂质，因此380即成为最基本的常用压铸合金。
下面针对A380合金，阐述在正常的生产条件下，由于化学成分的不同，对于金相组织及力学性能的影响。
现把合金的化学成分含量划分为上限(H)及下限(L)两种，在室温下进行测定。
1 试验方案所有的合金及压铸试棒都在生产条件下进行，试验用上限(H)及下限(L)两组合金化学成分的变化范围如表2所示。
表2 两组试验用合金化学成分的变化范围所采用的铝压铸件标准试棒如图1所示。
图1 按照ASTMB557-84所采用的铝压铸标准试棒压铸后的试棒都要进行清理和去边，按每一种合金成分压铸出50根试棒，通过透视检查其气密性，再从每一种成分中挑选35根致密性好的试棒进行测试。
铁含量对压铸铝合金力学性能的影响
铁含量对压铸铝合金力学性能的影响摘要：铝合金压铸过程中，除了铁素体会消耗一部分合金元素外，还会发生一些化学反应。
在生成第二相的同时，还会生成一些新的化合物。
这些化合物在压铸过程中不仅会对合金的强度产生一定的影响，还会对压铸件的耐蚀性产生不利的影响。
因此，在合金中添加铁元素可以有效地细化合金晶粒，提高合金的力学性能。
在铝合金中添加铁元素可以明显地提高铝合金的强度、塑性和耐蚀性，但对其力学性能和耐蚀性有较大的影响。
因此，需要在不改变铝合金基体组织和化学成分的前提下，合理选择铁元素含量来改善铝合金压铸件的力学性能和耐蚀性。
关键词：铁；压铸铝合金；机械性能；铁含量；强度前言：压铸技术具有许多独特的优点，在改善有色金属合金铸件的精度、生产效率和表面质量上具有很大的优越性。
众所周知，为了提高金属材料的力学性能，通常会在压铸铝合金中添加中铁，然而，由于铁的存在，一方面可以阻止模具粘结，另一方面又会导致材料的延展性和冲击韧度下降，所以，需要对其进行严格的控制。
1细化晶粒由于合金元素对晶粒细化有一定的影响，因此可以在不改变铝合金基体组织的前提下，适当降低合金中铁的含量来达到细化合金晶粒的目的。
当铁的含量为0.1%~0.25%时，可以显著地提高合金的力学性能。
同时，当铁的含量为0.20%~0.25%时，合金具有更好的机械性能，尤其是在硬度和耐磨性方面。
实验结果表明：当铁元素的含量为0.1%时，铝合金具有最佳性能；当铁元素含量为0.15%~0.25%时，铝合金具有最好性能；当铁元素含量为0.15%~0.25%时，合金具有最佳机械性能；当铁元素含量为0.20%~0.25%时，合金具有最好力学性能。
2细化铸造裂纹合金中添加铁元素可以提高铝液的流动性，从而使铝液更容易通过压铸件的凝固区域，同时铁元素可以与铝相结合形成FeAl3,FeAl3可以起到细化晶粒的作用。
因为颗粒状的FeAl3在合金中会阻碍铝液和型壳的接触，从而降低铝液的流动性，使得铝液更容易通过凝固区域，因此降低了铝液在凝固区域的过冷度，提高了铝液在凝固过程中的流动性，从而改善了铝合金压铸件的组织结构和力学性能。
铸造A356铝合金的拉伸性能及其断口分析
摘要：研究了铸造A356-T6铝合金板不同位置处的拉伸性能。
采用扫描电子显微镜和光学显微镜对拉伸断口及断口纵剖面的组织形貌进行了观察分析。
试验结果表明，铸造A356一T6铝合金的拉伸屈服强度随离浇道口平面距离的增加而减小，断裂强度则是先减小然后再增大，而延伸率随高度变化不明显。
铸造A356-T6铝合金的平均屈服强度、断裂强度、延伸率和断面收缩率分别为2l6．64 MPa，224 MPa，1．086％和0．194％。
断口分析表明拉伸断口的表面分布着杂质、孔洞、铸造缩孔和氧化膜等缺陷，断口表面也存在开裂的由碳、氧、铁、镁、铝和硅元素形成的复合粒子。
铸造A356-T6铝合金在拉伸过程中，裂纹萌生于共晶硅粒子与基体结合处，并沿枝晶胞之间的共晶区域进行扩展，当前进的裂纹遇到取向不一致的共晶硅粒子时，裂纹将截断共晶硅粒子。
铸造A356-T6铝合金拉伸断裂方式为沿胞(即穿晶)断裂的准解理断。
