Explorando a liga de alumínio fundido: características, propriedades e aplicações

Explorando la aleación de aluminio fundido: características, propiedades y aplicaciones.

1. Códigos de clasificación y liga

Los códigos de aleación se componen de las letras pinyin chinas “ZL”, que representan aluminio fundido, seguidas de tres números arábigos.

El primer número después de “ZL” indica la serie de aleaciones, mientras que 1, 2, 3 y 4 representan respectivamente las series de aleaciones de aluminio-silicio, aluminio-cobre, aluminio-magnesio y aluminio-zinc.

El segundo y tercer número después de "ZL" indican el número de secuencia de la liga.

Las aleaciones de alta calidad se indican con una “A” después de su código.

Tipos de aleaciones Sistema Al-Si Sistema Al-Cu Sistema Al-Mg Sistema Al-Zn
Designaciones de liga ZL1XX ZL2XX ZL3XX ZL4XX

2. Métodos de fundición de aleaciones y códigos de tratamiento de modificación.

Código Título Código Título
s Moldeo en arena k Fundición para moldeo en cáscara
J. fundición a presión s fundición a presión
R Fundición a la cera perdida B Tratamiento térmico

3. Características, tipos y estado del tratamiento térmico de la triple aleación.

Código de condición de tratamiento térmico Categorías de condiciones de tratamiento térmico. Características
F Condición de lanzamiento ——
T1 Envejecimiento artificial Para moldes de arena húmeda, moldes de metal y particularmente piezas fundidas a presión, se observan efectos parciales de solución sólida debido a la rápida velocidad de enfriamiento. El tratamiento de envejecimiento puede aumentar la resistencia y la dureza y mejorar la maquinabilidad.
T2 anillado Elimina la tensión generada en el proceso de fundición para aumentar la estabilidad dimensional y mejorar la plasticidad de la aleación.
T4 Solución de tratamiento térmico de envejecimiento natural Al implementar el fortalecimiento de la solución mediante calentamiento, aislamiento y enfriamiento rápido, podemos mejorar las propiedades mecánicas de las aleaciones, mejorando particularmente la ductilidad de la aleación y su resistencia a la corrosión en condiciones de temperatura ambiente.
T5 Solución de tratamiento térmico de envejecimiento artificial parcial Tras el tratamiento en solución se lleva a cabo un proceso de envejecimiento artificial incompleto, que se realiza a temperaturas más bajas o durante periodos más cortos. El objetivo es aumentar aún más la resistencia y dureza de la aleación.
T6 Solución completa de tratamiento térmico de envejecimiento artificial Se puede conseguir una mayor resistencia a la tracción, aunque a costa de una ductilidad reducida. El envejecimiento se realiza a altas temperaturas o durante un largo período de tiempo.
T7 Tratamiento térmico de solución con tratamiento de estabilización. Mejora de la estabilidad estructural y dimensional de las piezas fundidas, así como de la resistencia a la corrosión de la aleación. Utilizado principalmente para componentes que operan a temperaturas elevadas, la temperatura del tratamiento de estabilización puede acercarse a la temperatura de trabajo de la pieza fundida.
T8 Tratamiento térmico de solución con tratamiento suavizante. Después del tratamiento con solución, se obtienen piezas fundidas con alta plasticidad y excelente estabilidad dimensional utilizando temperaturas superiores al tratamiento de estabilización.
T9 Tratamiento en ciclo de frío y calor. Elimine completamente la tensión interna en las piezas fundidas y estabilice las dimensiones. Utilizado para piezas fundidas de alta precisión.

4. Tipos de aleación de aluminio fundido

ZL101

ZL101 es conocido por su composición simple, fácil fusión y fundición, buen rendimiento de fundición, buena estanqueidad al aire y rendimiento de procesamiento de corte y soldadura relativamente bueno, pero sus propiedades mecánicas no son altas.

Es adecuado para fundir diversas piezas con paredes delgadas, áreas grandes, formas complejas y requisitos de baja resistencia, como carcasas de bombas, cajas de engranajes, carcasas (estructuras) de instrumentos y piezas de electrodomésticos. Se produce principalmente mediante fundición en arena y fundición de metales.

