铸造铝合金有哪些（常见铸造铝合金的主要特性及用途）

一、铝硅系合金1、 ZL101 铝镁硅三元合金。其铸造性能良好，流动性高，无热裂倾向，线收缩小，气密性高，但稍有产生集中缩孔和气孔的倾向;耐蚀性相当高，与ZL102相近。可经热处理强化，淬火后有自然时效能力，因而具有较高的强度和塑性;易于焊接，可切削加工性中等，耐热性不高。铸件可经变质或不变质处理。适用于铸造形状复杂、承受中等载荷的零件，也可用于要求高的气密性、耐蚀性和良好的焊接性能零件，但工作温度应≤200℃，如水泵和传动装置壳体、水冷发动机汽缸体、抽水机壳体仪表外壳、汽化器等。2、ZL101A 成分、性能与ZL101基本相同，但杂质含量低，并加入了少量的钛，以细化晶粒，故其力学性能比ZL101有较大程度的提高，用途同ZL101。主要用于铸造高强度零件。3、 ZL102 典型的铝硅二元合金，是应用最早的一种 普通硅铝合金。其铸造性能和ZL101一样好，但在铸件的断面厚大处容易产生集中缩孔，吸气倾向也较大。耐蚀性高，能经受住湿的大气、海水、二氧化碳、浓硝酸、氨、硫、过氧化氢的腐蚀作用。不能热处理强化，力学性能不高，但随铸件壁厚增加，强度的降低程度小。焊接性能良好，但可切削性差，耐热性不高。铸件须经变质处理。常在铸态或退火状态下使用，适用于铸造形状复杂、承受较低载荷的薄壁零件，以及要求高的耐蚀性和气密性、工作温度≤200℃的零件，如仪表壳体机器罩、盖子、船舶零件等。4、ZL104 铝硅镁锰四元合金。其铸造性能良好，流动性高，无热裂倾向，气密性良好，线收缩小。但吸气性倾向大，易于形成针孔。可经热处理强化，室温力学性能良好，但高温性能较差。耐蚀性能好(但比ZL102低)。可切削加工性和焊接性能一般。铸件须经变质处理。适用于铸造形状复杂、薄壁、耐腐蚀性以及承受较高静载荷和冲击载荷的大型零件，如水冷式发动机的曲轴箱、滑块、汽缸盖、汽缸体以及其他重要零件，但不宜用于工作温度≥200℃的场所。5、ZL105 铝硅铜镁四元合金。其铸造性能良好，流动性高，收缩率较低、吸气倾向小、气密性良好。热裂倾向小，熔炼工艺简单，不需采用变质处理和在压力下结晶等工艺措施。可热处理强化，室温强度较高，但塑性和韧性较低:高温力学性能良好、焊接性能和可切削加工性能良好，耐蚀性尚可。适用于铸造形状复杂、承受较高静载荷的零件，以及要求焊接性能良好，气密性高或工作温度≤225℃个以下的零件，如水冷发动机的汽缸体、汽缸头、汽缸盖，空冷发动机头和发动机曲轴等。这种合金在航空工业中应用相当广泛。6、ZL105A 与ZL105基本相同，但其杂质铁的含量较低，并且加人少量的钛，以细化品粒，故其强度高于ZL105。主要用于铸造高强零件。7、 ZL106 铝硅铜镁锰多元合金。其铸造性能良好，流动性大，气密性高，无热裂倾向，线收缩小，可经热处理强化，室温下具有较高的力学性能，高温力学性能也较好。焊接性能和可切削加工性良好。耐蚀性能接近ZL101。适用于铸造形状复杂、承受高静载荷的零件，也用于铸造要求高气密性或工作温度≤225℃的零件，如泵体、水冷发动机汽缸头等。8、 ZL107 铝硅铜三元合金。铸造流动性和抗热裂倾向均较ZL101、ZL102、ZL104 差，但比铝铜合金、铝镁合金要好得多。吸气倾向比ZL101、ZL102 小。可热处理强化，在20°C一250℃的温度范围内，力学性能较ZL104高;可切削加工性良好，耐蚀性不高。铸件(砂型)需进行变质处理。适用于铸造形状复杂、壁厚不均、承受较高载荷的零件，如机架、柴油发动机的附件、汽化器的零件、电气设备外壳等。9、 ZL108 铝硅铜镁锰多元合金，是我国目前常用的一种活塞铝合金。其密度小，热膨胀系数低，导热率高，耐热性能好，但可切削加工性差。铸造性能良好，流动性高，无热裂倾向，气密性高，线收缩小，但易于形成集中缩孔，且有较大的吸气倾向。可经热处理强化，室温和高温力学性能都较高。在熔炼中需要进行变质处理，一般在金属硬模中铸造可以得到尺寸精确的零件，节省了加工时间。