关键词：铸造A356铝合金：A1-7％Si-0．4Mg；拉伸性能；断裂机制：断口形貌1 前言铸造铝合金由于具有优异的铸造性能，良好的耐腐蚀性，高的强重比和铸件制造成本低，能够近终成型等特点，在汽车和航空工业上得到了日益广泛的应用[1-4]，其中A1．Si7．Mg(A356)铸造铝合金通常用来制备汽车气缸盖及发动机滑块构件[5]。
铸造铝合金构件的主要问题是存在孔隙、氧化物和非金属夹杂物等缺陷[4]，这些缺陷强烈影响构件的服役性能。
铸造A356铝合金的力学性能取决于构件中相的特性及其分布，缺陷的性质、数量和尺寸。
尽管铸造A356铝合金的力学性能及其疲劳性能得到了广泛的研究[4-9]，但仍然有一些问题有待于进一步研究予以澄清，比如，铸造铝合金在拉伸过程中裂纹的萌生及其扩展的定量分析有待进一步的建立。
在疲劳载荷加载中，短裂纹扩展行为取决于应力状态和组织结构特征，比如，硅粒子和α-Al形态、分布及其大小，缺陷的性质、分布、数量及其大小。
汽车车轮用铸造铝合金-最新国标
汽车车轮用铸造铝合金1 范围本文件规定了汽车车轮用铸造铝合金的牌号与代号、技术要求、试验方法、检测规则、标志、包装、运输和贮存。
本文件适用于金属型铸造的汽车车轮用铸造铝合金的生产与检验。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 228.1 金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法GB/T 231.1 金属材料布氏硬度试验第1部分: 试验方法GB/T 1173 铸造铝合金GB/T 3246.2 变形铝及铝合金制品组织检验方法第2部分:低倍组织检验方法GB/T 7999 铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法GB/T 8063 铸造有色金属及其合金牌号表示方法GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T 20975.3 铝及铝合金化学分析方法第3部分：铜含量的测定GB/T 20975.4 铝及铝合金化学分析方法第4部分：铁含量的测定邻二氮杂菲分光光度法GB/T 20975.7 铝及铝合金化学分析方法第7部分：锰含量的测定高碘酸钾分光光度法GB/T 20975.8 铝及铝合金化学分析方法第8部分：锌含量的测定GB/T 20975.10 铝及铝合金化学分析方法第10部分：锡含量的测定GB/T 20975.11 铝及铝合金化学分析方法第11部分：铅含量的测定火焰原子吸收光谱法GB/T 20975.14 铝及铝合金化学分析方法第13部分：镍含量的测定GB/T 20975.18 铝及铝合金化学分析方法第18部分：铬含量的测定GB/T 20975.21 铝及铝合金化学分析方法第21部分：钙含量的测定GB/T 20975.31 铝及铝合金化学分析方法第31部分：磷含量的测定钼蓝分光光度法GB/T 30512 汽车禁用物质要求JB/T 7946.3 铸造铝合金金相第3部分：铸造铝合金针孔3 术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。
铝合金标准
欧盟标准 EN1706：1998 欧盟压铸铝合金化学成分和力学性能表Tags: casting压铸金属发布:larry| 分类:压铸/Die-casting| 评论:0| 引用:0| 浏览:380压铸合金成分的变化对力学性能的影响中国铝业网作者：王益志发布日期：2008-9-4 点击次数：关键词：摘要试验分析了380压铸合金化学成分的不同配比对力学性能的影响。
结果表明高合金含量配制的380铝合金与低合金含量配制的380铝合金相比，前者抗拉强度、屈服强度及硬度高，而后者伸长率高，标准的380铝合金成分则在二者之间。
实际应用中，应根据零件对力学性能的具体要求合理选配。
关键词：380压铸合金化学成分力学性能自从有了冷室压铸机以来，铝合金在压铸工业中的推广应用为时已久。
80年代在美国的压铸件生产中，铝合金占80%。
