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
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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%。

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
w B/%
代号
Si Cu Fe Mn Mg Cr Ni Zn Pb Sn Ti Al 下限(L) 7.37 2.90 0.67 0.24 0.02 0.02 0.02 0.85 0.02 0.01 0.03 其余上限(H) 9.51 3.91 1.27 0.28 0.27 0.08 0.53 2.89 0.06 0.03 0.04 其余
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。

压铸试棒在，铸态下存放45 d后再进行测试，其抗拉强度、屈服强度及伸长率，均按ASTM标准计量，由于试棒并非理想的整圆形，还需精确地计算其截面积，以减少误差。

每种合金取20根试棒作硬度检验，按HRB计量。

试棒组织的检查采用光学显微镜、光栅电子显微镜以及透视光谱分析仪，这样完全可以准确无误地清晰地显示出金相组织中各种相的构成、分布及成分。

再作一次断口表面光透试验并作光栅电子显微镜检查。

2力学性能试验
经试验所测得的抗拉强度、屈服强度及伸长率、硬度数据见表3
表3两组合金力学性能测量值
抗拉强度及屈服强度的最低值，可参照各种标准规范及权威机构所制定的数据作对比，其具体内容如表4所示。

表4380合金力学性能的各种标准值
注：数据来源如下：
①Rooy E.L.:Aluminium and Aluminium Alloys.ASTM Handbook,9,Auf1.Bd.15,(1988),S.743-770.
②ASTM Metal Handbook,10,Auf1.Bd.2,(1990).
③1992 Annual Book of ASTM Standards V.02.02.1992.
④ASTM Metal Handbook,9,Auf1.Bd.2,(1979),S.170
⑤Aluminium Alloy A380(Aluminium Die Casting Alloy).Metal Digest,Al-6q,Juni 1986.
⑥EN-Norm BZW.D1N 1725 Teil 2.
布氏硬度值可参见表3中的数据，并换算成HRB。

表3中的标准误差是从35根试棒中测定，而硬度是从20根试棒中通过200个点测出。

其性能见图2～图5。

图2不同抗拉强度的试棒所占比例图3不同屈服强度的试棒所占比例
图4不同伸长率的试棒所占比例图5不同硬度的试棒所占比例
3结果论述A380(GD-AlSi9Cu3)的化学成分对力学性能和金相组织有明显的影响。

当以高合金含量(H)配制时，其抗拉强度、屈服强度及硬度，分别比低合金含量(L)要高出11.6%，57.5%及86.5%。

低合金含量(L)的伸长率比高合金含量(H)要高出153%。

A380合金的化学成分的标准值，处于高(H)、低(L)两者之间。

同一种合金所压铸的试棒的性能也会出现差别。

例如由合金(L)所压铸的35根试棒，其抗拉强度有最低值285 MPa及最高值322 MPa之分。

伸长率、硬度及屈服强度误差的平均值，分别为36.4%，60.4%及77.2%。

这种数据的分散情况，低合金含量(L)比高合金含量(H)表现得更为明显。

这种分散程度的大小，可能要从合金中出现偏析及工艺参数的变化来作解释了。

如果化学成分达到最佳值，又通过工艺参数的严格控制，材料的力学性能还会达到更高的水准。

作者简介；王益志,男,1925年出生,教授,上海交通大学(200030) 作者单位：王益志(上海交通大学)。