Изучение литого алюминиевого сплава: Характеристики, свойства и применение | MachineMFG

Исследование литого алюминиевого сплава: Характеристики, свойства и применение

0
(0)

1. Классификация и коды сплавов

Коды сплавов состоят из китайских букв пиньинь "ZL", обозначающих литой алюминий, за которыми следуют три арабские цифры.

Первая цифра после "ZL" обозначает серию сплава, а 1, 2, 3 и 4 - соответственно алюминиево-кремниевый, алюминиево-медный, алюминиево-магниевый и алюминиево-цинковый сплавы.

Вторая и третья цифры после "ZL" обозначают порядковый номер сплава.

Высококачественные сплавы обозначаются буквой "A" после кода.

Типы сплавовСистема Al-Si Система Al-CuСистема Al-Mg Система Al-Zn
Обозначения сплавовZL1XXZL2XXZL3XXZL4XX

2. Методы литья сплавов и коды модификационной обработки

КодНазваниеКодНазвание
SЛитье в песокKЛитье в оболочковые формы
JЛитье под давлениемYЛитье под давлением
RИнвестиционное литьеBТермообработка

3. Характеристики, типы и состояние термической обработки тройного сплава

Код условия термической обработкиКатегории условий термической обработкиХарактеристики
FЛитое состояние--
T1Искусственное старениеВ мокрых песчаных формах, металлических формах и, особенно, в литых деталях, из-за быстрой скорости охлаждения наблюдается эффект частичного твердого раствора. Обработка старением может увеличить прочность и твердостьи улучшает обрабатываемость.
T2ОтжигУстраните напряжение, возникающее в процесс литья для повышения стабильности размеров и улучшения пластичности сплава.
T4Растворная термообработка с естественным старениемУпрочнение раствора путем нагрева, изоляции и быстрого охлаждения позволяет улучшить механические свойства сплавов, в частности, повысить пластичность сплава и его коррозионную стойкость при комнатной температуре.
T5Термическая обработка раствором с частичным искусственным старениемПосле обработки раствором проводится неполный процесс искусственного старения, который осуществляется при более низких температурах или в течение более короткого времени. Цель - дальнейшее повышение прочности и твердости сплава.
T6Растворная термообработка с полным искусственным старениемПри этом достигается максимальная прочность на разрыв, хотя и за счет снижения пластичности. Старение осуществляется при повышенных температурах или в течение длительного периода времени.
T7Растворная термообработка со стабилизирующей обработкойПовышение структурной и размерной стабильности отливок, а также коррозионной стойкости сплава. В основном используется для деталей, работающих при повышенных температурах, температура стабилизационной обработки может приближаться к рабочей температуре отливки.
T8Растворная термообработка с размягчающей обработкойПосле обработки раствором, используя температуру выше стабилизационной, можно получить литые детали с высокой пластичностью и отличной стабильностью размеров.
T9Лечение холодным и горячим цикломПолностью исключить внутреннее напряжение в отливках и стабилизировать размеры. Используется для высокоточных отливок.

4. Типы литых алюминиевых сплавов

ZL101

ZL101 известен своим простым составом, легкостью плавления и литья, хорошими литейными характеристиками, хорошей герметичностью, относительно хорошими характеристиками сварки и резки, но его механические свойства невысоки.

Она подходит для литья различных деталей с тонкими стенками и большой площадью, сложные формыи низкими требованиями к прочности, например, корпуса насосов, редукторы, корпуса (рамы) приборов, детали бытовой техники. В основном они производятся методом литья в песчаные формы и металлического литья.

Zl101A

Добавление небольшого количества Ti в ZL101 утончает зерно и укрепляет структуру сплава, что приводит к комплексным свойствам, которые выше, чем у ZL101 и ZL102, а также к хорошей коррозионной стойкости.

Может использоваться в качестве высококачественных отливок для изготовления общих несущих элементов конструкций в машиностроении, а также различных конструктивных элементов мотоциклов, автомобилей, бытовой техники и приборной продукции. В настоящее время по распространенности он уступает только ZL102. Для производства обычно используется литье в песчаные формы и литье металла.

Zl102

Основная характеристика этого сплава - хорошая текучесть, другие свойства схожи с ZL101, но герметичность лучше, чем у ZL101.

Из него можно отливать различные тонкостенные отливки сложной формы и низкопрочные тонкостенные детали большой площади и сложной формы из металла или песчаного литья. Будь то литье под давлением или литье металла/песка, это наиболее часто используемый алюминиевый сплав в гражданской продукции.