随着时间的推移及生产发展的需要，纳入到压铸铝合金中的品种高达23种，但是最为典型的是40年代就被采用的380铝合金(类似GD-AlSi9Cu3)。
美国对于这种合金制订出三种标准，即380，A380及B380，这类合金典型的化学成分如表1［1］所示。
表1典型380铝压铸合金的化学成分Si Cu Fe Mn Mg Ni Zn Sn 其他总量Al 380 7.5 ～9.5 3.0 ～4.0 2.0 0.50 0.10 0.50 3.0 0.35 0.50 其余A380 7.5 ～9.5 3.0 ～4.0 1.3 0.50 0.10 0.50 3.0 0.35 0.50 其余B380 7.5 ～9.5 3.0 ～4.0 1.3 0.50 0.10 0.50 1.0 0.35 0.50 其余含铁量及含锌量的不同是这几种合金的主要区别。
380的含铁量为2%，可以在热室压铸机上生产。
A380及B380含铁量均为1.3%，只用于冷室压铸机。
这种合金在开始制订标准的时候，只有380及A380，其含锌量皆限于1%。
铸造方法对铝合金零件织构与力学性能的影响
铸造方法对铝合金零件织构与力学性能的影响铝合金是一种广泛应用于航空、汽车、船舶等工业领域的重要结构材料。
在制造铝合金零件时，铸造方法起着至关重要的作用，对零件的织构和力学性能产生着深远的影响。
本文将探讨几种常见的铸造方法，并讨论它们对铝合金零件织构和力学性能的影响。
一、压力铸造压力铸造是一种常用的铸造方法，通过将熔化的铝合金注入金属型腔中，并施加高压力，使得铝合金迫使进入模具的细小孔隙中，从而得到具有较高密度和织构均匀的零件。
相比其他铸造方法，压力铸造能够有效降低铝合金零件的气孔率和缩松缺陷，提高其力学性能。
然而，压力铸造过程中高温、高压力的作用也会对铝合金零件的织构产生一定的影响。
研究表明，压力铸造往往会导致铝合金零件中存在沿织构流线方向形成的有序区域，这些区域的晶粒组织比较致密，强度较高；而在该方向的垂直方向上，晶粒组织则较为松散，强度较低。
因此，在设计和应用压力铸造的铝合金零件时，需要充分考虑织构对力学性能的影响，避免在强度要求较高的方向上使用零件。
二、重力铸造重力铸造是一种将熔化的铝合金通过重力力场填充到金属型腔中的铸造方法。
相比压力铸造，重力铸造的操作简单，成本较低，广泛应用于大型铝合金零件的制造。
然而，由于没有施加额外的压力，重力铸造容易产生气孔率较高的铝合金零件，这对织构和力学性能产生一定的不利影响。
为了改善重力铸造的铝合金零件织构和力学性能，研究者不断进行着努力。
例如，采用精细化的熔化处理和特殊的浇注系统，能够有效降低铝合金零件的气孔率。
同时，在铝合金的配方设计和处理工艺上，也可以通过添加特定的合金元素或者合理选择热处理条件，来调控铝合金的织构和力学性能。
三、连续铸造连续铸造是一种将熔化的铝合金通过连续浇注的方式，制造出长条状的铝合金材料或型材的铸造方法。
相比其他铸造方法，连续铸造具有生产效率高、材料利用率高等特点，广泛应用于铝合金材料的生产。
然而，连续铸造对铝合金零件的织构和力学性能还存在一定的挑战。
几种铸造铝合金的铸造性能及力学性能分析
就传统制造行业来说，普遍用到的铸造铝合金分为两大类。
一类是铝硅合金（如ZL101），可使用热处理强化后提高强度，延伸塑性[1]。
该合金的铸造性能优良，流动性好，较小的线收缩率，较低的热裂倾向，较高的气密性，但有产生缩孔的隐患，广泛应用于我国船舰雷达天线底座、泵外壳、齿轮箱、仪表壳等地方。
铝硅合金对海水腐蚀抗性较差，即便涂了防腐漆，也容易产生不规律的点片腐蚀。
另一类则是铝镁合金（如ZL301）对海水具有较强的抗腐蚀性能，铸造性能相对较差，且存在应力腐蚀倾向。
这两类铸造铝合金均不能满足舰船某些构件的应用需要。
因此，研制一种新型铸造铝合金，使其铸造工艺性能、力学性能及耐蚀性（包括抗应力腐蚀性能）等综合性能良好，满足舰船用铸造合金的要求，具有重大的国防意义[2]。
