鑄造鋁合金
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鑄造鋁合金是以熔融金屬充填鑄型，獲得各種 形狀零件毛坯的鋁合金。具有低密度， 比強度較高，抗蝕性和鑄造工藝性好， 受零件結構設計限制小等優點。分為 Al-Si和Al-Si-Mg-Cu為基的中等強 度合金；Al-Cu為基的高強度合金；Al-Mg為基的耐蝕合金；Al-Re為基 的熱強合金。大多數需要進行熱處理 以達到強化合金、消除鑄件內應力、穩 定組織和零件尺寸等目的。用於製造梁、 燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進氣 唇口和發動機的機匣等。還用於製造 汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞，儀器儀 表的殼體和增壓器泵體等零件。
目錄
簡介
採用鑄造工藝直接獲得所需零件所使用的鋁合金。要求它有理想的鑄造性：良好的流動性，較小的收縮、熱裂及冷裂傾向性，較小的偏析和吸氣性。鑄造鋁合金的元素含量一般高於相應變形鋁合金的，多數合金接近共晶成分。1905～1925年，歐美國家在研究鋁合金相圖的基礎上開展了工業鋁合金的研究。最初研究了鋁-鎳合金，但其鑄造性能不佳，因此鎳未能成為主要強化元素。其後研究了在鋁中加入銅、鎂、錳、硅等元素，獲得了較為理想的性能，因而發展了一些二元及多元的鑄造鋁合金，其中著名的硅鋁明合金在1920年前後用於工業。鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能，可 以製成形狀複雜的零件；不需要龐大的附加設備；具有節約金屬、降低成本、減 少工時等優點，在航空工業和民用工業得到廣泛應用。用於製造梁、 燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進氣 唇口和發動機的機匣等。還用於製造 汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞，儀器儀 表的殼體和增壓器泵體等零件。
評價
現代鑄造鋁合金按主要加入的元素可分為4個系列，即：鋁硅系、鋁銅系、鋁鎂系及鋁鋅系。對這4個系列，各國都有相應的合金和合金牌號的標記。中國採用ZL+3位數字標記法，第一位數字表示合金系，其中：1表示鋁硅合金系，2表示鋁銅合金系，3表示鋁鎂合金系，4表示鋁鋅合金系，第二、三位數字表示合金序號。中國的幾種典型鑄造鋁合金如表所示，根據合金的使用特性可分為：耐熱鑄造鋁合金、氣密鑄造鋁合金、耐蝕鑄造鋁合金和可焊鑄造鋁合金通常硅含量為4%～13%，又稱「硅鋁明」合金。鑄造性能最佳，裂紋傾向性極小，收縮率低，有很好的耐蝕性和氣密性以及足夠的力學性能和焊接性能。此系合金在工業上的應用雖較鋁-銅系合金晚些，但於1920年發現可進行變質處理後，使該系合金的組織和性能得到改善，拓寬了使用範圍，在用量上幾乎占鑄造鋁合金的50%。鋁硅系合金可分為共晶型、亞共晶型、過共晶型和添加銅、鎂、錳等複雜的共晶合金。ZL102合金為典型的二元共晶合金，共晶溫度為577℃，共晶成分為12.6%Si，共晶溫度下α固溶體中溶解1.6%Si，室溫下溶解約0.05%Si；β相為鋁溶於硅中的固溶體，其溶解度極小，因而共晶組織為α+Si兩相組成。多元合金的組織中，除α和硅外，還有θ（CuAl2）、W （AlxMg5Si4）等相（見鋁合金的相）。含銅的鋁硅合金可熱處理強化，但耐蝕性差。合金中硅相的形狀對強度和塑性有顯著的影響，通過變質處理（在熔體中加入鈉或銻），使硅相球化，合金的組織和性能得以改善。過共晶合金中的粗大初晶硅有害於力學性能和切削性能，常加入磷，形成AlP化合物，使初晶硅細化，減少其有害影響。[1]