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,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

2、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 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 S

3、i 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

4、稀土,第二节 铝铜类合金,一、铝铜二元合金ZAlCu10(ZL202)组织:+(+CuAl2)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

5、、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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