1 试验试验材料为A（ZL101，Al-7.1%Si-0.3%Mg）、B（ZL301，Al-10.0%Mg-0.09%Ti）及新近研制开发的低镁低硅铝合金C（Al-2.5%Si-2.1%Mg-0.8%Mn-0.2%Cr），均为砂型铸造[3]，分别通过细砂铸件铸造铝合金板试验，浇注温度为750℃。
浇注前，在650℃熔融金属液脱气30min，遵循T4热处理原则对铝合金板进行热处理工艺；再将铸造铝合金板制成可供拉伸的初品，并严格按照国际标准加工成拉伸样本。
拉伸试验是在室温环境下进行，加载速率0.008s-1，使用引伸计测得屈服强度、断裂强度、延伸率。
然后，采用TESCANVEGA2扫描电镜观察拉伸试样断口的形貌，均匀地将环氧树脂涂抹于拉伸断口，起到保护作用。
利用线切割将铸造A356-T6合金板切割成1mm厚的薄片，用粗细不同的金相砂纸对薄片进行抛光，使试样两面成镜面状，待薄片厚度降低到60μm左右后，再用2.5µm的金相液进行双喷，最后用0.5%的氢氟酸溶液腐蚀制备出可以透射电子显微镜的试样[4]。
置于JEM-200CX型透射电子显微镜下分别观察3种合金的断口纵剖面的组织形貌。
05-铸造铝合金力学性能
104
—
50
S、J
T6
163
—
100
ZAlCu4
ZL203
S、R、K
T4
195
6
60
J
T4
205
6
60
S、R、K
T5
215
3
70
J
T5
225
3
70
ZAlCu5MnCdA
ZL204A
S
T5
440
4
100
ZAlCu5MnCdVA
ZL205A
S
T5
440
7
100
S
T6
470
3
120
S
T7
460
2
110
ZAlR5Cu3Si2
——
100
ZAISi5Cu6Mg
ZL110
S
F
125
——
80
J
F
155
——
80
S
T1
145
——
80
J
Tl
165
——
90
ZAISi9Cu2Mg
ZL111
J
F
205
1.5
80
SB
T6
255
1.5
90
J、JB
T6
315
2
100
ZAISi7Mg1A
ZL114A
SB
T5
290
2
85
J、JB
T5
310
3
95
ZAISi5ZnlMg
S、R、K
T5
235
4
材料力学性能对比
第章一：部铝
分：铸
造铝合
1、合金
铸造方法
代号
S——砂型
铸J—造—金属
型R—铸—造熔模
铸K—造—壳型
铸B—造—变质
处理
使它在金属液中
形成大量分散的
2、合金
热处理状
态代号
F——铸态 T1——人 工T2时—效—退 火T4——固 溶T5处—理—加固 溶T6处—理—加固 溶T7处—理—加固 溶处理加
GB T 1173-2013 铸造铝合金.pdf
ZL105
J
T5
S\R\K
T6
S\J\R\K
T7
SB\R\K
T5
ZAlSi5Cu1Mg
ZL105A
J\JB
T5
SB
F
Al-Si合金
JB
T1
SB
T5
JB
T5
ZAlSi8Cu1Mg
ZL106
SB
T6
JB
T6
SB
T7
JB
T7
SB
F
SB
T6
ZAlSi7Cu4
ZL107
J
F
155
2
50
135
4
50
145
3
50
370
7
5
T6510
T6511
25~75
460
415
7
-
O
-
≤250
≤150
12
10
T3
≤15
395
290
T3510
2024
T3511
15~50
420
290
T8
铸造铝合金的性能定性分析
铸造铝合金的性能定性分析第一节、铸造Al-Si合金的性能第二节、铸造Al-Cu合金性能一，物理性能部分铸造铝合金物理性能如下表所示合金代号密度ρ/g·cm-3熔化温度范围/℃20～100℃时平均线膨胀系数α/μm·(m·K)-1100℃时比热容с/J·(kg·K)-125℃时热导率λ/W·(m·K)-120℃时电导率κ(%IACS)20℃时电阻率ρ/nΩ·m铝合金性能性能特点(物理、化学、力学和工艺性能)ZAlSi7Mg （ZL101）是Al-Si-Mg系铸造铝合金，可热处理强化，具有自然时效能力，强度较高，塑性较好。