Zl104

Благодаря большому количеству рабочих кристаллов и добавлению Mn, который противодействует вредному влиянию Fe, этот сплав обладает хорошими литейными характеристиками, отличной воздухонепроницаемостью, коррозионной стойкостью и относительно хорошими показателями при сварке и резке.

Однако его термостойкость оставляет желать лучшего.

Она подходит для производства динамических конструкционных деталей сложной формы и большого размера, испытывающих большие нагрузки, таких как корпуса турбокомпрессоров, головки цилиндров, гильзы цилиндров и другие детали. В основном она производится методом литья под давлением, но также широко используются литье в песчаные формы и литье металла.

Zl105, ZL105A

Из-за добавления Cu и снижения содержания Si литейные и сварочные свойства этого сплава хуже, чем у ZL104, но его прочность при комнатной и высокой температуре и качество обработки резанием лучше, чем у ZL104, при этом пластичность немного ниже, а коррозионная стойкость хуже.

Он подходит для использования в качестве динамических конструктивных элементов сложной формы, больших размеров и с высокой нагрузкой, таких как корпуса турбокомпрессоров, головки цилиндров, гильзы цилиндров и другие детали.

ZL105A снижает содержание примесного элемента Fe в ZL105 и повышает прочность сплава, в результате чего его механические свойства оказываются лучше, чем у ZL105. Высококачественные отливки обычно используются для производства.

ZL106

Добавление небольшого количества Ti и Mn, а также увеличение содержания Si улучшает литейные и высокотемпературные характеристики этого сплава, делая его лучше, чем ZL105, в плане герметичности и коррозионной стойкости.

Его можно использовать в качестве конструктивных элементов для общих нагрузок и деталей, требующих хорошей герметичности и работы при высоких температурах. Для производства в основном используются литье в песчаные формы и металлическое литье.

ZL107

ZL107 имеет отличные показатели по литью и герметичности, хорошие механические свойства, средние показатели по сварке и резке, немного хуже по коррозионной стойкости.

Он подходит для производства структурных компонентов, которые выдерживают общие динамические или статические нагрузки и детали, требующие герметичности. Для производства обычно используется литье в песчаные формы.

ZL108

Благодаря высокому содержанию Si и добавлению Mg, Cu и Mn, ZL108 обладает отличными литейными характеристиками, малым коэффициентом теплового расширения, хорошей износостойкостью, высокой прочностью и жаростойкостью. Однако его коррозионная стойкость несколько ниже.

Она подходит для производства поршней для двигателей внутреннего сгорания и других деталей, требующих износостойкости, а также деталей, требующих стабильных размеров и объема. В основном он производится методом литья под давлением и металлического литья, но может использоваться и литье в песчаные формы.

ZL109

Это сложный сплав Al-Si-Cu-Mg-Ni с повышенным содержанием Si и добавлением Ni для обеспечения превосходных характеристик литья и герметичности, а также высокотемпературной прочности, повышенной износостойкости и коррозионной стойкости. Коэффициент линейного расширения и плотность также значительно снижены.

Оно подходит для производства поршней для двигателей внутреннего сгорания и деталей, от которых требуется износостойкость и стабильность размеров и объема. Для производства в основном используются металлическое литье и литье в песок.

ZL111

ZL111 - сложный сплав с добавлением Mn и Ti, обеспечивающий отличные литейные характеристики, хорошую коррозионную стойкость, воздухонепроницаемость и высокую прочность. Его характеристики при сварке и резке средние.

Оно подходит для отливки динамических конструктивных элементов сложной формы, испытывающих большие нагрузки (например, деталей авиационных двигателей, водяных и масляных насосов, крыльчаток и т. д.), а также деталей, требующих хорошей герметичности и работающих при повышенных температурах. Для производства в основном используются литье металла и литье в песок, но может применяться и литье под давлением.

ZL114A

ZL114A - сложный сплав с добавлением Mn и Ti, обеспечивающий отличные литейные характеристики, хорошую коррозионную стойкость, воздухонепроницаемость и высокую прочность. Его характеристики при сварке и резке средние.

Оно подходит для отливки динамических конструктивных элементов сложной формы, испытывающих большие нагрузки (например, деталей авиационных двигателей, водяных и масляных насосов, крыльчаток и т. д.), а также деталей, требующих хорошей герметичности и работающих при повышенных температурах. Для производства в основном используются литье металла и литье в песок, но может применяться и литье под давлением.

