各种铸造铝合金牌号的主要特点及应用[最终版]

第一篇：各种铸造铝合金牌号的主要特点及应用[最终版]

各种铸造铝合金牌号的主要特点及用途

各种铸造铝合金牌号的主要特点及用途

ZL101的特点是成分简单，容易熔炼和铸造，铸造性能好，气密性好、焊接和切削加工性能也比较好，但力学性能不高。适合铸造薄壁、大面积和形状复杂的、强度要求不高的各种零件，如泵的壳体、齿轮箱、仪表壳（框架）及家电产品上的零件等。主要采用砂型铸造和金属型铸造。Zl101A 由于是在ZL101的基础上加了微量Ti，细化了晶粒，强化了合金的组织，其综合性能高于Zl101、ZL102，并有较好的抗蚀性能，可用作一般载荷的工程结构件和摩托车、汽车及家电、仪表产品上的各种结构件的优质铸件。其使用量目前仅次于ZL102。多采用砂型和金属型铸造。（ZL101A合金是以ZL101合金为基础严格控制杂质含量，改进铸造技术可以获得更高的力学性能。铸造性能，耐腐蚀性能和焊接性良好。用于铸造各种壳体零件，飞机的泵体、汽车变速箱、燃油箱的弯管等）

Zl102 这种合金的最大特点是流动性好，其它性能与ZL101差不多，但气密性比ZL101要好，可用来铸造各种形状复杂、薄壁的压铸件和强度要求不高的薄壁、大面积、形状复杂的金属或砂型铸件。不论是压铸件还是金属型、砂型铸件，都是民用产品上用得最多的一个铸造铝合金品种。

Zl104 因其工晶体量多，又加入了Mn，抵消了材料中混入的Fe有害作用，有较好的铸造性能和优良的气密性、耐蚀性，焊接和切削加工性能也比较好，但耐热性能较差，适合制作形状复杂、尺寸较大的有较大负荷的动力结构件，如增压器壳体、气缸盖，气缸套等零件，主要用压铸，也多采用砂型和金属型铸造。

Zl105、ZL105A 由于加入了Cu，降低了Si的含量，其铸造性能和焊接性能都比ZL104差，但室温和高温强度、切削加工性能都比ZL104要好，塑性稍低，抗蚀性能较差。适合用作形状复杂、尺寸较大、有重大负荷的动力结构件。如增压器壳体、气缸盖、气缸套等零件。Zl105A是降低了ZL105的杂质元素Fe的含量，提高了合金的强度，具有比ZL105更好的力学性能，多采用铸造优质铸件。

ZL106 由于提高了Si的含量，又加入了微量的Ti、Mn，使合金的铸造性能和高温性能优于ZL105气密性、耐蚀性也较好，可用作一般负荷的结构件及要求气密性较好和在较高温度下工作的零件，主要采用砂型和金属型铸造。

ZL107 ZL107有优良的铸造性能和气密性能，力学性能也较好，焊接和切削加工性能一般，抗蚀性能稍差，适合制作承受一般动负荷或静负荷的结构件及有气密性要求的零件。多用砂型铸造。

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各种铸造铝合金牌号的主要特点及用途

ZL108 ZL108由于含Si量较高，又加入了Mg、Cu、Mn，使合金的铸造性能优良，并且热膨胀系数小，耐磨性好，强度高，并具有较好的耐热性能。但抗蚀性稍低。适合制作内燃发动机的活塞及其它要求耐磨的零件以及要求尺寸、体积稳定的零件。主要采用压铸和金属型铸造，也可采用砂型铸造。

ZL109 这是复杂合金化的Al-Si-Cu-Mg-Ni合金，由于含Si量提高，并加入了Ni，使合金具有优良的铸造性能和气密性能以及较高的高温强度，耐磨性和耐蚀性也得到提高，线膨胀系数和密度也有较大的降低，适合制作内燃发动机活塞及要求耐磨且尺寸、体积稳定的零件。主要用金属型铸造和砂型铸造。

ZL111 ZL111是复杂合金化的合金能，由于还加入了Mn、Ti，使该合金有优良的铸造性能，较好的耐蚀性、气密性，高的强度。其焊接和切削加工性能一般。适合铸制形状复杂、承受重大负荷的动力结构件（如飞机发动机的结构件、水泵、油泵、叶轮等），要求气密性较好和在较高温度下工作的零件。主要采用金属型和砂型铸造，也可采用压铸。ZL114A ZL112是复杂合金化的合金能，由于还加入了Mn、Ti，使该合金有优良的铸造性能，较好的耐蚀性、气密性，高的强度。其焊接和切削加工性能一般。适合铸制形状复杂、承受重大负荷的动力结构件（如飞机发动机的结构件、水泵、油泵、叶轮等），要求气密性较好和在较高温度下工作的零件。主要采用金属型和砂型铸造，也可采用压铸。ZL115 有较好的铸造性能和较高的力学性能，主要用作大负荷的工程结构件及其它零件，如阀门壳体、叶轮等。主要采用砂型和金属型铸造。ZL116 因去掉了ZL115合金中的Zn、Sb，加入了Ti、Be两种微量元素，使合金的晶粒得到细化，杂质Fe的有害作用得到消减，从而使合金具有较好的铸造性能、气密性能及较高的力学性能。适合铸制承受大载荷的动力结构件，如飞机、导弹上的一些零件和民用品上要求综合性能较好的各种零件。主要用砂型和金属型铸造

ZL117合金是一种复杂合金化的Al-Cu-Mg过共晶型耐磨合金。因其含Si量达19-22%，并加了微量元算Mn和稀土元素RE，使合金成为软基体上分布着许多硬度很高的初晶Si质点的高级耐磨材料，并有很好的铸造性能以及很好的室温和高温强度，低的热膨胀系数。适合铸制内燃发动机活塞、刹车片及其它要求耐磨的活尺寸体积稳定的又有高强度的结构件。主要用金属型铸造，也可用砂型铸造。此外，航空工业部还研制了三种铝硅系合金（ZL112Y、ZL113Y、ZL117Y）。ZL112Y和ZL113Y都是Al-Si-Cu压铸合金，两者都有很好的铸造性能、气密性能及高的力学性能，适合铸制要求强度和工作温度较高、气密性好的零件，也可用作活塞等要求耐磨、尺寸体积稳定、传热性能好的其它零件。主要用压铸也可用砂型和金属型铸造。与Zl108合金不同的是降低了Si含量，提高了起固溶强化和析出硬化作用的Cu的含量，因而其室温和高温性能都比Zl108要好。

ZL201有较好的室温和高温机械性能，塑性一般，焊接和切削加工性能一般，但流动性较差，有热裂倾向，抗蚀性较差，适合铸造较高温度（200-300℃）下工作的结构件或常温下承受较大动载荷或静载荷的零件，以及在低温（-70℃）工作的零件。多用砂型铸造。ZL201A 这种合金大大降低了杂质Fe、Si的含量，比ZL201有更高的室温和高温机械性能。其切削加工和焊接性能好，但铸造性能较差。可用于在300℃工作的零件或在常温下承受较大动或静载荷的零件。多用砂