主要用于铸造汽车、拖拉机的发动机活塞和其他在250℃以下高温中工作的零件;当要求热胀系数小、强度高、耐磨性高时，也可以采用这种合金。10、 ZL109 加有少量镍的铝硅铜镁多元合金，和ZL108一样，也是一种常用的活塞铝合金。故性能也和ZL108相似，加镍的目的在于提高其高温性能，但实际效果并不显著。用途同ZL108。11、 ZL110 铝硅铜镁四元合金。铸造性能尚好，流动性和气密性良好(但比ZL108、ZL109 差)，易产生分散性气孔和热裂倾向，吸气倾向小:可经热处理强化，塑性低，硬度高，高温性能良好。与ZL108、ZL109 比较，其热膨胀系数高，密度大，耐磨性低，但焊接性能和可切削性尚好。铸件不需经变质处理。主要用于铸造内燃发动机活塞和其他在高温下工作的零件。12、 ZL111 铝硅铜镁锰多元合金。其铸造性能良好，流动性好，充型能力优良，一般无热裂倾向，线收缩小，气密性高，可经受住高压气体或液体的作用。在熔炼中需经变质处理，可经热处理强化，在铸态或热处理后的力学性能是铝硅系合金中最好的一种，可与高强度铸造铝合金ZL201相媲美，且高温性能也较好;焊接性能和可切削加工性良好，耐蚀性较差。主要用于铸造形状复杂、承受高载荷、高气密性的大型零件，以及在高压气体和液体中长期工作的大型零件，如转子发动机的缸体、缸盖、水泵叶轮和军事工业中的大型壳体等重要零件。13、 ZL114A 成分和性能与ZL101A相近似的铝硅镁系合金，由于其含镁量较ZL101A高，而且加人了少量的铍以消除杂质铁的作用，故在保持ZL.101A的优良铸造性能和耐蚀性的同时，并显著地提高了合金的强度，是铝硅系合金中高强度品种之一。主要用于铸造形状复杂的高 强度零件，但由于钛的价格较贵，同时其热处理温度要求控制较严、热处理时间较长等原因，使其应用受到一定 限制。14、ZL115 加有少量锑的铝硅镁锌多元合金。加人锑的目的是用其作为共晶硅的长效变质剂，以提高合金在热处理后的力学性能。锌是起到强化辅助作用，在具有铝硅镁系合金的优良铸造性能和耐蚀性的同时，兼有高的强度和塑性，也是铝硅系合金中高强度品种之一，在熔炼中 不需经变质处理。主要用于铸造形状复杂的高强度零件和耐腐蚀的零件。15、ZL116 铝硅镁铍多元合金。含有少量的铍和允许杂质中有较多的铁含量，铍的作用是与铁形成化合物，使粗大针状的含铁相变成团状，同时铍还有促进时效强化的作用，显著地提高了合金的力学性能，使其成为铝硅系合金中高强度品种之一。加人铍还可以提高其耐蚀性能。此外，由于含硅量较高，有利于获得致密的铸件。适用于铸造承受高液压的油泵壳体等发动机附件以及其他外形复杂、要求高强度、高耐蚀性的零件。由于铍的价格较贵，也使其的应用受到一定限制。二、铝铜系合金1、 ZL201 加有少量锰、钛的铝铜合金。铸造性能不好，流动性差，形成热裂和缩孔的倾向大，线收缩大，气密性低，但吸气性倾向小。可热处理强化，热处理后的合金，具有高的强度和良好的塑性，而且耐热性高，是铸造铝合金中强度和耐热性最好的一种。焊接性能和可切削加工性良好，耐蚀性差。适用于铸造工作温度为175℃ ~300℃或室温下承受高载荷、形状不太复杂的零件。也可用于低温(- 70℃)下承受高载荷的零件。是用途较广的一种铸造铝合金。2、 ZL201A 成分和性能与ZL201基本相同，但其杂质含量控制较严，属于优质合金，故其力学性能高于ZL201。用途同ZL201，主要用于铸造要求高强度的零件。3、 ZL203 典型的铝铜合金。铸造性能差，流动性低，形成裂纹和缩松倾向大，线收缩大，气密性一般，但吸气倾向小。经淬火处理后有较高的强度和好的塑性，铸件经淬火后有自然时效倾向。不需进行变质处理，焊接性能和可切削加工性良好，耐蚀性差(特别是在人工时效状态下的铸件)，耐热性不高。适用铸造形状简单、承受中等静载荷或冲击载荷、工作温度≤200℃并要求可切削加工性良好的零件，如曲轴箱、支架、飞轮盖等。4、ZL204A 加入少量镉、钛的铝合金。加人少量镉，以加速合金的人工时效:加入少量钛，以细化晶粒，并降低合金中有害杂质的含量;选择合适的热处理工艺，可获得抗拉强度达440MPa的高强度耐热铸造铝合金。