该合金的铸造性能优良，流动性好，线收缩小，热裂倾向低，气密性高，但稍有产生气孔和缩孔的倾向。
耐腐蚀性高，焊接性能好，切削加工性一般。
ZAlSi12 （ZL102）是Al-Si系共晶型铸造铝合金，不可热处理强化。
该合金的铸造性能优良，无热裂及疏松倾向，气密性较高。
密度小，耐腐蚀性好，可在受大气，海水腐蚀的环境中使用，可承受工业气氛的环境中的浓硝、过氧化氢等得腐蚀作用；焊接性能好。
但该合金的力学性能低，耐热性和切削加工性差。
ZAlSi9Mg （ZL104）为Al-Si系铸造铝合金，可热处理强化，其强度高于ZL101,ZL102等合金。
该合金的铸造性能好，无热裂倾向，气密性高，线收缩小；形成针孔的倾向较大，熔炼工艺复杂。
耐腐蚀性好，切削加工性能和焊接性能一般。
ZAlSi5Cu 1Mg（ZL105）为Al-Si-Cu-Mg系铸造铝合金，经热处理强化后具有较高强度，其高温力学性能优于ZL101和ZL104等铸造铝合金。
优于合金中铜的存在，塑性和耐腐蚀性降低。
该合金具有良好的铸造性能和较高的气密性，切削加工性和焊接性均良好，耐腐蚀性一般。
ZAlSi7Cu 4（ZL107）为Al-Si-Cu系铸造铝合金，可热处理强化。
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冷热循环处理
充分消除铸件内应力及稳定尺寸。用于高精度铸件
4铝硅系铸造铝合金力学性能（GB/T 1173-2013） 表
合金牌号
合金代号
铸造方法
合金状态
抗拉强度Rm/MPa
伸长率A/%
布氏硬度HBW
≥
ZAlSi7Mg
ZLl01
S、R、J、K
F
155
2
50
S、R、J、K
T2
135
2
45
JB
T4
185
T5
235
4
70
SB、RB、KB
T5
235
4
70
JB、J
T5
265
4
SB、RB、KB
T6
275
2
80
JB、J
T6
295
3
80
ZAlSi12
ZL102
SB、JB、RB、KB
F
145
4
50
J
F
155
2
50
SB、JB、RB、KB
T2
135
4
50
J
T2
145
3
50
ZAlSi9Mg
ZL104
S、R、J、K
F
150
T2
退火
消除铸件在铸造加工过程中产生的应力，提高尺寸稳定性及合金的塑性。
T4
固溶处理加自然时效
通过加热保温及快速冷却实现固溶强化以提高合金的力学性能，特别是提高合金的塑性及常温工作下合金的抗腐蚀性能。
T5
固溶处理加不完全人工时效
固溶处理后进行不完全人工时效，时效是在较低的温度或较短时间下进行。目的是进一步提高合金的强度和硬度。
铸造铝合金的力学性能
1合金分类和代号
合金代号是由表示铸铝的汉语拼音字母“ZL”及其后面的三个阿拉伯数字组成。
ZL后面第一位数字表示合金的系列，其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金，ZL后面第二、三位数字表示合金的顺序号。
优质合金在其代号后附加字母“A”。
合金种类
Al-Si系
Al-Cu系
—
75
Al-Mg合金
ZAlMgl0
ZL301
S、J、R
T4
280
9
60
ZAlMg5Si
ZL303
S、J 、R、K
F
143
1
55
ZAlMg8Znl
ZL305
S
T4
290
8
90
Al-Zn合金
ZAlZn11Si7
ZL401
S、R、K
T1
195
2
80
J
T1
245
90
ZAlZn6Mg
ZL402
J
T1
235
4
70
S、R、K
T4
195
6
60
J
T4
205
6
60
S、R、K
T5
215
3
70
J
T5
225
3
70
ZAlCu5MnCdA
ZL204A
S
T5
440
4
100
ZAlCu5MnCdVA
ZL205A
S
T5
440
7
100
S
T6
470
3
120
S
T7
460
2
110
ZAlR5Cu3Si2
ZL207
S
T1
