可焊接铸造铝合金

可焊接铸造铝合金 (weldable cast aluminium alloy)

以焊接性能为主要指标的铸造铝合金，-般同时具有良好的气密性和强度，用于焊接结构。铸造铝合金的焊接性能主要取决于化学成分。铝-硅系合金有优良的焊接性能，在焊接凝固时，由于铝-硅合金的收缩率小，几乎不产生裂纹。镁、铜含量多的合金焊接性能不佳，含量越高则焊接越困难。合金中加入锰有利于焊接。具有良好焊接性能的铸造铝合金有：ZI。101(Al-6.5%～7.5%Si-0.25%～0.45%Mg)，ZLl02(Al-10%～13%Si)，ZLl03(Al-4.5%～6.0%Si-1.5%～3.0%Cu-0.3%～0.7%Mg-0.2%～0.6%Mn)，ZLl06(A17.0%～8.5%Si1.0%之1.5%CU0.3%～0.5%Mg0.3%～0.5%Mn)，ZL111(Al-8.0%～11.0%Si-1.3%～1.8%Cu-0.4%～0.6%Mg-0.1%～0.35%Mn-0.1%～0.5%Ti)等合金。

含有镁的铝-硅系ZL101合金，在相组成中除锅和硅的共晶体外，有少量的Mg。Si强化相，可热处理强化。当硅含量取上限时，经淬火人工时效，抗拉强度可达300MPa，伸长率大于5%，有良好的焊接性能和耐蚀性，可用于制造中等强度负荷的零件。

含铜量高的ZLl03合金，在组织中有CuAl2和Mg2Si相，可热处理强化，具有高的强度和耐热性，焊接性能合格，可用于制造耐热中强负荷的焊接零件。 2100433B

现代铸造铝合金按主要加入的元素可分为4个系列，即：铝硅系、铝铜系、铝镁系及铝锌系。对这4个系列，各国都有相应的合金和合金牌号的标记。中国采用ZL 3位数字标记法，第一位数字表示合金系，其中：1表示铝硅合金系，2表示铝铜合金系，3表示铝镁合金系，4表示铝锌合金系，第二、三位数字表示合金序号。中国的几种典型铸造铝合金如表所示，根据合金的使用特性可分为：耐热铸造铝合金、气密铸造铝合金、耐蚀铸造铝合金和可焊铸造铝合金

铸造铝合金铝-硅系合金

通常硅含量为4%～13%，又称“硅铝明”合金。铸造性能最佳，裂纹倾向性极小，收缩率低，有很好的耐蚀性和气密性以及足够的力学性能和焊接性能。此系合金在工业上的应用虽较铝-铜系合金晚些，但于1920年发现可进行变质处理后，使该系合金的组织和性能得到改善，拓宽了使用范围，在用量上几乎占铸造铝合金的50%。铝硅系合金可分为共晶型、亚共晶型、过共晶型和添加铜、镁、锰等复杂的共晶合金。ZL102合金为典型的二元共晶合金，共晶温度为577℃，共晶成分为12.6%Si，共晶温度下α固溶体中溶解1.6%Si，室温下溶解约0.05%Si；β相为铝溶于硅中的固溶体，其溶解度极小，因而共晶组织为α Si两相组成。多元合金的组织中，除α和硅外，还有θ（CuAl₂）、W （AlxMg₅Si₄）等相（见铝合金的相）。含铜的铝硅合金可热处理强化，但耐蚀性差。合金中硅相的形状对强度和塑性有显著的影响，通过变质处理（在熔体中加入钠或锑），使硅相球化，合金的组织和性能得以改善。过共晶合金中的粗大初晶硅有害于力学性能和切削性能，常加入磷，形成AlP化合物，使初晶硅细化，减少其有害影响。

铸造铝合金铝铜系合金

是最早出现的工业铸造铝合金。该系合金有高的强度和热稳定性，但铸造性和耐蚀性差。铜含量一般低于铜在铝中的溶解度极限（5.85%），平衡组织中无共晶体，非平衡条件下，可能出现少量共晶体，经固溶处理，使固溶体过饱和，可获得时效强化效果。合金中加入锰、钛可使晶粒细化，能补充强化和改善耐蚀性。

铸造铝合金铝镁系合金

该系合金强度高，耐蚀性最佳，密度小，有较好的气密性。铝镁二元铸造合金，镁含量高达11.5%，多元合金中的镁含量一般为5%左右。合金的组织为α β（Mg₅Al₈）相组成，热处理的强化效果不明显，主要为固溶强化。β（Mg₅Al₈）相沿晶界呈网状析出时，抗蚀性和力学性能变坏。为防止β（Mg₅Al₈）相沿晶界析出，多在固溶状态下使用。合金中加入硅和锰能改善合金的流动性。

铸造铝合金铝锌系合金

该系合金在铸造状态就具备淬火组织特征，不进行热处理就可获得高的强度，但合金的密度大，不适宜制作飞机零件。该合金系是在硅铝明合金的基础上加锌而成，因此亦称“锌硅铝明”合金。

铝-铜系铸造铝合金Al-C'.u cast aluminium alloy以铜为 主要合金元素的铸造铝合金。铜的含量范围在4%一抖%。 含铜9%以上的Al-Cu系合金。具有较好的铸造性能，可用于 金属型铸造，并具有良好的抛光性能及电镀性能。但热处理 强化效果不大，力学性能较低，主要用于装饰性零件。该系合 金中其有重要应用价值的是由Al-5Cu合金基础上发展起来 的高强度铸造铝合金和热强铸造铝合金。主要有A1- Al}:u-Mn, At-Cu-Mg, AI-Cu-u1i. A1-Cu-RE等系列。 C;u-Si , A1一〔抽 系合金具有良好的切削加工性能和焊接性能。铸造性能较 井.热裂疏松4}向较大，需要合理的铸造工艺设计。

铸造铝合金具有良好的铸造性能，可 以制成形状复杂的零件；不需要庞大的附加设备；具有节约金属、降低成本、减 少工时等优点，在航空工业和民用工业得到广泛应用。用于制造梁、 燃汽轮叶片、泵体、挂架、轮毂、进气 唇口和发动机的机匣等。还用于制造 汽车的气缸盖、变速箱和活塞，仪器仪 表的壳体和增压器泵体等零件。