Zl101A

Agregar una pequeña cantidad de Ti a ZL101 refina el grano y fortalece la estructura de la aleación, lo que da como resultado propiedades integrales superiores a las de ZL101 y ZL102, así como una buena resistencia a la corrosión.

Se puede utilizar como piezas fundidas de alta calidad para componentes estructurales de soporte de carga en general en ingeniería, así como para diversos componentes estructurales en motocicletas, automóviles, electrodomésticos y productos de instrumentos. Actualmente su uso es superado sólo por el ZL102. La fundición en arena y la fundición de metales se utilizan comúnmente para la producción.

zl102

La principal característica de esta aleación es una buena fluidez, con otras propiedades similares a ZL101, pero con mejor estanqueidad que ZL101.

Se puede utilizar para fundir diversas piezas fundidas a presión de paredes delgadas con formas complejas y piezas fundidas de paredes delgadas o arena de formas complejas, de baja resistencia y de gran superficie. Ya sea fundición a presión o fundición de metal/arena, es la aleación de aluminio más utilizada en productos civiles.

zl104

Debido a su gran cantidad de cristales de trabajo y la adición de Mn, que neutraliza los efectos nocivos del Fe mezclado con el material, esta aleación tiene un buen rendimiento de fundición, excelente estanqueidad al aire, resistencia a la corrosión y un rendimiento de corte y procesamiento de soldadura relativamente bueno.

Sin embargo, su resistencia al calor es pobre.

Es adecuado para la producción de piezas estructurales dinámicas de gran tamaño y formas complejas con grandes cargas, como carcasas de turbocompresores, culatas de cilindros, camisas de cilindros y otras piezas. Se produce principalmente mediante fundición a presión, pero también se utilizan comúnmente fundición en arena y fundición de metal.

Zl105 , ZL105A

Debido a la adición de Cu y la reducción del contenido de Si, el rendimiento de fundición y soldadura de esta aleación es peor que el de ZL104, pero su temperatura ambiente, su resistencia a altas temperaturas y su rendimiento de procesamiento de corte son mejores que los de ZL104, con una plasticidad ligeramente menor y menos corrosión. resistencia. .

Es adecuado para su uso como componentes estructurales dinámicos de formas complejas, de gran tamaño y altamente cargados, como carcasas de turbocompresores, culatas de cilindros, camisas de cilindros y otras piezas.

ZL105A reduce el contenido de elemento de impureza Fe de ZL105 y aumenta la resistencia de la aleación, lo que resulta en mejores propiedades mecánicas que ZL105. Para la producción se suelen utilizar piezas fundidas de alta calidad.

ZL106

La adición de una pequeña cantidad de Ti y Mn, además de aumentar el contenido de Si, mejora la fundición y el rendimiento a altas temperaturas de esta aleación, haciéndola mejor que ZL105 en términos de estanqueidad al aire y resistencia a la corrosión.

Pueden usarse como componentes estructurales para cargas generales y piezas que requieran buena estanqueidad y trabajen a temperaturas más altas. Para la producción se utilizan principalmente la fundición en arena y la fundición de metales.

ZL107

ZL107 tiene un excelente rendimiento de fundición y hermeticidad, buenas propiedades mecánicas, rendimiento promedio en el procesamiento de soldadura y corte y una resistencia a la corrosión ligeramente menor.

Es adecuado para la producción de componentes estructurales que soporten cargas generales dinámicas o estáticas y piezas que requieran estanqueidad al aire. La fundición en arena se utiliza comúnmente para la producción.

ZL108

Debido a su alto contenido de Si y la adición de Mg, Cu y Mn, ZL108 tiene un excelente rendimiento de fundición, un pequeño coeficiente de expansión térmica, buena resistencia al desgaste, alta resistencia y buena resistencia al calor. Sin embargo, tiene una resistencia a la corrosión ligeramente menor.

Es adecuado para la producción de pistones para motores de combustión interna y otras piezas que requieran resistencia al desgaste, así como piezas que requieran dimensiones y volúmenes estables. Se produce principalmente mediante fundición a presión y fundición de metal, pero también se puede utilizar fundición en arena.

ZL109

Se trata de una aleación compleja de Al-Si-Cu-Mg-Ni, con mayor contenido de Si y Ni añadido para proporcionar un excelente rendimiento de fundición y estanqueidad al aire, así como resistencia a altas temperaturas, mejor resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión. . El coeficiente de expansión lineal y la densidad también se reducen significativamente.

