铸造和金及其熔炼第12章铸造铝合金.ppt

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1、第十二章 铸造铝合金铝合金的分类n1、分类、分类n形变铝合金形变铝合金n铸造铝合金铸造铝合金n2、标注、标注ZL101-SB-T6-GB9438-88第一节 铝硅类合金n一、铝硅合金成分、组织、性能一、铝硅合金成分、组织、性能n成分：成分：Si（7-12），），Mg、Cu、Nin组织：组织：+（+）n性能：力学性能性能：力学性能n 铸造性能铸造性能n 特殊性能特殊性能n （耐蚀耐热耐磨好）（耐蚀耐热耐磨好）66055712.6siTAlLL+（+）L+n二、铝硅合金变质处理二、铝硅合金变质处理n1、变质剂：、变质剂：Na、Sr、Sb、稀土、稀土n2、变质机制：、变质机制：n 阻止共晶形核、生长

2、阻止共晶形核、生长n 包覆生长界面阻止生长包覆生长界面阻止生长n 促使分支促使分支n 多重理论，正在研究多重理论，正在研究n三、铝硅合金中的杂质三、铝硅合金中的杂质n1、铁、铁n 存在及影响：以存在及影响：以Al9Fe2Si2形式存在形式存在,硬脆粗大片破坏表面氧硬脆粗大片破坏表面氧化膜连续性，降低耐蚀性。化膜连续性，降低耐蚀性。n 来源：炉料、坩埚、工具来源：炉料、坩埚、工具n 消除：加锰、铬、钴、钼等消除：加锰、铬、钴、钼等n2、磷、磷n 磷与钠反应，使变质剂失效，粗化组织。磷与钠反应，使变质剂失效，粗化组织。n3、锡、铅、钙、锡、铅、钙n 锡、铅锡、铅 能形成低熔点共晶体，热处理易过烧，

3、改善切削能形成低熔点共晶体，热处理易过烧，改善切削n 钙钙 形成高熔点化合物，降低流动性，形成缩松，增大脆形成高熔点化合物，降低流动性，形成缩松，增大脆性性 n四、常用铝硅合金四、常用铝硅合金n1、Al-Si-Mg系合金系合金n ZL101 Si 7n ZL104 Si 9 Mn 0.3n组织：组织：+（+）+Mg2Si强化基体提高性能强化基体提高性能n性能：力学性能高，铸造性能好，抗蚀性能好，焊性能：力学性能高，铸造性能好，抗蚀性能好，焊接性好。接性好。n应用：大载荷形状复杂的零件应用：大载荷形状复杂的零件发动机缸体发动机缸体受力框架受力框架等等n2、铝硅铜系合金、铝硅铜系合金n ZL107

4、等（加等（加Mg、Zn、Mn）Si 7、Cu 4n 组织：组织：+（+）+Al2Cun 性能：铸态就具有很高的强度，铸造性性能：铸态就具有很高的强度，铸造性好，切削加工性好。好，切削加工性好。n 应用：压铸件应用：压铸件n n3、铝硅铜镁系合金、铝硅铜镁系合金n成分：成分：Cu、Mg最佳总量最佳总量1.5-2%，比例，比例Cu：Mg=2.5n ZL105 Si 5,ZL111 Si 9n组织：铸态组织：铸态+（+）+Al2Cu+Mg2Sin性能：铸造性能好，力学性能高，高温性性能：铸造性能好，力学性能高，高温性能好能好n应用：大载荷，形状复杂大中型铸件应用：大载荷，形状复杂大中型铸件n4、活塞

5、合金、活塞合金n要求：密度小、质量轻、导热性好、膨胀小、足够的高温要求：密度小、质量轻、导热性好、膨胀小、足够的高温强度、耐磨、耐蚀尺寸稳定、工艺简单、成本低强度、耐磨、耐蚀尺寸稳定、工艺简单、成本低n四类：四类：Al-Cu-Ni-Mg，Al-Cu-Si，Al-Si共晶合金，共晶合金，Al-Si过共晶合金，常用后两类过共晶合金，常用后两类n1）ZAlSi12Cu2Mg合金（合金（ZL108）n 组织：组织：+（+）+Al2Cu+Mg2Sin 变质处理，加磷，或者磷、钠（钠降低高温力学性能）变质处理，加磷，或者磷、钠（钠降低高温力学性能）ZL109（加镍）（加镍）n2）Al-Si过共晶过共晶 （