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各种铸造铝合金牌号的主要特点及用途

型铸造。

ZL202 ZL202有比较好的铸造性能和较高的高温强度、硬度及耐磨性能，但抗蚀性较差。适合铸制工作温度在250℃载荷不大的零件，如气缸头等。主要用砂型铸造和金属型铸造。

ZL203 由于ZL203降低了Si的含量，流动性稍差，热裂倾向较大，抗蚀性也比较差，但有较好的高温强度和焊接及切削加工性能。适合铸制工作温度在250℃以下承受载荷不大的零件以及常温下有较大载荷的零件，如仪表零件，曲轴箱体等。多用砂型铸造和低压铸造。

ZL204A 这是高纯度、高强度铸造Al-Cu合金，也有较好的塑性和较好的焊接和切削加工性能，但铸造性能较差。适合铸制有较大载荷的结构件，如支承座、支臂等零件。多采用砂型铸造和低压铸造。

ZL205A 这是目前世界上使用强度最高的铝合金。有较好的塑性和抗蚀性，切削加工和焊接性能优良，但铸造性能比较差。适合铸制承受大载荷的结构件及一些气密性要求不高的零件。主要采用砂型铸造、低压铸造，也可用金属型铸造。

ZL207 ZL207有很高的高温强度。铸造性能一般，焊接和切削加工性能也一般，但室温强度不高。适合铸制温度在400℃下工作的各种结构件。如飞机发动机上的活门壳体、炼油行业中的一些耐热构件等。多采用砂型铸造和低压铸造。

ZL209 ZL209合金的抗拉强度、屈服点、高温强度均比ZL201A高，焊接和切削加工性能也较好，但铸造性能和延伸率均较差。适合铸制在较高温度下工作要求耐磨的各种构件，如内燃发动机上零件等。多采用砂型铸造。

ZL301 这是现有铝合金中抗腐蚀能力最强的一个品种，切削加工性能很好，焊接性能也比较好，强度高，阳极氧化性能好，但铸造工艺复杂，操作麻烦，且铸件易产生疏松、热裂等缺陷。适合铸造工作温度在150℃下的海水等腐蚀介质中有较大载荷的各种零件，如海洋舰船砂锅内的各种构件、石油行业的泵壳体、叶轮、框架等零件、多采用砂型铸造。

ZL303 高温强度比ZL301好，抗蚀能力好（比ZL301稍差），切削加工性能优越，焊接性能好，铸造性能比ZL301要好，不能热处理，使机械性能比ZL301低得多。适合铸造在海水、化工、燃气等腐蚀介质下承受中等载荷的航空发动机、导弹、内燃机、化工泵、油泵、石化气泵壳、转子、叶片等零件。主要用压力铸造和砂型铸造。

ZL305 ZL305因加入了Zn，降低了Mg的含量，铸造性能和自然时效后的组织稳定性均比ZL301和ZL303合金好，形成疏松、热裂的倾向小。又因为添加了Ti、Be两微量元素，适该合金的综合性能好，抗应力

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各种铸造铝合金牌号的主要特点及用途

腐蚀能力强，但高温下的力学性能差。适合铸制承受较大载荷的在100℃以下的海水、化工、燃气等腐蚀介质中工作的航空机、内燃机、化工泵、油泵、石化气泵泵壳、转子、叶片等零件。主要采用砂型铸造。

ZL401 ZL401铸造性能很好，缩孔和热裂倾向小，有较高的机械性能，焊接和切削加工性能好，但比重大、塑性低，耐蚀性较差。多用作压铸和模具、模板及工作温度不超过200℃、承受中等载荷的航空机、内燃机、车辆等产品上的结构件。主要用压力铸造，也用砂型和金属型铸造。

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第二篇：各种铝合金牌号、用途介绍

铝合金典型用途

1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉

1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途

1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存、薄板加工件、深拉或旋压凹形、焊接零部件、热交换器、印刷板、、反光器具

1145 包装及绝热铝箔，热交换器

1199 电解电容器箔，反光沉积膜

1350、导电绞线、汇流排、带材

2011 螺钉及要求有良好切削性能的产品

2014 应用于要求高强度与（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件

2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为、通用机械零件、结构与运输工具结构件，与配件

2024 飞机结构、铆钉构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件

2036钣金件

2048 航空航天器结构件与兵器结构零件

2124 航空航天器结构件

2218和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和环

2219 航天火箭焊接氧化剂槽，蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300℃。焊接性好，断裂高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力

2319 焊拉2219合金的和填充焊料

2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件

2A01 工作温度小于等于100℃的结构铆钉

2A02 工作温度200~300℃的的轴向压气机叶片

2A06 工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉

2A10 强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉

2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉

2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件

2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件

2A16 工作温度250~300℃的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱

2A17 工作温度225~250℃的航空器零件

2A50 形状复杂的中等强度零件

2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等

2A70 飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等

2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件

2A90 航空发动机活塞

3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与

3004 全铝易拉罐罐身，要求有比3003合金更高强度的零部件，化工产品生产与贮存装置，薄板加工件，建筑加工件，建筑工具，各种零部件

3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶盖、瓶塞等

3A21 飞机、油路导管、铆钉线材等；与食品等等

5005 与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作、炊具、仪表板、壳与件。膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致

5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等

5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、的钣金件，、街灯支架与铆钉、等

5056 镁合金与铆钉、拉链、等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合

5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、、钻探设备、、导弹元件、装甲等

5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等

5154 焊接结构、贮槽、压力容器与海上设施、运输槽罐

5182 薄板用于加工易拉罐盖，汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件

5252 用于制造有较高强度的装饰件，如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜

5254 过氧化氢及其他化工产品容器

5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条

5454 焊接结构，压力容器，海洋设施管道

5456 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料

5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件

5652 过氧化氢及其他化工产品贮存容器

5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件，但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织

5A02 飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件

5A03 中等强度焊接结构，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金

5A05 焊接结构件，飞机蒙皮骨架

5A06 焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件

5A12 焊接结构件，防弹甲板

6005 挤压型材与管材，用于要求强高大于6063合金的结构件，如梯子、电视天线等

6009 汽车车身板

6010 薄板：汽车车身

6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材

6063 建筑型材，灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料

6066 锻件及焊接结构挤压材料

6070 重载焊接结构用的挤压材料与管材

6101 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等

6151 用于模锻曲轴零件零件与生产轧制环，供既要求有良好的可锻性能、高的强度，又要有良好抗蚀性之用

6201 高强度导材与线材

6205 厚板、踏板与耐高冲击的挤压件

6262 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件

6351 车辆的挤压结构件，水、石油等的输送管道

6463 建筑与各种器具型材，以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件

6A02 飞机发动机零件，形状复杂的锻件与模锻件

7005 挤压材料，用于制造既要有高的强度又要有高的的焊接结构，如交通运输车辆的桁架、杆件、容器；大型热交换器，以及焊接后不能进行固熔处理的部件；还可用于制造体育器与垒球棒

7039 冷冻容器、低温与贮存箱，消防压力器材，军用器材、装甲板、导弹装置

7049 用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件，如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等，而韧性稍高

7050 飞机结构件用、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是：抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高

7072 空调器铝箔与特薄带材；2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层

7075 用于制造飞机结构及期货他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、制造

7175 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能，即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高

