Марки алюминиевого литья:свойства,применение и руководство по выбору
Существует широкий спектр марки алюминиевого литья, каждая из которых обладает своими уникальными свойствами и сценариями применения. В этой статье мы подробно рассмотрим различные классификации и характеристики марок литейного алюминия, чтобы помочь читателям лучше понять и выбрать подходящие материалы из алюминиевых сплавов.
1. Определение и характеристики литого алюминиевого сплава
Литые алюминиевые сплавы — это материалы из алюминиевых сплавов, изготовленные методом литья, они обычно содержат такие элементы, как кремний, медь, магний и цинк, чтобы улучшить их механические свойства и коррозионную стойкость. Литые алюминиевые сплавы не только обладают хорошими литейными свойствами, но и могут дополнительно улучшать свои механические свойства путем термической обработки и другими способами для удовлетворения потребностей различных областей. В соответствии с различными химическими составами и методами обработки, марки алюминиевого литья можно разделить на множество категорий, и каждая из них имеет свои специфические сценарии применения и требования к производительности.
2. правила и стандарты наименования марки алюминиевого литья
(1) Марки алюминиевого литья: международные правила обозначения (стандарт AA)
Широко используются правила наименования, разработанные Международной алюминиевой ассоциацией (AA). Правила основаны, прежде всего, на системе четырехзначных кодов, за которыми может следовать код статуса. Ниже приведены подробные сведения:
1) Первая цифра: указывает на основной легирующий элемент, его значение следующее:
1: Чистый алюминий (содержание алюминия не менее 99,00%)
2: Медь является основным легирующим элементом
3: Марганец как основной легирующий элемент
4: Кремний как основной легирующий элемент
5: Магний как основной легирующий элемент
6: Магний и кремний как основные легирующие элементы
7: Цинк является основным легирующим элементом
8: Другие элементы
9: Запасная группа
2) Вторая цифра: указывает на контроль содержания легирующих элементов или предельного содержания примесей:
0: Указывает на отсутствие специального контроля предельного содержания примесей
1-9: Указывает на особый контроль предельного содержания одной или нескольких примесей или легирующих элементов.
3）Третья и четвертая цифры:
Для чистого алюминия две цифры после запятой означают наименьшее процентное содержание алюминия; для других сплавов эти две цифры не имеют особого значения и используются только для идентификации различных сплавов в одной группе.
4) Коды состояния:
F: Состояние свободной обработки, подходит для изделий, не имеющих механических свойств, необходимых для обрабатываемого изделия в процессе формования.
O: отожженное состояние, подходит для обработанных продуктов с минимальной прочностью, достигаемой путем полного отжига
H: Закаленное состояние, подходит для изделий с повышенной прочностью за счет закалки.
W: состояние, пригодное для термообработки в твердом растворе, применимо только к сплавам, которые после термообработки в твердом растворе подвергаются естественной выдержке при комнатной температуре
T: состояние термообработки, применяется к изделиям, которые достигли стабильного состояния после термообработки.
Например, 6061-T651 обозначает алюминиевый сплав, основными легирующими элементами которого являются магний и кремний, в термически обработанном состоянии T651.
(2) Марки алюминиевого литья: китайские правила наименования
Китайские правила наименования алюминиевых сплавов претерпели множество изменений и в настоящее время в основном основаны на национальном стандарте GB/T 16475-1996. Ниже приведены конкретные правила наименования марки алюминиевого литья:
1) Код системы сплава:
L: Алюминий
LF: Антикоррозийные алюминиевые сплавы (Al-Mg, Al-Mn)
LY: Твердый алюминиевый сплав (Al-Cu-Mg)
LC: сверхтвердый алюминиевый сплав (Al-Cu-Mg-Zn)
LD: деформируемые алюминиевые сплавы (Al-Mg-Si, Cu-Mg-Si)
LT: специальный алюминиевый сплав
2) Код состояния:
F: состояние свободной обработки
O: отожженное состояние
H: Закаленное состояние
W: состояние термообработки твердых растворов
T: Состояние термической обработки
3) Код состояния подразделения:
HX1: предел прочности на разрыв является промежуточным между состояниями O и HX2.