ZL115

ZL115 обладает хорошими литейными характеристиками и высокими механическими свойствами, в основном используется в качестве конструктивных элементов тяжелого машиностроения и других деталей, таких как корпуса клапанов и рабочие колеса. Для производства в основном используется литье в песчаные формы и металлическое литье.

ZL116

ZL116 - это комплексный сплав Al-Cu-Mg с удалением Zn и Sb из ZL115 и добавлением микроэлементов Ti и Be. Зерно сплава очищено, а вредное влияние примесей Fe уменьшено, что обеспечивает хорошие литейные и воздухонепроницаемые характеристики, а также высокие механические свойства.

Оно подходит для отливки динамических структурных компонентов, выдерживающих большие нагрузки, например, деталей самолетов и ракет, а также различных деталей с хорошими комплексными свойствами в гражданской продукции. Для производства в основном используются литье в песчаные формы и литье металла.

ZL117

ZL117 представляет собой сложный сплав Al-Cu-Mg с гиперэвтектической структурой и высоким содержанием Si 19-22%, с добавлением микроэлемента Mn и редкоземельного элемента RE. Он обладает отличными литейными характеристиками, хорошей прочностью при комнатной и высокой температуре, низким коэффициентом теплового расширения, а также является износостойким материалом высокого уровня, состоящим из множества твердых первичных частиц Si, распределенных по мягкой матрице.

Оно подходит для литья поршней для двигателей внутреннего сгорания, тормозных колодок и других износостойких деталей со стабильными размерами и объемом, а также высокопрочных конструкционных элементов. В основном для производства используется металлическое литье, но может применяться и литье в песчаные формы.

Кроме того, Китайская корпорация авиационной промышленности разработала три алюминиево-кремниевых сплава (ZL112Y, ZL113Y и ZL117Y). ZL112Y и ZL113Y - это литейные сплавы Al-Si-Cu, обладающие хорошими литейными характеристиками, герметичностью и высокими механическими свойствами. Они подходят для литья деталей, требующих высокой прочности, рабочих температур и хорошей герметичности, а также других износостойких деталей, например, поршней, имеющих стабильные размеры, объем и хорошие показатели теплопередачи.

Для производства в основном используется литье под давлением, но также могут применяться литье в песчаные формы и литье металла. В отличие от ZL108, содержание Si уменьшено, а содержание Cu, улучшающее упрочнение твердого раствора и закалку осадком, увеличено, что приводит к улучшению характеристик при комнатной и высокой температурах по сравнению с ZL108.

ZL201

ZL201 обладает хорошими механическими свойствами при комнатной температуре и высоких температурах, умеренной пластичностью, средними характеристиками при сварке и резке, плохой текучестью с тенденцией к горячему растрескиванию и плохой коррозионной стойкостью.

Оно подходит для литья конструктивных элементов, работающих при относительно высоких температурах (200-300℃) или деталей, выдерживающих большие динамические или статические нагрузки при комнатной температуре, а также деталей, работающих при низких температурах (-70℃). Литье в песчаные формы используется в основном для производства.

ZL201A

ZL201A значительно снижает содержание примесей Fe и Si по сравнению с ZL201, что приводит к повышению механических свойств при комнатной и высокотемпературной температурах. Он обладает хорошими характеристиками при резке и сварке, но плохими при литье.

Оно может использоваться для деталей, которые работают при температуре 300℃ или выдерживают большие динамические или статические нагрузки при комнатной температуре. Литье в песчаные формы в основном используется для производства.

ZL202

ZL202 обладает относительно хорошими литейными характеристиками и высокотемпературной прочностью, твердостью и износостойкостью, но плохой коррозионной стойкостью.

Оно подходит для отливки деталей, работающих при температуре 250℃ и выдерживающих небольшие нагрузки, например, головок цилиндров. Для производства в основном используются литье в песчаные формы и металлическое литье.

ZL203

ZL203 имеет более низкое содержание Si, что приводит к несколько худшей текучести, большей склонности к горячему растрескиванию и худшей коррозионной стойкости. Однако она обладает хорошими показателями высокотемпературной прочности, сварки и резки.

Оно подходит для литья деталей, работающих при температуре ниже 250℃ и выдерживающих небольшие нагрузки, или деталей, выдерживающих большие нагрузки при комнатной температуре, например, деталей приборов и корпусов картера. Для производства в основном используется литье в песчаные формы и литье под низким давлением.

ZL204A

ZL204A - это высокочистый, высокопрочный литейный сплав Al-Cu, обладающий хорошей пластичностью, способностью к сварке и резке, но плохими литейными характеристиками.