7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件

7475 机身用的包铝的与未包铝的板材，机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件

7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等。

第三篇：铝合金牌号及性能

 [编辑本段]【概述】

以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。

铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。[编辑本段]【纯铝产品】

纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份AL表示，后者用汉语拼音LG（铝、工业用的）表示。

[编辑本段]【压力加工铝合金】

铝合金压力加工产品分为防锈（LF）、硬质（LY）、锻造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及钎焊（LQ）等七类。常用铝合金材料的状态为退火（M焖火）、硬化（Y）、热轧（R）等三种。

[编辑本段]【铝材】

铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材，包括板材、带材、箔材、管材、棒材、线材、型材等。

[编辑本段]【铸造铝合金】

铸造铝合金（ZL）按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类，代号编码分别为100、200、300、400。

[编辑本段]【高强度铝合金】

高强度铝合金指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金，主要是压力加工铝合金中硬铝合金类、超硬铝合金类和铸造合金类。[编辑本段]【铝合金缺陷修复】

铝合金在生产过程中，容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢？如果用电焊、氩焊等设备来修补，由于放热量大，容易产生热变形等副作用，无法满足补焊要求。

冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。由于冷焊热影响区域小，不会造成基材退火变形，不产生裂纹、没有硬点、硬化现象。而且熔接强度高，补材与基体同时熔化后的再凝固，结合牢固，可进行磨、铣、锉等加工，致密不脱落。冷焊修复机是修补铝合金气孔、砂眼等细小缺陷的理想方法。[编辑本段]【不同牌号铝合金的典型用途】

合 金 典 型 用 途

1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉

1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途

1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具

1145 包装及绝热铝箔，热交换器 1199 电解电容器箔，光学反光沉积膜 1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材 2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品

2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件

2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件

2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件 2036 汽车车身钣金件

2048 航空航天器结构件与兵器结构零件 2124 航空航天器结构件

2218 飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环 2219 航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力 2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料

2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件 2A01 工作温度小于等于100摄氏度的结构铆钉

2A02 工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片

2A06 工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉 2A10 强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100摄氏度的航空器结构铆钉 2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉

2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件 2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件

2A16 工作温度250~300摄氏度的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱 2A17 工作温度225~250摄氏底的航空器零件 2A50 形状复杂的中等强度零件

2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等 2A70 飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等

2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件 2A90 航空发动机活塞

3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道

3004 全铝易拉罐罐身，要求有比3003合金更高强度的零部件，化工产品生产与贮存装置，薄板加工件，建筑加工件，建筑工具，各种灯具零部件

3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶盖、瓶塞等 3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等

5005 与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致

5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等

5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等 5056 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合

5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等 5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等

5154 焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐

5182 薄板用于加工易拉罐盖，汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件

5252 用于制造有较高强度的装饰件，如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜

5254 过氧化氢及其他化工产品容器

5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝 5454 焊接结构，压力容器，海洋设施管道

5456 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料 5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件 5652 过氧化氢及其他化工产品贮存容器

5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件，但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织

5A02 飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件

5A03 中等强度焊接结构，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金 5A05 焊接结构件，飞机蒙皮骨架

5A06 焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件 5A12 焊接结构件，防弹甲板

6005 挤压型材与管材，用于要求强高大于6063合金的结构件，如梯子、电视天线等 6009 汽车车身板 6010 薄板：汽车车身

6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材

6063 建筑型材，灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料 6066 锻件及焊接结构挤压材料

6070 重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材 6101 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等

6151 用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环，供既要求有良好的可锻性能、高的强度，又要有良好抗蚀性之用

6201 高强度导电棒材与线材

6205 厚板、踏板与耐高冲击的挤压件

6262 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件 6351 车辆的挤压结构件，水、石油等的输送管道

6463 建筑与各种器具型材，以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件 6A02 飞机发动机零件，形状复杂的锻件与模锻件

7005 挤压材料，用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构，如交通运输车辆的桁架、杆件、容器；大型热交换器，以及焊接后不能进行固熔处理的部件；还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒

7039 冷冻容器、低温器械与贮存箱，消防压力器材，军用器材、装甲板、导弹装置 7049 用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件，如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等，而韧性稍高

7050 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是：抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高

7072 空调器铝箔与特薄带材；2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层

7075 用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造 7175 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能，即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高

7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件

7475 机身用的包铝的与未包铝的板材，机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件

7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等 [编辑本段]【变形铝及铝合金状态、代号】 1.范围

本标准规定了变形铝合金的状态代号。

本标准适用于铝及铝加工产品。2.基本原则

2.1基础状态代号用一个英文大写字母表示。

2.2细分状态代号采用基础状态代号后跟一位或多位阿拉伯数字表示。2.3基本状态代号

基本状态分为5种

代号 名称 说明与应用

F 自由加工状态 适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定。

O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。

H 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理。

W 固熔热处理状态 处理状态 一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。

T 热处理状态(不同于F、O、H状态)适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。

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   xu7264 | 2009-01-01 20:31:50 有0人认为这个回答不错 | 有0人认为这个回答没有帮助

铝金属在建筑业中得到了越来越多的应用，为现代建筑向舒适、轻型、耐久、经济、环保等方向发展发挥了重要的作用。它具有以下特点： ◇ 重量轻。铝的密度为2.73g/m3，只有钢的1/3。

◇ 强度大。通过铝合金配置，加工和热处理方法可以达到很高的强度，甚至可以建造大型客机的结构。

◇ 耐腐蚀。铝金属是可靠的耐久室外建筑材料，它具有自我防锈能力，在自然环境中其表面可以形成一层致密的氧化层，防止建筑继续在空气中氧化锈蚀，同时也具有抵抗多种酸性侵蚀的能力。◇ 表面处理多样、美观。可进行阳极氧化、电泳、化学处理、抛光、涂漆处理。

◇ 容易生产加工成型。可挤压型材，拉伸、轧制、冲孔、纺丝、滚压、铸造和锻造。铝板可轧制成各种厚度，甚至是极薄的铝箔。

◇ 良好的导电性能。非磁化和低电火花敏感度，可以防电磁干扰和降低特殊环境下的易燃性 ◇ 连接方便。铝金属可以铆接、焊接（钎焊和氩弧焊等）、胶粘等多种方式连接。

◇ 可回收。铝回收利用价值很高，长期使用成本较经济，在节约自然资源方面起到了积极的作用。

ihappy76于2006-6-29 19:00:00修改了此贴子。

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    xgxttr | 2009-01-01 20:32:19 有0人认为这个回答不错 | 有0人认为这个回答没有帮助 铝型材：2.7g／cm3 铁：7．8g／cm3 添加评论

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   dg0631307216 | 2009-01-01 20:39:40 有0人认为这个回答不错 | 有0人认为这个回答没有帮助 铝合金的典型机械性能(Typical Mechanical Properties)铝合金牌号

及状态 拉伸强度(25°C MPa)屈服强度(25°C MPa)硬度500kg力10mm球 延伸率1.6mm(1/16in)厚度

5052-H112 175 195 60 12 5083-H112 180 211 65 14 6061-T651 310 276 95 12 7050-T7451 510 455 135 10 7075-T651 572 503 150 11 2024-T351 470 325 120 20