Es adecuado para la producción de pistones para motores de combustión interna y piezas que requieran resistencia al desgaste y dimensiones y volúmenes estables. Para la producción se utilizan principalmente la fundición de metales y la fundición en arena.

ZL111

ZL111 es una aleación compleja con Mn y Ti agregados, que proporciona un excelente rendimiento de fundición, buena resistencia a la corrosión, estanqueidad al aire y alta resistencia. Su rendimiento en el procesamiento de soldadura y corte es promedio.

Es adecuado para fundir componentes estructurales dinámicos de formas complejas y altamente cargados (como componentes de motores de aviones, bombas de agua, bombas de aceite, impulsores, etc.) y piezas que requieren buena estanqueidad al aire y funcionan a temperaturas más altas. Para la producción se utilizan principalmente la fundición de metal y la fundición en arena, pero también se puede utilizar la fundición a presión.

ZL114A

ZL114A es una aleación compleja con Mn y Ti agregados, que proporciona un excelente rendimiento de fundición, buena resistencia a la corrosión, estanqueidad al aire y alta resistencia. Su rendimiento en el procesamiento de soldadura y corte es promedio.

Es adecuado para fundir componentes estructurales dinámicos de formas complejas y muy cargados (como componentes de motores de aviones, bombas de agua, bombas de aceite, impulsores, etc.) y piezas que requieren buena estanqueidad al aire y funcionan a temperaturas más altas. Para la producción se utilizan principalmente la fundición de metal y la fundición en arena, pero también se puede utilizar la fundición a presión.

ZL115

ZL115 tiene un buen rendimiento de fundición y altas propiedades mecánicas, y se utiliza principalmente como componentes estructurales de ingeniería de alta resistencia y otras piezas como carcasas de válvulas e impulsores. Para la producción se utilizan principalmente la fundición en arena y la fundición de metales.

ZL116

ZL116 es una aleación compleja de Al-Cu-Mg con eliminación de Zn y Sb de ZL115 y adición de oligoelementos Ti y Be. El grano de la aleación se refina y se reducen los efectos nocivos de las impurezas de Fe, lo que proporciona un buen rendimiento de fundición y estanqueidad al aire, así como altas propiedades mecánicas.

Es adecuado para fundir componentes estructurales dinámicos que soportan grandes cargas, como piezas de aviones y misiles, y diversas piezas con buenas propiedades integrales en productos civiles. Para la producción se utilizan principalmente la fundición en arena y la fundición de metales.

ZL11 7

ZL117 es una aleación compleja de Al-Cu-Mg con estructura hipereutéctica y alto contenido de Si del 19-22%, con adición de oligoelemento Mn y elemento de tierras raras RE. Tiene un excelente rendimiento de fundición, buena temperatura ambiente y resistencia a altas temperaturas, bajo coeficiente de expansión térmica y es un material de alto nivel resistente al desgaste que consta de muchas partículas duras de Si primarias distribuidas en una matriz blanda.

Es adecuado para fundir pistones para motores de combustión interna, pastillas de freno y otras piezas resistentes al desgaste con dimensiones y volúmenes estables, así como componentes estructurales de alta resistencia. La fundición de metal se utiliza principalmente para la producción, pero también se puede utilizar la fundición en arena.

Además, la Aviation Industry Corporation de China también ha desarrollado tres aleaciones de aluminio y silicio (ZL112Y, ZL113Y y ZL117Y). ZL112Y y ZL113Y son aleaciones de fundición a presión de Al-Si-Cu, ambas con buen rendimiento de fundición, estanqueidad al aire y altas propiedades mecánicas, adecuadas para piezas de fundición que requieren alta resistencia y temperaturas de trabajo y buena estanqueidad al aire, así como otros tipos de desgaste. Piezas resistentes, como pistones, con dimensiones y volumen estables y buen rendimiento de transferencia de calor.

La fundición a presión se utiliza principalmente para la producción, pero también se puede utilizar la fundición en arena y la fundición de metales. A diferencia del ZL108, el contenido de Si se reduce y el contenido de Cu, que mejora el fortalecimiento de la solución sólida y el endurecimiento por precipitación, aumenta, lo que resulta en un mejor rendimiento a temperatura ambiente y a altas temperaturas que el ZL108.