165
—
75
J
T1
175
伸长率A/%
布氏硬度HBW
≥
Al-Cu合金
ZAlCu5Mg
ZL201
S、J 、R、K
T4
295
8
70
S、J 、R、K
T5
335
4
90
S
T7
315
2
80
ZAlCu5MgA
ZL201A
S、J 、R、K
T5
390
8
100
ZAlCul0
ZL202
S、J
F
104
—
50
S、J
T6
163
—
100
ZAlCu4
ZL203
Al-Mg系
Al-Zn系
合金代号
ZL1XX
ZL2XX
ZL3XX
ZL4XX
2合金铸造方法、变质处理代号
代号
名称
代号
名称
S
砂型铸造
K
壳型铸造
J
金属型铸造
Y
压力铸造
R
熔模铸造
B
变质处理
3合金热处理状态代、类别及特性
热处理状态代号
热处理状态
类别
特 性
F
铸态
——
T1
人工时效
对湿砂型、金属型、特别是压铸件由于冷却速度较快，有部分固溶效果。扔时效可提高强度、硬度、改善切削加工性能。
S
T1
220
4
65
315
3
100
ZAISi8MgBe
ZL116
S
T4
255
4
70
J
T4
275
6
80
S
T5
295
2
85
J
T5
335
4
90
ZAISi7Cu2Mg
ZL118
SB，RB
T6
290
1
90
JB
T6
305
105
5其他系铸造铝合金力学性能（GB/T 1173-2013） 表
合金种类
合金牌号
合金代号
铸造方法
合金状态
抗拉强度Rm/MPa
T6
固溶处理加完全人工时效
可获得最高的抗拉强度但塑性有所下降。时效在较高温度或较长时间下进行。
T7
固溶处理加稳定化处理
提高铸件组织及尺寸稳定性和合金的抗腐蚀性能。主要用于较高温度下工作的零件，稳定化处理温度可接近于铸件工作温度。
T8
固溶处理加软化处理
固溶处理后采用高于稳定化处理的温度，获得高塑性和尺寸稳定性好的铸件。
T5
295
2
80
表（续）
合金牌号
合金代号
铸造方法
合金状态
抗拉强度Rm/MPa
伸长率A/%
布氏硬度HBW
≥
ZAISi8CulMg
ZL106
SB
F
175
1
70
JB
T1
195
70
SB
T5
235
2
60
JB
T5
255
2
70
SB
T6
245
1
80
JB
T6
265
2
70
SB
T7
225
2
60
JB
T7
245
2
60
ZAISi7Cu4
80
S
T1
145
——
80
J
Tl
165
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ——
90
ZAISi9Cu2Mg
ZL111
J
F
205
80
SB
T6
255
90
J、JB
T6
315
2
100
ZAISi7Mg1A
ZL114A
SB
T5
290
2
85
J、JB
T5
310
3
95
ZAISi5ZnlMg
ZLl15
S
T4
225
4
70
J
T4
275
6
80
S
T5
275
90
J
T5
ZL107
SB
F
165
2
65
SB
T6
245
2
90
J
F
195
2
70
J
T6
275
100
ZAISi12Cu2Mgl
ZL108
J
Tl
195
——
85
J
T6
255
——
90
ZAISi12CulMgINil
ZL109
J
T1
195
90
J
T6
245
——
100
ZAISi5Cu6Mg
ZL110
S
F
125
——
80
J
F
155
——
2
50
J
T1
200
65
SB、RB、KB
T1
230
2
70
J、JB
T6
240
2
70
ZAlSi5Cu1Mg
ZL105
S、J、R、K
T1
155
65
S、R、K
T5
215
1
70
J
T5
235
70
S、R、K
T6
225
70
S、J、R、K
T7
175
1
65
ZAlSi5Cu1MgA
ZL105A
SB、R、K
T5
275
1
80
J、JB
4
50
S、R、K