铝合金的典型物理性能(Typical Physical Properties)铝合金牌号及状态 热膨胀系数(20-100℃)μm/m•k 熔点范围

(℃)电导率20℃(68℉)(%IACS)电阻率20℃(68℉)Ωmm2/m 密度(20℃)(g/cm3)2024-T351 23.2 500-635 30 0.058 2.82 5052-H112 23.8 607-650 35 0.050 2.72 5083-H112 23.4 570-640 29 0.059 2.72 6061-T651 23.6 580-650 43 0.040 2.73 7050-T7451 23.5 490-630 41 0.0415 2.82 7075-T651 23.6 475-635 33 0.0515 2.82

铝合金的化学成份(Chemical Composition Limit Of Aluminum)合金

牌号 硅Si 铁Fe 铜Cu 锰Mn 镁Mg 铬Cr 锌Zn 钛Ti 其它 铝

每个 合计 最小值

2024 23.2 0.5 3.8-4.9 0.3-0.9 1.2-1.8 0.1 0.25 0.15 0.05 0.15 余量

5052 25 0.4 0.1 0.1 2.2-2.8 0.15-0.35 0.1--0.05 0.15 余量 5083 23.8 0.4 0.1 0.3-1.0 4.0-4.9 0.05-0.25 0.25 0.15 0.05 0.15 余量

6061 23.6 0.7 0.15-0.4 0.15 0.8-1.2 0.04-0.35 0.25 0.15 0.05 0.15 余量

7050 23.5 0.15 20.-2.6 0.1 1.9-2.6 0.04 5.7-6.7 0.06 0.05 0.15 余量

7075 23.6 0.5 1.2-2.0 0.3 2.1-2.9 0.18-0.28 5.1-6.1 0.2 0.05 0.15 余量

美铝典型应用领域

用 途 2024 5052 5083 6061 7050 7075 农业--●--●----航空器 ●----● ● ● 模具--●--●--● 机械设备 ● ●--● ● ● 五金零件------●----建筑--●--●----机动车 ●----●----建筑产品--●--●----化学设备------●----集装箱------------烹饪用具------------圆筒或活塞 ●----●----泵体------●----电子------●----电工--●--●----紧固件 ● ●--● ● ● 屏蔽线------●----风叶------●----家具------●----筒状容器------------硬件装置 ●----● ● ● 医疗设备 ●----●----厨房设备--●--●----灯座------------水上用途--●--●----机械配件 ●----● ● ● 名称招牌------------军火用品 ●----● ● ● 管道------●----车体--●--●----娱乐设施 ●----● ● ● 储存箱--●--●----架构------●----卡车与拖车--●--●----拉链------------现货供应

型号 板材 圆棒 扁条/方条 6061 T6 ● ● ● 6061 T651 ●----6061 T6511--●--7075 T651 ●----7075 T6 ● ●--5052 H112 精度板 ●----5052 H32 冲压板 ●----5083 H112 ●----Alumould ●----Mic-6 ●----2024 ●----K-100 ●----产品参数

中、美常用铝合金牌号对照表

中国 CHINA 美国 THE UNITED STATES L1-L6、L5-1 1070、1060、1050、1030、1100 LY11、LY12、LY1 2017、2024、2117 LD10、LD5 2014、2214 LD7 2618 LD9、LD8 2018、2218 LY16、LY17 2219、2021 LF21 3003 LF2、LF3、LF4 5052、5154、5083 LF5、LF11、LF6、LF5-1 5456、5056 LD2、LD2-1、LD2-2、LD30、LD31 6165、6061、6055、6063 LC6、LC4、LC9 7001、7178、7075 LC5、LC10 7076、7175、7079 LD11 4032

中 国 新 旧 合 金 牌 号 对 照 表（GB/T 3190-1996）

新 牌 号 旧 牌 号 新 牌 号 旧 牌 号 新 牌 号 旧 牌 号 1A99 原LG5 2B12 原LY9 3003 － 1A97 原LG4 2A13 原LY13 3103 － 1A95 － 2A14 原LD10 3004 － 1A93 原LG3 2A16 原LY16 3005 － 1A90 原LG2 2B16 曾用Ly16-1 3105 － 1A85 原LG1 2A17 原LY17 4A01 原LT1 1080 － 2A20 曾用LY20 4A11 原LD11 1080A － 2A21 曾用214 4A13 原LT13 1070 － 2A25 曾用225 4A17 原LT17 1070A 代L1 2A49 曾用149 4004 － 1370 － 2A50 原LD5 4032 － 1060 代L2 2B50 原LD6 4043 － 1050 － 2A70 原LD7 4043A － 1050A 代L3 2B70 曾用LD7－1 4047 － 1A50 原LB2 2A80 原LD8 4047A －

1350 － 2A90 原LD9 5A01 曾用2101、LF15 1145 － 2004 － 5A02 原LF2 1035 代L4 2011 － 5A03 原LF3 1A30 原L4－1 2014 － 5A05 原LF5 1100 代LF5－1 2014A － 5B05 原LF10 1200 代L5 2214 － 5A06 原LF6 1235 － 2017 － 5B06 原LF14 2A01 原LY1 2017A － 5A12 原LF12 2A02 原LY2 2117 － 5A13 原LF13 2A04 原LY4 2218 － 5A30 曾用2103、LF16 2A06 原LY6 2618 － 5A33 原LF33 2A10 原LY10 2219 曾用LY19、147 5A41 原LT41 2A11 原LY11 2024 － 5A43 原LF43 2B11 原LY8 2124 － 5A66 原LT66 2A12 原LY12 3A21 原LF21 5005 － 5019 － 6B02 原LD2－1 7A09 原LC9 5050 － 6A51 曾用651 7A10 原LC10 5251 － 6101 － 7A15 曾用LC15、157 5052 － 6101A － 7A19 曾用919、LC19 5154 － 6005 － 7A31 曾用183-1 5154A － 6005A － 7A33 曾用LB733 5454 － 6351 － 7A52 曾用LC52、5210 5554 － 6060 － 7003 原LC12 5754 － 6061 原LD30 7005 － 5056 原LF5－1 6063 原LD31 7020 － 5356 － 6063A － 7022 － 5456 － 6070 原LD2－2 7050 － 5082 － 6181 － 7075 － 5182 － 6082 － 7475 －

5083 原LF4 7A01 原LB1 8A06 原L6 5183 － 7A03 原LC3 8011 曾用LT98 5086 － 7A04 原LC4 8090 － 6A02 原LD2 7A05 曾用705 － － 注意：

（1）“原”是指化学成分与新牌号等同，且都符合GB3190－82规定的旧牌号。（2）“代”是指与新牌号的化学成分相近似，且都符合GB3190－82规定的旧牌号。（3）“曾用”是指已经鉴定，工业生产时曾经用过的牌号，但没有收入GB3190－82中。合金系 ALLOY SYSTEM 状态 TEMPER L--铝 R--热加工状态

LF--防锈铝合金（AiMn）M--退火状态 LY--硬铝合金（AiMg）Y--加工硬化状态 LC--超硬铝合金（AiMgMgMgCS--淬火、人工时效状态Y2--半硬状态