ZL201

ZL201 tiene buenas propiedades mecánicas a temperatura ambiente y alta temperatura, plasticidad moderada, rendimiento promedio en el procesamiento de soldadura y corte, baja fluidez con tendencia al agrietamiento en caliente y baja resistencia a la corrosión.

Es adecuado para fundir componentes estructurales que trabajan a temperaturas relativamente altas (200-300°C) o piezas que soportan grandes cargas dinámicas o estáticas a temperatura ambiente, así como piezas que trabajan a bajas temperaturas (-70°C). La fundición en arena se utiliza principalmente para la producción.

ZL201A

ZL201A reduce en gran medida el contenido de impurezas de Fe y Si en comparación con ZL201, lo que resulta en una temperatura ambiente más alta y propiedades mecánicas de alta temperatura. Tiene buen rendimiento de corte y soldadura, pero pobre rendimiento de fundición.

Puede usarse para piezas que operan a 300°C o que soportan grandes cargas dinámicas o estáticas a temperatura ambiente. La fundición en arena se utiliza principalmente para la producción.

ZL202

ZL202 tiene un rendimiento de fundición relativamente bueno y resistencia a altas temperaturas, dureza y resistencia al desgaste, pero poca resistencia a la corrosión.

Es adecuado para fundir piezas que trabajan a una temperatura de 250°C y soportan pequeñas cargas, como culatas de cilindros. Para la producción se utilizan principalmente la fundición en arena y la fundición de metales.

ZL203

ZL203 tiene un menor contenido de Si, lo que resulta en una fluidez ligeramente menor, una mayor tendencia al agrietamiento en caliente y una menor resistencia a la corrosión. Sin embargo, tiene buena resistencia a altas temperaturas y rendimiento en el procesamiento de soldadura y corte.

Es adecuado para piezas de fundición que funcionan a temperaturas inferiores a 250 ℃ y soportan cargas pequeñas o piezas que soportan cargas grandes a temperatura ambiente, como piezas de instrumentos y cuerpos de cárter. La fundición en arena y la fundición a baja presión se utilizan principalmente para la producción.

ZL204A

ZL204A es una aleación de Al-Cu fundida de alta pureza y alta resistencia, con buena plasticidad y rendimiento de procesamiento de soldadura y corte, pero bajo rendimiento de fundición.

Es adecuado para fundir componentes estructurales que soportan grandes cargas, como bases de soporte y brazos de soporte. La fundición en arena y la fundición a baja presión se utilizan principalmente para la producción.

ZL205A

ZL205A es actualmente la aleación de aluminio más resistente que se utiliza en el mundo. Tiene buena plasticidad y resistencia a la corrosión, excelente rendimiento de corte y soldadura, pero bajo rendimiento de fundición.

Es adecuado para fundir componentes estructurales que soportan grandes cargas y algunas piezas con bajos requisitos de estanqueidad. Se puede utilizar fundición en arena, fundición a baja presión y fundición de metal.

ZL207

ZL207 tiene una resistencia muy alta a altas temperaturas con un rendimiento promedio de fundición, rendimiento de procesamiento de soldadura y corte y resistencia a baja temperatura ambiente.

Es adecuado para fundir diversos componentes estructurales que funcionan por debajo de 400 ℃, como carcasas de válvulas en motores de aviones y algunos componentes resistentes al calor en la industria petrolera. La fundición en arena y la fundición a baja presión se utilizan principalmente para la producción.

ZL209

ZL209 tiene mayor resistencia a la tracción, límite elástico y resistencia a altas temperaturas que ZL201A con un buen rendimiento de procesamiento de soldadura y corte, pero un rendimiento deficiente de fundición y estiramiento.

Es adecuado para fundir diversos componentes resistentes al desgaste que funcionan a temperaturas más altas, como piezas de motores de combustión interna. La fundición en arena se utiliza principalmente para la producción.