HX2: предел прочности на разрыв является промежуточным между состояниями O и HX4.
HX3: предел прочности на разрыв является промежуточным между состояниями HX2 и HX4.
HX4: предел прочности на разрыв — наибольшее значение
Например, LD30-CZ обозначает алюминиево-магниево-кремниево-медный сплав, закаленный и естественно состаренный.
3. распространенные марки алюминиевого литья
(1) Алюминиево-кремниевые сплавы (Al-Si)
Алюминиево-кремниевые сплавы, также известные как «алюминий-кремний», являются одними из самых распространенных и крупных литейных алюминиевых сплавов. Содержание кремния в них обычно составляет от 4 до 22 процентов. Эти сплавы обладают превосходными литейными свойствами, такими как хорошая текучесть, хорошая герметичность, низкая усадка и низкая склонность к горячему растрескиванию. После уплотнения и термической обработки алюминиево-кремниевые сплавы демонстрируют хорошие механические и физические свойства, коррозионную стойкость и умеренную обрабатываемость.
1) Эксплуатационные характеристики:
Хорошие литейные свойства: хорошая текучесть, хорошая герметичность, низкая усадка и низкая склонность к термическому растрескиванию.
Механические свойства: хорошая прочность и вязкость, особенно после уплотнения и термообработки.
Коррозионная стойкость: обладает хорошей коррозионной стойкостью.
Коэффициент теплового расширения: низкий, подходит для сценариев применения, требующих высокой стабильности размеров.
2) Типичное применение:
Поршни, блоки цилиндров, головки блока цилиндров и другие автомобильные детали.
Различные механические детали и корпуса.
Аэрокосмические компоненты, такие как рамы и структурные элементы.
3) Распространенные названия брендов:
ZL102: Содержание кремния 10,0-13,0%, для отливок с общими требованиями.
ZL104: Содержит 6,5-7,5% кремния, магний и титан добавляются для улучшения механических свойств и термостойкости.
ZL107: Содержит 6,5-7,5% кремния, с добавлением меди и магния, подходит для отливок с высокими требованиями к прочности.
(2) Алюминиево-медные сплавы (Al-Cu)
Алюминиево-медные сплавы используются в промышленности уже давно и обычно имеют содержание меди от 3 до 11 процентов. Добавление других элементов, таких как марганец и титан, позволяет значительно улучшить механические свойства алюминиево-медных сплавов при комнатных и высоких температурах.
1) Эксплуатационные характеристики:
Механические свойства: отличная прочность и твердость, особенно при высоких температурах.
Литейные свойства: относительно плохие, высокая плотность, плохая коррозионная стойкость.
Свойства при резке и сварке: Обладает хорошими свойствами при резке и сварке.
2) Типичное применение:
Аэрокосмические компоненты, такие как детали двигателей и рамы.
Конструкционные и жаропрочные детали, подвергающиеся большим нагрузкам.
3) Распространенные названия брендов:
ZL201: Содержит 4,5-5,3% меди, с добавлением марганца и титана для повышения прочности при комнатной и высокой температуре.
ZL205A: Содержащий 4,8-5,5% меди, ZL205A является одним из самых прочных литых алюминиевых сплавов в мире.
ZL207: Содержит 4,0-5,0% меди, смешанные редкоземельные элементы добавлены для повышения высокотемпературной прочности и термостойкости.
(3) Алюминиево-магниевые сплавы (Al-Mg)
Алюминиево-магниевые сплавы с содержанием магния от 4 до 11 процентов характеризуются низкой плотностью и высокой прочностью. Эти сплавы обладают отличной коррозионной стойкостью в атмосфере и морской воде, а также хорошими общими механическими свойствами и обрабатываемостью при комнатной температуре.