-RCS（T5）--风冷、人工时效状态

（GB/T16475－1996）基 础 状 态 代 号、名 称 及 说 明 与 应 用 代 号 名 称 说 明 与 应 用

F 自由加工状态 适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定

O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品

H 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理H代号后面必须 跟有两位或三位阿拉伯数字

W 固溶热处理状态 一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段 T 热处理状态

（不同于F、O、H）适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态的产品T代号后面必须跟有一个或多位阿拉伯数字

中 国 新 旧 原 始 状 态 代 号 对 照 表（GB/T16475－1996）旧 代 号 新 代 号 旧 代 号 新 代 号 M O CYS TX51、TX52 R H112或F CZY T0 Y HX8 CSY T9 Y1 HX6 MCS T62 Y2 HX4 MCZ T42 Y4 HX2 CGS1 T73 T HX9 CGS2 T76 CZ T4 CGS3 T74 CS T6 RCS T5

注：原以R状态交货的、提供CZ、CS试样性能的产品，其状态可分别对应新代号T62、T42。

HXY 细 分 状 态 代 号 与 加 工 硬 化 程 度 细 分 状 态 代 号 加 工 硬 化 程 度 HX1 抗拉强度极限为O与HX2状态的中间值 HX2 抗拉强度极限为O与HX4状态的中间值 HX3 抗拉强度极限为HX2与HX4状态的中间值 HX4 抗拉强度极限为O与HX8状态的中间值 HX5 抗拉强度极限为HX4与HX6状态的中间值 HX6 抗拉强度极限为HX4与HX8状态的中间值 HX7 抗拉强度极限为HX6与HX8状态的中间值 HX8 硬状态

HX9 超硬状态、最小抗拉强度极限制超过HX8状态至少10兆帕

注：当按上表确定的HX1～HX9状态的抗拉强度极限值，不是0或5结尾时，应修约至以0或5结尾的相邻较大值。

TX 细 分 状 态 代 号 说 明 与 应 用 状 态 代 号 说 明 与 应 用

T0 固溶热处理后、经自然时效再通过冷加工的状态，适用于经冷加工提高强度的产品 T1 由高温成型过程冷却，然后自然时效至基本稳定的状态，适用于由高温成型过程冷却后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品

T2 由高温成型过程冷却，经冷加工后自然时效至基本稳定的状态，适用于由高温成型过程冷却后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品

T3 固溶热处理后进行冷加工，再经自然时效至基本稳定的状态，适用于在固溶热处理后，进行冷加工、或矫直。矫平以提高强度的产品

T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品

T5 由高温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态，适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），予以人工时效的产品

T6 固溶热处理后进行人工时效的状态适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品

T7 固溶热处理后进行过时效的状态适用于固溶热处理后，为获取某些重要特性，在人工时效时，强度在时效曲线上越过了最高峰点的产品

T8 固溶热处理后经冷加工，然后进行人工时效的状态 适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品

T9 固溶热处理后人工时效，然后进行冷加工的状态，适用于经冷加工提高强度的产品 T10 由高温成型过程冷却后，进行冷加工，然后人工时效的状态，适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品

注：某些6XXX系的合金，无论是炉内固溶热处理，还是从高温成型过程急冷以保留可溶性成份在固溶体中，均能达到相同的固溶热处理效果，这些合金的T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可采用上述两种热处理方法的任一种。

TXX 及 TXXX 细 分 状 态 代 号 说 明 与 应 用 状 态 代 号 说 明 与 应 用

T42 适用于自O或F状态固溶热处理后，自然时效到充分稳定状态的产品，也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后，力学性能达到了T42状态的产品

T62 适用于自O或F状态固溶热处理后，进行人工时效的产品，也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后，力学性能达到了T62状态的产品

T73 适用于固溶热处理后，经过时效以达到规定的力学性能和抗应力腐蚀性能指标的产品 T74 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度大于T73状态，但小于T76状态

T76 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度分别高于T73、T74状态，抗应力腐蚀断裂性能分别低于T73、T74状态，但其抗剥落腐蚀性能仍较好

T72 适用于自O或F状态固溶热处理后，进行人工时效处理，力学性能及抗腐蚀性能达到了T7X状态的产品

T81 适用于固溶热处理后，经1%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品 T87 适用于固溶热处理后，经1%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品

第四篇：耐热铝合金的发展及应用

耐热铝合金的研究发展及应用

1．前言

为了能在150～350℃温度范围内用低密度、低价格的铝合金代替钛合金,在过去的二十年内，快速凝固耐热铝合金受到广泛重视。该领域的研究发展很快，相继开发了以Al-Fe、Al-Cr为基的一系列耐热铝合金，并且得到实际应用。

2．耐热铝合金的发展

传统的高强铝合金主要是亚共晶成分的合金，含有在端际固溶体中固溶度原子分数大于2%的合金元素，通过时效过程中金属间化合物的析出使合金达到强化。但在150℃以上的环境温度下，这些析出相以很快的速度粗化，材料性能急剧下降，限制了使用范围。七十年代后期，为了满足先进战斗机对材料的需求，美国空军把注意力集中于开发在350℃温度以下能取代钛合金的铝合金，并资助了一些研究项目，耐热铝合金的研究开始受到重视。

要提高铝合金的耐热性能，必须在合金中形成大量弥散分布且具有热稳定性的析出相。要达到这个要求，加入的合金元素应该在液态时固溶度高，固态时几乎不固溶并有较低的扩散系数，满足这个要求的是大部分过渡族金属元素和镧系元素(表1)。采用快速凝固技术可以提高这些元素在铝中的极限固溶度，在合金中形成足够数量的弥散粒子，耐热铝合金就是在铝合金中加入一定量这些元素的基础上发展起来的。

表1 合金元素在铝合金中的固溶度和扩散速度 2.1 Al-Fe-Ce合金

美国铝公司(Alcoa)根据合金元素的作用和资源、价格等方面的因素，选择铝和Cr、Mn、Fe、Ni、Co及Ce六种元素组成的六个二元系和十五个三元系进行了系统研究，每种合金中溶质元素加入总量为5%原子分数。研究发现，几乎所有的合金都表现出较好的热稳定性，而且三元系的性能优于二元系。经过数次对合金成分和合金元素含量的优化后发现，Al-Fe-Co和Al-FeCe合金的性能超过了预定要求达到的指标。经过大量的前期研究工作，认为耐热铝合金以含Fe的合金系性能较好，所以最终选择了Al-Fe-X(Co、Ni、Ce)合金系进行进一步深入研究，最后合金成分确定为Al-8Fe-4Ce，并发展成为实用化的耐热铝合金。

2.2 Al-Fe-V-Si合金

由于Fe和V在铝中的溶解度低，扩散系数小，所以美国联合信号公司(Allied Signal)选择Al-Fe-V合金进行研究。在研究过程中，发现其中某个炉次合金的耐热性明显好于其它炉次，进一步的分析发现，该合金中的硅含量比其它合金明显高。对合金的熔炼过程分析，在使用含SiO2的坩埚进行熔炼时，SiO2被还原成Si进入了铝液。Si进入铝合金后，形成了Al13(Fe,V)3Si，而Al-Fe-V三元系的其它合金中却没有这种析出物。对该析出物的研究发现，它和基体之间有特定的位向关系，并且在适当的Fe/V比例时，析出相和基体之间有很好的晶格匹配，两相之间的界面能较低，高温下的粗化速度较Al-Fe-V系的其它析出物缓慢，使合金的耐热性得到提高。在此基础上发展了Al-Fe-V-Si系列的耐热铝合金,成功地应用于航空、航天及汽车零件。

2.3 Al-Cr-Zr合金

早期由Elagin和Federov对低浓度Al-Cr-Zr合金进行的研究虽然不多，但表明了该合金作为耐热铝合金的发展潜力，Alcan和Sheffiled大学在较宽的合金成分范围内对Cr和Zr加入后的热稳定性进行了研究，发现含Cr的合金在直到450℃的温度都具有阻止溶质聚集和析出相粗化的能力，并保持高的固溶强化效果。而加入Zr后，在高温还会产生时效硬化现象。在这些早期工作的基础上，得到含4%～4.5%Cr和1.5%～2.5%Zr的合金具有良好的热稳定性。如果在合金中再加入少量的Mn，其耐热性可以进一步提高。与Al-Fe系耐热铝合金的不同之处在于，Al-Cr系耐热铝合金在固结成形后，还需要进行后续的热处理，以达到最佳力学性能。

总之，近十几年来，对耐热铝合金进行了大量的研究，相继开发了一系列快速凝固耐热铝合金。除上述合金外,主要的还有Pratt&Whitney开发的Al-Fe-Mo-V合金，Pechiney开发的Al-Fe-Mo-Zr合金和Sumitomo开发的Al-Fe-V-Mo-Zr合金。这类合金主要以Al-Fe和Al-Cr为基础，添加表1所列的过渡族金属元素和镧系元素，形成以下几种三元、四元和多元合金：

(1)Al-Fe-X，X代表铝中共晶形成元素Ce、Ni等；

(2)Al-Fe-Y(-Y)，三元或四元，Y代表铝中包晶形成元素Mo、V、Zr、Ti等；(3)Al-Fe-Si-Y，Y同样代表铝中包晶形成元素；(4)Al-Cr-Zr-Mn合金。

3．快速凝固耐热铝合金的组织及性能 3.1 Al-Fe二元快凝耐热铝合金的组织和性能

Al-Fe二元合金在平衡条件下,由α-Al和Al3Fe组成。由于Al3Fe是硬脆相且以粗大针状出现在α-Al基体上，严重割裂了基体的连续性，使合金强度低、韧性差。而快凝技术可改变铁在α-Al中的固溶度及Al3Fe的形态和分布，并使Al3Fe成为合金的弥散强化相，使合金获得意想不到的高耐热性。

Al-Fe合金的组织受冷却速度的影响，冷却速度不同,其组织形态也不同。例如：用气体雾化的Al-8Fe合金粉末，不同尺寸的颗粒，可能出现5种不同的微观组织，即显微α-Al，胞状α-Al，α-Al+Al6Fe，共晶组织以及Al3Fe初生相。而用熔体旋铸法制得的Al-Fe合金，条带由薄变厚，其组织形态由微晶变为细等轴晶、菊花状及放射状枝晶。合金中的Al3Fe形态和分布也受冷却速度的影响。冷却速度增加时，Al3Fe由粗大的棒状转变为细小的棒状，再转变成菊花状，进一步增加冷却速度，Al3Fe变得非常细小，甚至出现“光学无特性”组织。提高冷却速度，合金中的第二相不仅仅是平衡相Al3Fe，同时还有亚稳相Al6Fe及AlmFe(m=4.4)。

Al-Fe二元合金的性能主要取决于弥散相的体积分数和大小。当合金中铁含量由2%增加到10%时，弥散相体积分数由7%增加到18%，弥散相直径由0.13μm仅增加到0.21μm。这种弥散相的热稳定性较好，加热温度低于300℃时，尺寸变化不大。含铁8%的合金，500℃下加热100h后，弥散相也仅由原来的0.21μm长大到0.32μm，且弥散相体积分数不受加热温度的影响。

合金中铁元素含量决定弥散相体积分数，进而影响合金性能。对气体雾化Al-(2～10)Fe粉末热挤压后的性能研究表明：随着合金中铁含量的增加，弥散相体积分数增高，合金的拉伸强度增加。但是，铁含量增加到8%后，铁含量再增加，强度增加缓慢，而延伸率却显著下降。合金的高温强度取决于弥散相的热稳定性，在低于300℃热暴露时，由于弥散相变化很小，因而强度变化也不大；但在300℃以上热暴露时，弥散相(主要是Al3Fe)有粗化的趋势，强度开始下降，但合金的延伸率随温度的升高而增大。

Al-Fe二元合金的其他主要性能特点还有：在均衡密度差的情况下，合金较小变形量的抗力(0.1%蠕变强度)较高，可与钛合金相比美；在100℃和某一给定应力下，该合金的蠕变抗力较传统铝合金也有显著的改善。

3.2 Al-Fe-Ce快凝耐热铝合金的组织及性能

Ce是镧系元素，在铝基体中有小的溶解度和低扩散速度，而且能形成高体积分数的二元和三元金属间化合物,起弥散强化作用。这些金属间化合物一部分是热处理发生转变形成的亚稳相，其他是稳定相。因此，此类合金具有较高的强度和热稳定性。

Al-Fe-Ce合金的平衡相有：二元相Al3Fe4,Al6Fe和Al4Ce，三元相Al13Fe3Ce,Al10Fe2Ce和Al20Fe5Ce。Al6Fe,Al10Fe2Ce和Al20Fe5Ce并非是平衡相。Raghavan等对气体雾化挤压后的Al-8.8Fe-3.7Ce合金的组织进行了研究，结果表明：合金中的金属间化合物有球状亚稳相Al6Fe，棒状亚稳相Al20Fe5Ce(主要弥散相)，等轴型亚稳相Al10Fe2Ce(主要沉淀相)，以及平衡相Al13Fe4Ce和Al13Fe3Ce。当对挤压态合金进行热处理时，亚稳相分解转化。分解开始温度约300℃，在400℃下长时间受热亚稳相基本转变为相应的平衡相，其中Al6Fe转变成Al3Fe4,Al10Fe2Ce和Al20Fe5Ce转变成Al13Fe3Ce。

对气体雾化Al-8.32Fe-3.4Ce合金的性能进行了研究，结果表明：该合金常温拉伸和屈服强度均高达500MPa以上，在低于300℃受热后，室温下测得的强度基本不变，显示了较高的热稳定性。高于300℃时，强度开始下降，但仍保持较高的水平。如300℃热暴露100h后，室温下测得的强度仍在300MPa以上。合金受热强度下降的原因有两方面：一是亚稳相转变成平衡相，弥散强化作用减弱；二是晶粒长大和相粗化。

在研究加入其他合金元素对Al-Fe-Ce合金组织和性能影响时，发现钛的加入有利于提高合金的热稳定性，其原因是钛可以阻塞合金元素的扩散通道，起提高再结晶温度的作用。例如，Al-8.9Fe-4.3Ce旋转叶片法快凝合金加入1%的钛后，室温抗拉强度375MPa，300℃时的抗拉强度仍保持275MPa。此外，Al-Fe-Ce合金中加入Ni、Zr等合金元素后，均有利于提高合金的强度。