6、17-26）%n 热膨胀系数很低，但脆性大，硅不宜太高，加镍提高热膨胀系数很低，但脆性大，硅不宜太高，加镍提高热稳定性，价高，加稀土热稳定性，价高，加稀土第二节 铝铜类合金n一、铝铜二元合金一、铝铜二元合金nZAlCu10（ZL202）n 组织：组织：+（+CuAl2）n 应用：装饰小零件应用：装饰小零件nZAlCu4（ZL203）n 组织：组织：+CuAl2n性能：铸造性差，偏析性能：铸造性差，偏析n应用：形状简单、中等载荷、较高温度、中小型应用：形状简单、中等载荷、较高温度、中小型零件零件n二、多元合金二、多元合金n 加入锰、钛加入锰、钛n锰锰 1%固溶强化，固溶强化，Cu2Mn3Al20

7、、CuAl2弥散强化弥散强化n 但不能超过但不能超过1%，否则，粗化晶粒。，否则，粗化晶粒。n钛钛 0.3%左右，细化晶粒，过多，形成左右，细化晶粒，过多，形成TiAl3聚集粗大。聚集粗大。n三、耐热铝合金三、耐热铝合金n 耐热性取决于：耐热性取决于：化学成分、第二相性质、形化学成分、第二相性质、形状、分布等因素。状、分布等因素。n1、化学成分、化学成分 结合键的强度（各元素间）结合键的强度（各元素间）n2、第二相、第二相 结构复杂、与基体差别大、结构稳定、结构复杂、与基体差别大、结构稳定、扩散慢，热强性，抗蠕变能力高。扩散慢，热强性，抗蠕变能力高。n3、形状复杂，网状、骨架状耐热性好，所以，

8、铸、形状复杂，网状、骨架状耐热性好，所以，铸态比形变组织耐热。态比形变组织耐热。n4、单相合金，晶粒粗耐热，表面能小，稳定。多、单相合金，晶粒粗耐热，表面能小，稳定。多元合金，晶粒细耐热，第二相变形阻力大。高于元合金，晶粒细耐热，第二相变形阻力大。高于再结晶温度尤其明显。再结晶温度尤其明显。第三节 铝镁类合金n一、铝镁二元合金一、铝镁二元合金n组织：组织：+（Al3Mg2）n性能：固溶，硬质相，耐腐蚀（单相），性能：固溶，硬质相，耐腐蚀（单相），n 铸造性一般，熔炼工艺复杂铸造性一般，熔炼工艺复杂n （表层（表层MgO没有保护作用）没有保护作用）n应用：飞机零件，装饰零件（切削加工性好，光应用

9、：飞机零件，装饰零件（切削加工性好，光洁度高）洁度高）n加硅、锌：硅加硅、锌：硅 提高铸造性，铸态应用。提高铸造性，铸态应用。n 锌锌 提高强度，耐蚀。重大载荷零件，提高强度，耐蚀。重大载荷零件，潜水服等潜水服等 第四节 铝锌类合金n一、一、Al-Zn二元相图二元相图n组织：组织：+n性能：差性能：差n应用：无使用价值应用：无使用价值n二、二、Al-Zn-Si-Mg系合金系合金n组织：组织：+Sin性能应用：耐蚀性低，密度大，自动淬火，应用性能应用：耐蚀性低，密度大，自动淬火，应用不多不多n三、三、Al-Zn-Mg系合金系合金n组织：组织：+镁钛化合物镁钛化合物n性能应用：加工性好，尺寸稳定。

10、精密仪表零件。性能应用：加工性好，尺寸稳定。精密仪表零件。四、Al初晶细化理论n1、细化机理、细化机理n 自己看自己看n2、晶粒细化中毒、晶粒细化中毒n 第六节 铝合金的铸造性能n一、铝一、铝-硅铸造性能好硅铸造性能好n 靠近共晶，硅结晶潜热大靠近共晶，硅结晶潜热大n二、铝二、铝-铜、镁、锌铸造性差铜、镁、锌铸造性差n 远离共晶远离共晶 n 查看各附表查看各附表 第七节 铝铸件的热处理n一、热处理的目的一、热处理的目的n 提高力学性能，改善组织、消除偏析，稳定提高力学性能，改善组织、消除偏析，稳定组织尺寸，消除内应力。组织尺寸，消除内应力。n二、热处理常用规范二、热处理常用规范n 自己看表自己看表12-13n三、热处理常见缺陷三、热处理常见缺陷n 1、力学性能不合格、力学性能不合格n 2、过烧、过烧n 3、变形开裂、变形开裂n 4、表面腐蚀、表面腐蚀