Оно подходит для отливки конструктивных элементов, выдерживающих большие нагрузки, таких как опорные основания и опорные кронштейны. Для производства в основном используется литье в песчаные формы и литье под низким давлением.

ZL205A

ZL205A в настоящее время является самым прочным алюминиевым сплавом, используемым в мире. Он обладает хорошей пластичностью и коррозионной стойкостью, отличными характеристиками при резке и сварке, но плохими характеристиками при литье.

Она подходит для литья конструктивных элементов, выдерживающих большие нагрузки, и некоторых деталей с низкими требованиями к герметичности. Можно использовать литье в песчаные формы, литье под низким давлением и металлическое литье.

ZL207

ZL207 обладает очень высокой высокотемпературной прочностью при средних показателях литья, сварки и резки, а также низкой прочностью при комнатной температуре.

Она подходит для литья различных конструктивных элементов, работающих при температуре 400℃, например, корпусов клапанов авиационных двигателей и некоторых жаропрочных компонентов в нефтяной промышленности. Для производства в основном используется литье в песчаные формы и литье под низким давлением.

ZL209

ZL209 имеет более высокий предел прочности на растяжение, предел текучести и высокотемпературную прочность, чем ZL201A, хорошие показатели при сварке и резке, но плохие показатели при литье и удлинении.

Оно подходит для отливки различных износостойких деталей, работающих при высоких температурах, например, деталей двигателей внутреннего сгорания. Литье в песчаные формы используется в основном для производства.

ZL301

ZL301 - это самый коррозионностойкий алюминиевый сплав, который в настоящее время доступен с хорошими характеристиками обработки резанием, относительно хорошими характеристиками сварки, высокой прочностью, хорошими характеристиками анодирования, но сложным процесс литьяВ процессе работы с ними возникает много сложностей, а также легко возникают такие дефекты, как расшатывание и горячее растрескивание.

Оно подходит для литья различных деталей с большими нагрузками в коррозионных средах, таких как морская вода, работающая при температуре 150℃, например, различных компонентов морских судов, корпусов насосов, рабочих колес, рам в нефтяной промышленности. Литье в песчаные формы в основном используется для производства.

ZL303

ZL303 имеет лучшую высокотемпературную прочность, чем ZL301, хорошую коррозионную стойкость (немного хуже, чем ZL301), отличные показатели обработки резанием, хорошие сварочные характеристики, лучшие показатели литья, чем ZL301, не поддается термообработке, в результате чего механические свойства значительно ниже, чем у ZL301.

Она подходит для отливки деталей, таких как авиационные двигатели, ракеты, двигатели внутреннего сгорания, химические насосы, нефтяные насосы, корпуса нефтехимических газовых насосов, роторы, лопасти, которые выдерживают средние нагрузки в коррозионных средах, таких как морская вода, химическая промышленность и газ. Литье под давлением и литье в песок в основном используются.

ZL305

ZL305 имеет лучшие литейные характеристики и более стабильную ткань после естественного старения, чем ZL301 и ZL303, благодаря добавлению Zn и снижению содержания Mg. Склонность к образованию рыхлости и горячему растрескиванию невелика из-за добавления микроэлементов Ti и Be, что приводит к хорошим комплексным свойствам и сильной коррозионной стойкости под напряжением.

Однако его механические свойства при высоких температурах невысоки. Оно подходит для литья деталей, которые выдерживают большие нагрузки и работают в агрессивных средах, таких как морская вода, химикаты и газ при температуре ниже 100℃, например, самолеты, двигатели внутреннего сгорания, химические насосы, нефтяные насосы, корпуса нефтехимических газовых насосов, роторы, лопасти. Литье в песок в основном используется для производства.

ZL401

ZL401 имеет отличные литейные характеристики, небольшую склонность к усадке и горячему растрескиванию, высокие механические свойства, хорошие показатели сварки и резки, но высокий удельный вес, низкую пластичность и плохую коррозионную стойкость.

В основном используется для литья под давлением и отливки форм, шаблонов и конструктивных элементов самолетов, двигателей внутреннего сгорания, автомобилей и других изделий, которые работают при температуре не выше 200℃ и выдерживают средние нагрузки. Может использоваться литье под давлением, литье в песок и литье металла.