3.3 Al-Fe-Si快凝耐热铝合金的组织及性能

快凝Al-Fe-V-Si耐热铝合金最早由AlliedCorp公司开发，该合金是在Al-Fe-V基础上引入了硅元素。合金中加入硅后，使原来针状Al3Fe相变为球形Al13(Fe,V)3Si相，这是该合金中唯一的弥散相。虽然Al13(Fe,V)4Si仍是一种亚稳相，但热稳定性极佳，在温度高于500℃时仍保持亚稳状态。

对采用平面流铸法生产的Al-13.4Fe-0.85V-2.23Si合金条带组织进行了分析，发现Al13(Fe,V)4Si相沿晶成簇分布。由于弥散相沿晶分布，改变了合金再结晶温度并抑制了晶粒的生长，使合金具有较高的热稳定性。其中合金元素钒能降低弥散相颗粒与基体间的界面能，减小颗粒粗化驱动力。合金在510℃受热时，弥散相也没有明显粗化。

Al-Fe-V-Si快凝铝合金具有许多优异的性能。例如：100℃和300℃下的拉伸强度分别高达470MPa和320MPa，屈服强度也在370MPa和300MPa以上。采用快凝/粉末冶金(RS/PM)法生产的该合金，断裂时呈一定的各向异性，这与原颗粒表面包覆的氧化物挤压过程中被拉伸有关；但该合金的冲击值较高，轴向K1c值，可高达21MPa.m1/2，径向值略低些。K1c值随着温度的升高而降低，316℃时仅是25℃时的一半。William，Richard和Chan等把高温韧性差的原因归于断口分层。Al-Fe-V-Si合金较其他成分的快凝耐热铝合金还具有高的疲劳强度和抗疲劳裂纹生长能力。研究表明：疲劳裂纹多在原颗粒界面或微孔上形核，扩展过程中常遇到细弥散相及变形亚结构的抑制，甚至裂纹能重新弥合，这是其疲劳强度高的原因。此外，该合金还具有较一般铸造合金高的抗腐蚀能力。

3.4 其他Al-Fe基耐热铝合金的组织及性能

Al-Fe-V-Mo是具有包晶反应的快凝耐热铝合金，该合金中出现的金属间化合物相有：AlFe(Mo,V),，Al6Fe和Al3Fe。Al-8Fe-2Mo-1V是其典型合金，该合金中弥散相体积分数约占17%左右，金属间化合物尺寸在0.1～1μm之间。此合金的常温强度和高温强度较高，见表1。

Al-Fe基耐热铝合金中加入锆形成Al3M型沉淀相，这类沉淀相与α-Al基体

表1 部分快速凝固耐热铝合金的性能 间的界面能较小，因而，锆元素加入不仅可以减小沉淀相的析出速率，还可以降低粗化速度，增加了合金的热稳定性。Al-Fe-V-Zr合金中的相有胞状S′相，Al3Fe，Al3Zr及Al6Fe相，其中Al3Zr相体积分数较高，且多在热挤压过程中形成。该合金性能特点是，附带的耐蚀性特别好，其原因是化学成分和显微结构细化两者的综合作用结果。Al-Fe-Mo-Zr合金中的钼存在形式比较复杂，尚难准确确定，但衍射证明钼均匀分布于粉末中。此类合金中由于钼固溶改变了晶格常数，且在后续的热处理过程中形成大量的Al3Zr相，使合金强度提高。屈服强度高达650MPa，极限抗拉强度高达730MPa；300℃时的高温强度也比快凝Al-Fe-V-Si合金高。

Al-Fe-Cr-Zr雾化合金存在Al13Cr2，Al3Zr，Al3(Fe、Cr)及Al31Fe4金属间化合物相，合金粉末越细，即冷却速度越高，Al13Cr2越细小，平衡相Al13Fe43越少。其中Al3Cr2，Al3Zr和Al3(Fe、Cr)相具有良好的热稳定性和抗粗化能力，而Al3Zr相与基体存在共格关系，沉淀强化效果较好，导致该合金具有高的常温和高温强度及韧性。采用多级雾化热挤压工艺制备的Al-6.8Fe-3.75Cr-1.52Zr合金常温拉伸强度达465MPa，伸长率5.0%，而400℃时的强度仍保持108MPa，伸长率升到9.3%。

快凝Al-Fe-Ni系耐热合金，由于存在以Al(FeNi)2为基的三元τ相，可有效地增加合金的模量，同时，τ又是剪切时的稳定相，再加上τ相与α-Al基体具有良好的取向关系，使合金强度和热稳定性显著增加。Al-Fe-Ni合金中加入少量Mo、Cr后，合金中出现AlxMo(x表示制造条件不同，化合物的原子组成比不同)等相，合金在480℃时极限抗拉强度仍高达490MPa，冲击值K1c也保持在12MPa.m1/2左右。

Al-Li-Mn-Zr雾化及喷射沉积合金中存在第二相：Al6Mn，Al4Mn，Al3Zr，Al3Li和AlLi，其中锰和锆弥散相抑制了再结晶和晶粒长大，加速含锂相的时效。这类合金常温强度和韧性均较低，但在高温时却保持较高的性能。例如：250℃时仍保持常温85%～90%的模量和强度。

4．快凝耐热铝合金的应用及存在的问题

开发快凝耐热铝合金的最终目的是取代飞机零件中的钛合金。近些年来的研究成果表明，这方面的工作已取得了很大进展，快凝耐热铝合金的某些性能已相当或超过了部分钛合金的。例如：Al-Fe-Zr-V的比强度与Ti-6Al-4V相当，而Al-Fe-Ce在150℃和230℃时屈服强度分别为449MPa和391MPa，已超过Ti-6Al-4V合金的，再加上这些新型合金密度低，价格便宜，一般不含有贵重的战略元素，已经有可能在230～350℃的温度范围内与常规的钛合金竞争，甚至取代钛合金。目前，快凝耐热铝合金已成功地用于制造气体涡轮发动机的压缩翼片和叶片，以及涡轮和散热片等部件，还可以用于制造火箭和宇宙飞船上的某些构件。当快凝耐热铝合金用于制造飞机构件时，造价一般只是钛合金的30%～50%，而飞机重量却可以减轻15%左右。如果进一步提高其耐热性能，应用范围还将扩大。

快凝耐热铝合金目前存在的问题主要有以下几方面。性能方面：

1、快凝耐热铝合金的疲劳强度、蠕变强度还不够高，这与粉末冶金过程中原始颗粒界面和氧化物有关；

2、快凝耐热铝合金的断裂韧性也不甚理想，尤其是存在明显的中温脆性，引起脆性的原因还待进一步研究。成本方面：采用粉末冶金工艺的快凝耐热铝合金，虽然性能比熔铸合金优越，但制造成本偏高却成了该合金面临的挑战。