ZL301

ZL301 es la aleación de aluminio más resistente a la corrosión disponible actualmente, con buen rendimiento de procesamiento de corte, rendimiento de soldadura relativamente bueno, alta resistencia, buen rendimiento de anodizado, pero proceso de fundición complejo, operación complicada y defectos fáciles de producir, como holgura y calor. agrietamiento.

Es adecuado para fundir diversas piezas con grandes cargas en medios corrosivos como agua de mar trabajando a una temperatura de 150 ℃, como diversos componentes en embarcaciones marinas, carcasas de bombas, impulsores y estructuras en la industria petrolera. La fundición en arena se utiliza principalmente para la producción.

ZL303

ZL303 tiene mejor resistencia a altas temperaturas que ZL301, buena resistencia a la corrosión (un poco peor que ZL301), excelente rendimiento de procesamiento de corte, buen rendimiento de soldadura, mejor rendimiento de fundición que ZL301, no se puede tratar térmicamente, lo que resulta en propiedades mecánicas mucho más bajas que ZL301.

Es adecuado para fundición de piezas como motores de aviones, misiles, motores de combustión interna, bombas químicas, bombas de aceite, carcasas de bombas de gas petroquímico, rotores, palas que soportan cargas medias en medios corrosivos como agua de mar, industria química y gas. Se utilizan principalmente fundición a presión y fundición en arena.

ZL305

ZL305 tiene un mejor rendimiento de fundición y un tejido más estable después del envejecimiento natural que ZL301 y ZL303 debido a la adición de Zn y la reducción del contenido de Mg. La tendencia a formar holguras y grietas en caliente es pequeña debido a la adición de oligoelementos Ti y Be, lo que da como resultado buenas propiedades integrales y una fuerte resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión.

Sin embargo, sus propiedades mecánicas a altas temperaturas son pobres. Es adecuado para fundir piezas que soportan grandes cargas y trabajan en medios corrosivos como agua de mar, productos químicos y gases por debajo de 100 ℃, como aviones, motores de combustión interna, bombas químicas, bombas de aceite, carcasas de bombas de gas petroquímico, rotores y palas. La fundición en arena se utiliza principalmente para la producción.

ZL401

ZL401 tiene un excelente rendimiento de fundición, una pequeña tendencia a la contracción y al agrietamiento en caliente, altas propiedades mecánicas, buen rendimiento de procesamiento de soldadura y corte, pero alta gravedad específica, baja plasticidad y baja resistencia a la corrosión.

Se utiliza principalmente para fundición a presión y moldes de fundición, plantillas y componentes estructurales en aviones, motores de combustión interna, vehículos y otros productos que trabajan a temperaturas no superiores a 200 ℃ y soportan cargas medias. Se puede utilizar fundición a presión, fundición en arena y fundición de metal.

5. Composición química de las aleaciones de aluminio para fundición a presión.

Serie de liga País Grado de aleación MO/% Especificaciones estándar
Culo mg Fe Alabama
Serie AI-Si Porcelana YL102 10.0-13.0 <0,6 <0,05 <1.2 Prestación ES/T15115-94
Japón ADC1 11.0-13.0 <1.0 <0,30 <1.2 JISH5302-82
America 413 11.0-13.0 <1.0 <0,35 <2.0 ASTMB85-82
Rusia AJ12 10.0-13.0 <0,6 <0,10 <1,5 TOCT2685-82
Alemania AlSil2 11.0-13.5 <0,10 <0,05 <1.0 DIN1725
Serie AI-Si-Mg Porcelana YL104 8,0-10,5 <0,30 0,17-0,30 <1.0 Prestación ES/T15115-94
Japón ADC3 9.0-10.0 <0,60 0,40-0,60 <1.3 JISH5302-82
America 360 9.0-10.0 <0,60 0,40-0,60 <2.0 ASTMB85-82
Rusia AJl4 8,0-10,5 <0,10 0,17-0,30 <1.0 TOCT2685-82
Alemania AlSil0Mg 9.0-11.0 <0,10 0,20-0,50 <1.0 DIN1725
Serie AI-Si-Cuseries Porcelana YL112 7,5-9,5 3.0-4.0 <0,30 <1.2 Prestación ES/T15115-94
YL113 9,6-12,0 1,5-3,5 <0,30 <1.2
Japón ADC10 7,5-9,5 2.0-4.0 <0,30 <1.3 JISH5302-82
ADC12 9,6-12,0 1,5-3,5 <0,30 <1.3
America 380 7,5-9,5 3.0-4.0 <0,10 <1.3 ASTMB85-82
383 9,5-11,5 2.0-3.0 <0,10 <1.3
Rusia AJl6 4,5-6,0 2.0-3.0 <0,10 <1,5 TOCT2685-82
Alemania AlSi8Cu3 7,5-9,5 2,0-3,5 <0,30 <1.3 DIN1725
Serie AI-MG Porcelana YL302 0,80-1,30 <0,10 4,5-5,5 <1.2 Prestación ES/T15115-94
Japón ADC5 <0,30 <0,20 4,0-8,5 <1.8 JISH5302-82
America 518 <0,35 <0,25 7,5-8,5 <1.8 ASTMB85-82
Rusia AlMg9 <0,50 <0,05 7,0-10,0 <1.0 DIN1725

6. Tabla de propiedades mecánicas de las aleaciones fundidas de la serie aluminio-silicio.

(GB/T 1173-2013)

Grado de aleación código de liga método de fundición condición de liga Resistencia a la tracción Rm/MPa Tasa de alargamiento A/% Dureza Brinell HBW.
ZAlSi7Mg ZLl01 S、R、J、K F 155 dos 50
S、R、J、K T2 135 dos 45
J.B. T4 185 4 50
S、R、K T4 175 4 50
J,JB T5 205 dos 60
S、R、K T5 195 dos 60
SB, RB, KB T5 195 dos 60
SB, RB, KB T6 225 1 70
SB, RB, KB T7 195 dos 60
SB, RB, KB T8 155 3 55
ZAlSi7MgA ZL101A S、R、K T4 195 5 60
J,JB T4 225 5 60
S、R、K T5 235 4 70
SB, RB, KB T5 235 4 70
JB,J T5 265 4
SB, RB, KB T6 275 dos 80
JB,J T6 295 3 80
ZAlSi12 ZL102 SB,JB,RB,KB F 145 4 50
J. F 155 dos 50
SB,JB,RB,KB T2 135 4 50
J. T2 145 3 50
ZAlSi9Mg ZL104 S、R、J、K F 150 dos 50
J. T1 200 sesenta y cinco
SB, RB, KB T1 230 dos 70
J,JB T6 240 dos 70
ZAlSi5Cu1Mg ZL105 S、J、R、K T1 155 sesenta y cinco
S、R、K T5 215 1 70
J. T5 235 70
S、R、K T6 225 70
S、J、R、K T7 175 1 sesenta y cinco
ZAlSi5Cu1MgA ZL105A SB、R、K T5 275 1 80
J,JB T5 295 dos 80

7. Tabla de propiedades mecánicas de otras series de aleaciones de aluminio fundido.

(GB/T 1173-2013)

Tipo de aleación Grado de aleación código de liga método de fundición Estado de la liga Resistencia a la tracción Rm/MPa Tasa de alargamiento A/% Dureza Brinell HBW.
Aleación de Al-Cu ZAlCu5Mg ZL201 S、J、R、K T4 295 8 70
S、J、R、K T5 335 4 90
s T7 315 dos 80
ZAlCu5MgA ZL201A S、J、R、K T5 390 8 100
ZAlCul0 ZL202 S, J F 104 50
S, J T6 163 100
ZAlCu4 ZL203 S、R、K T4 195 6 60
J. T4 205 6 60
S、R、K T5 215 3 70
J. T5 225 3 70
ZAlCu5MnCdA ZL204A s T5 440 4 100
ZAlCu5MnCdVA ZL205A s T5 440 7 100
s T6 470 3 120
s T7 460 dos 110
ZAlR5Cu3Si2 ZL207 s T1 165 75
J. T1 175 75
Aleación de Al-Mg ZAlMgl0 ZL301 S、J、R T4 280 9 60
ZAlMg5Si ZL303 S、J、R、K F 143 1 55
ZAlMg8Znl ZL305 s T4 290 8 90
Liga Al-Zn ZAlZn11Si7 ZL401 S、R、K T1 195 dos 80
J. T1 245 90
ZAlZn6Mg ZL402 J. T1 235 4 70
s T1 220 4 sesenta y cinco

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