5. Химический состав Алюминиевые сплавы для литья под давлением

 Серия сплавовСтранаМарка сплаваWB/%Стандартные спецификации 
SiCuMgFeЭл
Серия AI-SiКитайYL10210.0-13.0<0.6<0.05<1.2ПособиеGB/T15115-94
ЯпонияАЦП111.0-13.0<1.0<0.30<1.2JISH5302-82
Америка41311.0-13.0<1.0<0.35<2.0ASTMB85-82
РоссияAJ1210.0-13.0<0.6<0.10<1.5TOCT2685-82
ГерманияAlSil211.0-13.5<0.10<0.05<1.0DIN1725
Серия AI-Si-MgКитайYL1048.0-10.5<0.300.17-0.30<1.0ПособиеGB/T15115-94
ЯпонияАЦП39.0-10.0<0.600.40-0.60<1.3JISH5302-82
Америка3609.0-10.0<0.600.40-0.60<2.0ASTMB85-82
РоссияAJl48.0-10.5<0.100.17-0.30<1.0TOCT2685-82
ГерманияAlSil0Mg9.0-11.0<0.100.20-0.50<1.0DIN1725
AI-Si-CuseriesКитайYL1127.5-9.53.0-4.0<0.30<1.2ПособиеGB/T15115-94
YL1139.6-12.01.5-3.5<0.30<1.2
ЯпонияАЦП107.5-9.52.0-4.0<0.30<1.3JISH5302-82
ADC129.6-12.01.5-3.5<0.30<1.3
Америка3807.5-9.53.0-4.0<0.10<1.3ASTMB85-82
3839.5-11.52.0-3.0<0.10<1.3
РоссияAJl64.5-6.02.0-3.0<0.10<1.5TOCT2685-82
ГерманияAlSi8Cu37.5-9.52.0-3.5<0.30<1.3DIN1725
Серия AI-MgКитайYL3020.80-1.30<0.104.5-5.5<1.2ПособиеGB/T15115-94
ЯпонияАЦП5<0.30<0.204.0-8.5<1.8JISH5302-82
Америка518<0.35<0.257.5-8.5<1.8ASTMB85-82
РоссияAlMg9<0.50<0.057.0-10.0<1.0DIN1725

6. Механические свойства литейных сплавов серии алюминий-кремний Таблица

(GB/T 1173-2013)

Марка сплаваКод сплаваМетод литьяСостояние сплаваПрочность на разрыв Rm/MPaКоэффициент удлинения A/%Твердость по Бринеллю HBW.
ZAlSi7MgZLl01S、R、J、KF155250
S、R、J、KT2135245
JBT4185450
S、R、KT4175450
J, JBT5205260
S、R、KT5195260
SB、RB、KBT5195260
SB、RB、KBT6225170
SB、RB、KBT7195260
SB、RB、KBT8155355
ZAlSi7MgAZL101AS、R、KT4195560
J, JBT4225560
S、R、KT5235470
SB、RB、KBT5235470
JB、JT52654 
SB、RB、KBT6275280
JB、JT6295380
ZAlSi12ZL102SB、JB、RB、KBF145450
JF155250
SB、JB、RB、KBT2135450
JT2145350
ZAlSi9MgZL104S、R、J、KF150250
JT1200 65
SB、RB、KBT1230270
J, JBT6240270
ZAlSi5Cu1MgZL105S、J、R、KT1155 65
S、R、KT5215170
JT5235 70
S、R、KT6225 70
S、J、R、KT7175165
ZAlSi5Cu1MgAZL105ASB、R、KT5275180
J, JBT5295280

7. Таблица механических свойств литого алюминиевого сплава других серий

(GB/T 1173-2013)

Тип сплаваМарка сплаваКод сплаваМетод литьяСостояние сплаваПрочность на разрыв Rm/MPaКоэффициент удлинения A/%Твердость по Бринеллю HBW.
Al-CuAlloyZAlCu5MgZL201S、J 、R、KT4295870
S、J 、R、KT5335490
ST7315280
ZAlCu5MgAZL201AS、J 、R、KT53908100
ZAlCul0ZL202S、JF104-50
S、JT6163-100
ZAlCu4ZL203S、R、KT4195660
JT4205660
S、R、KT5215370
JT5225370
ZAlCu5MnCdAZL204AST54404100
ZAlCu5MnCdVAZL205AST54407100
ST64703120
ST74602110
ZAlR5Cu3Si2ZL207ST1165-75
JT1175-75
Al-MgAlloyZAlMgl0ZL301S、J、RT4280960
ZAlMg5SiZL303S、J 、R、KF143155
ZAlMg8ZnlZL305ST4290890
Al-ZnAlloyZAlZn11Si7ZL401S、R、KT1195280
JT1245 90
ZAlZn6MgZL402JT1235470
ST1220465

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх