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铸造合金及其熔炼-第12章铸造铝合金

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1、第十二章铸造铝合金,铝合金的分类,1、分类形变铝合金铸造铝合金 2、标注,第一节铝硅类合金,一、铝硅合金成分、组织、性能成分：Si（7-12），Mg、Cu、Ni 组织：+（+ ）性能：力学性能铸造性能特殊性能（耐蚀耐热耐磨好）,二、铝硅合金变质处理 1、变质剂：Na、Sr、Sb、稀土 2、变质机制：阻止共晶形核、生长包覆生长界面阻止生长促使分支多重理论，正在研究,三、铝硅合金中的杂质 1、铁存在及影响：以Al9Fe2Si2形式存在,硬脆粗大片破坏表面氧化膜连续性，降低耐蚀性。来源：炉料、坩埚、工具消除：加锰、铬、钴、钼等 2、磷磷与钠反应，使变质剂失效，粗化组织。 3、锡、铅、钙锡、铅能形成低熔点共晶体，热处理易过烧，改善切削钙形成高熔点化合物，降低流动性，形成缩松，增大脆性,四、常用铝硅合金 1、Al-Si-Mg系合金 ZL101 Si 7 ZL104 Si 9 Mn 0.3 组织： +（+ ）+ Mg2Si强化基体提高性能性能：力学性能高，铸造性能好，抗蚀性能好，焊接性好。应用：大载荷形状复杂的零件发动机缸体受力框架等,2、铝硅铜系合金

2、 ZL107等（加Mg、Zn、Mn） Si 7、Cu 4 组织： +（+ ）+ Al2Cu 性能：铸态就具有很高的强度，铸造性好，切削加工性好。应用：压铸件,3、铝硅铜镁系合金成分： Cu 、Mg最佳总量1.5-2%，比例Cu ：Mg=2.5 ZL105 Si 5 , ZL111 Si 9 组织：铸态+（+ ）+ Al2Cu+ Mg2Si 性能：铸造性能好，力学性能高，高温性能好应用：大载荷，形状复杂大中型铸件,4、活塞合金要求：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、成本低四类：Al-Cu-Ni-Mg，Al-Cu-Si，Al-Si共晶合金，Al-Si过共晶合金，常用后两类 1）ZAlSi12Cu2Mg合金（ZL108）组织： +（+ ）+ Al2Cu+ Mg2Si 变质处理，加磷，或者磷、钠（钠降低高温力学性能）ZL109（加镍） 2） Al-Si过共晶（17-26）% 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,第二节铝铜类合金,一、铝铜二元合金 ZAlCu10（ZL202）组织： +（+CuAl2

3、）应用：装饰小零件 ZAlCu4（ZL203）组织： +CuAl2 性能：铸造性差，偏析应用：形状简单、中等载荷、较高温度、中小型零件,二、多元合金加入锰、钛锰 1%固溶强化，Cu2Mn3Al20 、 CuAl2弥散强化但不能超过1%，否则，粗化晶粒。钛 0.3%左右，细化晶粒，过多，形成TiAl3聚集粗大。,三、耐热铝合金耐热性取决于：化学成分、第二相性质、形状、分布等因素。 1、化学成分结合键的强度（各元素间） 2、第二相结构复杂、与基体差别大、结构稳定、扩散慢，热强性，抗蠕变能力高。 3、形状复杂，网状、骨架状耐热性好，所以，铸态比形变组织耐热。 4、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。高于再结晶温度尤其明显。,第三节铝镁类合金,一、铝镁二元合金组织：+ （Al3Mg2）性能：固溶，硬质相，耐腐蚀（单相），铸造性一般，熔炼工艺复杂（表层MgO没有保护作用）应用：飞机零件，装饰零件（切削加工性好，光洁度高）加硅、锌：硅提高铸造性，铸态应用。锌提高强度，耐蚀。重大载荷零件，潜水服等,第四节铝锌类合金,一、Al-Zn二元相图组织：+ 性能：差应用：无使用价值,二、Al-Zn-Si-Mg系合金组织： +Si 性能应用：耐蚀性低，密度大，自动淬火，应用不多三、 Al-Zn-Mg系合金组织： +镁钛化合物性能应用：加工性好，尺寸稳定。精密仪表零件。,四、Al初晶细化理论,1、细化机理自己看 2、晶粒细化中毒,第六节铝合金的铸造性能,一、铝-硅铸造性能好靠近共晶，硅结晶潜热大二、铝 -铜、镁、锌铸造性差远离共晶查看各附表,第七节铝铸件的热处理,一、热处理的目的提高力学性能，改善组织、消除偏析，稳定组织尺寸，消除内应力。二、热处理常用规范自己看表12-13 三、热处理常见缺陷 1、力学性能不合格 2、过烧 3、变形开裂 4、表面腐蚀,

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