快凝耐热铝合金今后的研究方向将主要集中在以下几方面：

1、发展低成本的新型快凝工艺。由于喷射沉积快凝工艺相对RS/PM工艺而言，生产工序简化，避免了原始粉末颗粒界面氧化问题，可使合金的韧性得到提高，生产成本降低。因此，应进一步完善喷射沉积快凝工艺，使其应用于实际生产。

2、进一步研究合金的耐热机理，包括过固溶的基体在受热过程中的作用。

3、研究引起合金中温脆性的原因及解决措施，进一步提高合金的韧性。

第五篇：铝合金轮毂低压铸造的模具设计分析论文

摘要：铝合金轮毂因其强度高、质量轻、价格合理、成型度好和回收率高等优点，在汽车工业得到了广泛的应用。随着社会经济的发展，人们对汽车节能降耗的需求越来越高，汽车轻量化成为现代汽车发展的必然趋势。对新型铝合金轮毂制造工艺及特点的探究对汽车工业发展具有重大的现实意义。

关键词：铝合金轮毂； 低压铸造； 模具设计； 铸造工艺；铝合金轮毂的优势

许多人开车开到一段时间以后，就会对汽车进行改装，尤其轮毂的改装最为常见，将原有的轮毂改造成铝合金轮毂后，不仅使汽车更加美观，而且驾驶的感觉更为舒适。这是因为相对于其他金属，铝合金运用在轮毂上的优势非常多。从元素上看铝合金是以铝为基体元素和加入一种或多种合金元素组成的合金。铝最大的优点就是密度较小，大约只有铁的0.33，铁的熔点比铝的熔点要高很多，铝的熔点只有六百六十摄氏度，由于铝的性质偏软所以不能直接做刚性材料，所以需要加入其他金属弥补它的缺陷，所以铝合金就应运而生了。铝合金既保留了铝的优点，不易腐蚀，质量轻等，又让其具有以下一些优势:强度高，其性能不亚于优质钢材料，可塑性好，导电性好，有着非常强的再加工特性、另外铝合金还拥有非常好的导电导热性。这些优势让铝合金逐步成为了汽车，航天等工业不可替代的金属材料。铝合金轮毂的优势主要包括:1)重量轻。铝合金轮毂轻巧，比起同尺寸的钢轮毂，其质量要轻出两千克，这样的质量差异使得铝合金轮毂的惯性和阻力都会有所减小，汽车的驾驶更加方便，减少驾驶员的疲惫之感，还会减少油耗。2)精度和强度更高。铝合金轮毂的精度与强度比钢轮毂要高出许多，这是由于其铸造工艺特点决定，而且抗震性能良好，车轮会因此减少来自路面的冲击，减少驾驶员的疲惫感，即使路况很差，也不会很颠簸。3)散热好。由于铝合金的传热系统优于钢，因此，汽车在行驶的过程中所产生的热量会通过铝合金轮毂以最快的速度传递出去，减少热量对汽车部件和性能的影响与危害[1]。铝合金轮毂的低压铸造技术

低压铸造的历史是比较悠久，其最早出现在上个世纪之初。该工艺是在20世纪80年代后期由中信戴卡公司引进，经过20多年的发展，已经比较成熟。但真正意义上的开发设计工作是在最近几年。低压铸造法是指在压力作用下，金属液体充填型腔形成铸件的工艺方法。因为需要的压力不大，所以叫做低压铸造法。低压铸造法分为以下几个步骤，熔化、低压铸造成型、机加、热处理和涂装。采用低压铸造法的铝合金轮毂具有铸件成型好、液体金属充型平稳、表面光滑、机械性能高、铸件致密和最终成型的轮廓清晰等特点。而且，低压铸造法需要的设备简单，易实现自动化生产[2]。铝合金低压铸造已经是目前经常使用到的铸造方法，这种铸造方法可以让铝合金铸件的性能更强，并且在使用上也更加的方便。低压铸造主要是在密闭的保护炉中进行，在进行铝合金低压铸造时，其铸件本身的压力效果必须达到可以有效的完成铸件的要求。低压铸造的浇注系统简单，可以减少甚至完全去除冒口，金属利用率往往可以达到90%以上。铝合金轮毂的低压铸造的模具设计

3.1 模具的结构要求

在进行低压铸造铝合金轮毂的模具设计时，型腔应该采用瓣合结构，左右滑块型芯。因为抽芯力比较大，所以利用液压缸抽芯结构，同时运用行程控制开关对抽芯和合芯进行自动式控制。大多数利用型芯成型，型芯要分别装设在定和动镶块内部并且要和定动模套板压紧配合[3]。

3.2 模具的冷却系统设计

目前模具的生产量大，散热量也大，因此，模具应该利用水冷却设计，水管的内径取11mm，水道的直径取10mm，定模型芯利用点运水管进行冷却，这种设计的目的是对局部产生冷却的效果，必须要对局部进行冷却之后，它的冷却系统才能够使模具实现热平衡。铝合金轮毂的低压铸造所需工艺

4.1 加压曲线的安排与设计

铝合金轮毂应设计为急速加压曲线，但是从近几年来看，国内的可以进行液面加压的装置有好多种，在这些各种形式的液面加压装置中，最容易被设计者所忽略并且难以解决的问题，正是对各种加压的安排设计往往只是能够在控制台上体现，压缩的空气被引进到保温炉中往往不能按照设计好的曲线加压。

4.2 控制模具的温度和进行喷料

模具的表面温度应该控制在300~350摄氏度，模具在铸造之前要进行喷砂、清理和喷涂料，并且在350摄氏度下加热2到3个小时。为了保证首件成功完成，模具在从烘炉中取出到安装在低压机上铸造第一件轮毂这段时间不得超过30分钟。工艺的优化

可以从以下几个方面入手，首先是设备的更新换代，引进国外最先进的生产设备对轮毂的生产和加工都有一定的帮助，国外进口低压机的价格虽然是国产机的7-8倍，但是性能和质量上也要优越一些。模具的设计应该根据产品结构特点的需求确定。

要请专家和现场工作者进行评审。尤其是模具的设计人员，不仅要懂设计，更应该具备相关铸造设备和铸造工艺的知识，设计人员要多去铸造车间学习铸造人员的实际工作经验。结语

综上所述，铝合金轮毂在我国虽然发展时间较短，但前景和空间十分广泛。作为轮毂生产的技术人员，努力改进轮毂生产的技术，有利于缩短轮毂生产的工时，提高生产效率，降低生产成本，从而获得最高的经济效益，更有利于促进我国汽车生产的专业化水平，进而促进我国工业化进程。在发展低压铸造设备时需要借鉴国内外先进的经验，并且进行创新，这样才能够是我国的铸造技术得到较好的提升。相信在不久的将来，我国铝合金轮毂生产与加工技术将得到更好的发展。

参考文献

[1]冉广，周敬恩，王永芳.铸造A356铝合金的拉伸性能及其断口分析[J].稀有金属材料与工程，2006，35(10):1620-1624.[2]刘闯，姚嘉，卢伟.铝合金在汽车上的应用现状和前景分析[J].佳木斯大学学报(自然科学版)，2006，24(4):559-662.[3]李德成，李玉胜，冯志军，李巨文.国防用大型复杂零部件整体铸造成型技术进展[Z].中国机械工程学会第十届铸造年会，2002.