1) Эксплуатационные характеристики:
Механические свойства: высокая прочность и вязкость, особенно при комнатной температуре.
Коррозионная стойкость: Обладает превосходной коррозионной стойкостью, особенно в морской среде.
Режущие свойства: поверхность обработки яркая и красивая.
Процессы плавления и литья: относительно сложные, требующие строгого контроля параметров процесса.
2) Типичное применение:
Аэрокосмические компоненты, такие как радарные базы, магазины авиационных двигателей, пропеллеры, шасси и т.д.
Конструктивные элементы судов и оффшорное инженерное оборудование.
Механические детали и корпуса с высокими требованиями к прочности.
3) Распространенные названия брендов:
ZL301: Содержит 9,0-11,0% магния с добавлением небольшого количества цинка и марганца для улучшения механических свойств и коррозионной стойкости.
ZL303: Содержит 10,0-13,0% магния с добавлением небольшого количества кремния и марганца, подходит для отливок с высокими требованиями к прочности.
(4) Алюминиево-цинковые сплавы (Al-Zn)
Алюминиево-цинковые сплавы обычно дополняются кремнием и магнием и известны как «цинк-кремний-алюминиевые мины». В условиях литья сплавы затвердевают и могут использоваться без термообработки, с повышенной прочностью после метаморфической термообработки и стабильностью размеров после стабилизации.
1) Эксплуатационные характеристики:
Механические свойства: высокая прочность и твердость, особенно после метаморфической термообработки.
Литейные свойства: Обладает хорошей текучестью, но склонен к термическому растрескиванию.
Коррозионная стойкость: относительно низкая, требуется обработка поверхности для повышения коррозионной стойкости.
2) Типичное применение:
Модели, типовые таблички, опоры для оборудования и т.д.
Детали корпуса прибора.
3) Распространенные названия брендов:
ZL401: Содержит 7,5-9,5% цинка с добавлением кремния и магния, подходит для отливок с общими требованиями.
ZL402: Содержит 8,0-10,0% цинка, с добавлением кремния и магния для улучшения механических свойств и стабильности размеров.
4. Как выбрать правильный алюминиевый сплав в соответствии с марки алюминиевого литья ？
Прежде всего, в соответствии с таблицей марки алюминиевого литья, а затем в зависимости от ваших потребностей, учитывайте следующие факторы:
(1)Требования к производительности:
Выберите подходящую марку алюминиевого сплава в соответствии с требованиями к механическим свойствам, коррозионной стойкости и литейным характеристикам отливки.
(2)Сценарии применения:
Различные марки алюминиевых сплавов подходят для разных областей применения, таких как автомобильная, аэрокосмическая, морская и машиностроительная промышленность.
(3)Производственные затраты:
Различные алюминиевые сплавы имеют разную стоимость сырья, стоимость обработки и эффективность производства, которые необходимо учитывать в совокупности для получения экономических результатов.
(4)Требования к процессу:
Различные алюминиевые сплавы предъявляют разные требования к процессам плавки, литья и термообработки, которые необходимо выбирать в зависимости от имеющегося оборудования и технологических возможностей.
Благодаря вышеуказанному анализу, в соответствии с марки алюминиевого литья, а затем в сочетании с конкретными потребностями выбора подходящего литейного алюминиевого сплава, чтобы гарантировать, что качество и производительность отливок для удовлетворения требований фактического применения.
5. Резюме
Различные марки алюминиевого литья обладают уникальными эксплуатационными характеристиками, от прочности до коррозионной стойкости, каждая из которых напрямую влияет на качество и надежность конечного продукта. Поэтому выбор подходящего алюминиевого материала в точном соответствии с требованиями приложения не только оптимизирует характеристики изделия, но и эффективно снижает производственные затраты и продлевает срок службы продукции.