这种合金属固溶体型合金，结晶间隔较宽，铸造工艺较差，一般用 于砂型铸造，不适宜金属型铸造。用于铸造高强度和耐热性的铸件，并可以其优质铸件代替一般的铝合金锻件、广泛用于航空和航天工业中。5、 ZL205A 在ZL201的基础上又加人镉、钒、锆、硼等微量元素的一种铝铜合金。钒、硼、锆等元素能进一步提高合金的热强性，镉能改善合金的人工时效效果，显著提高合金的力学性能。其耐热性高于ZL204A其余性能及用途同ZL204A。三、铝稀土金属系合金ZL207A 合金中除含有较高的稀土金属Re外，还含有铜、硅、锰、镍、镁、锆等元素。其耐热性好，可在高温(工作温度达400℃)下长期使用。铸造性能良好，结晶温度范围只有30℃左右，充型能力良好，形成针孔的倾向小，气密性高，不易产生热裂和疏松。缺点是室温力学性能较低，成分复杂。可用于铸造形状复杂、受力不大，并在高温下长期工作的零件。四、铝镁系合金1、ZL301 典型的铝镁合金。在海水、大气等介质中有很高的耐蚀性，是铸造铝合金中最好的一种。铸造性能差，流动性、产生气孔、形成热裂的倾向一般，易产生显微疏松，气密性低，收缩率和吸气倾向大。可热处理强化，铸件在淬火状态下使用，具有高的强度和良好的塑性、韧性，但具有自然时效的倾向，在长期使用过程中，塑性明显下降。耐热性不高。切削加工性良好，可以达到很小的表面粗糙度，表面经抛光后能长期保持原来的光泽。焊接性能较差。熔炼中易氧化，且熔铸工艺较复杂，废品率较高。适用于铸造高静载荷和冲击载荷、暴露在大气或海水等腐蚀性介质中、工作温度≤200℃工作形状简单的大、中、小型零件，如雷达底座、水上飞机和船舶配件(如发动机机匣、起落架零件、船用舷窗等)，以及其他装饰用零部件。2、ZL303 加入1%硅、少量锰的铝镁硅多元合金。耐蚀性高，并类似、接近ZL301。铸造性能尚可，流动性一般，有氧化、吸气、形成缩孔的倾向(但比ZL301稍好)，收缩率大，气密性一般，形成热裂的倾向比ZL301低;在铸态下具有一定的力学性能，但不能经热处理明显强化。可切削性和抛光性与ZL301一样好，而焊接性能则比ZL301有明显的改善，生产工艺简单，但在熔炼中容易氧化和吸气。适用于铸造与腐蚀介质接触和在较高温度(≤220℃) 下工作、承受中等载荷的船舶、航空器及内燃机车的零件，如海轮配件、各种壳体、气冷发动机汽缸头，以及其他装饰性零部件等。3、ZL305 加人少量铍、钛的铝镁锌多元合金，是ZL301的改进型合金。加人锌和少量钛，可以提高合金的自然时效稳定性和抗应力腐蚀能力。加入少量铍，可防止合金在熔炼和铸造过程中的氧化现象。其他的性能均与ZL301相近。用途与ZL301基本相同，但工作温度不宜超过100℃，因为这种合金人工时效温度超过150℃时，大量强化相便析出，虽然抗拉强度可能有所提高，但塑性显著下降，应力腐蚀现象也同时加剧。五、铝锌系合金1、 ZL401 铝锌硅镁四元合金(俗称锌硅铝明)。铸造性能好，流动性好，产生缩孔和热裂倾向小，线收缩小，但有较大的吸气倾向。在熔炼中需进行变质处理。在铸态下具有自然时效能力，因而既可获得高的强度，又不必进行热处理。耐热性低，耐蚀性一般， 密度大，因而也限制了它的应用。焊接性能和切削加工性能良好。价格便宜。适用于铸造大型、复杂、承受高的静载荷而又不便进行热处理的零件，但工作温度不得超过200℃如汽车零件、医疗器械、仪器零件、日用品等。2、ZL402 加人少量铬和钛的铝锌镁多元合金，铸造性能尚好，流动性和气密性好，缩松和热裂倾向也不大。在铸态经时效的即可获得较高的力学性能，在－70℃的低温下仍能保持良好的力学性能(在这方面超过铝铜合金，而接近铝硅合金)。切削加工性良好，焊接性能一般。铸件经人工时效后尺寸稳定。密度较大，因而也限制了它的应用。适用于铸造承受高的静载荷和冲击载荷，而又不便进行热处理的零件，亦可用于铸造要求与腐蚀介质接触和尺寸稳定性高的零件，如高旋转的整铸叶轮、飞行起落架、 空气压缩机活塞、精密仪表零件等。