合金的铸造性能
铸造合金的化学成分对性能的影响分析
铸造合金的化学成分对性能的影响分析在铸造领域中，合金的化学成分对于最终产品的性能起着至关重要的作用。
通过调整合金的成分，可以实现对于铸件力学性能、耐蚀性、耐热性等方面的控制。
本文将对铸造合金的化学成分对性能的影响进行分析。
一、合金强度与成分关系在铸造合金中，元素及其含量会直接影响铸件的强度。
常见的合金元素包括铝、铜、锌、镁等。
铝合金是较为常见的铸造合金，其强度与铝的含量以及合金中其他元素的含量相关。
一般来说，铝合金中铝的含量越高，其强度就越高。
此外，铜作为合金元素的加入，可以有效提高铸件的强度。
二、耐蚀性与成分关系合金的耐蚀性是指合金在特定腐蚀介质下的抵抗能力。
不同成分的合金在耐蚀性方面表现出不同的特性。
例如，不锈钢合金中加入了铬元素，可以形成致密的氧化铬保护膜，提高其耐蚀性。
另外，钛合金中加入了钛元素，能够增加其在酸性介质中的耐蚀性。
三、热稳定性与成分关系热稳定性是指铸造合金在高温环境下的一系列性质表现。
从成分角度来看，钨合金是一种具有良好热稳定性的合金。
其主要成分钨的高熔点使得钨合金在高温下依然能够保持较好的强度和硬度。
此外，钼合金也是一种常用的高温合金，其成分中的钼元素能够提高合金的热稳定性。
四、导热性与成分关系导热性是指合金在传导热量方面的性能。
铝合金由于其良好的导热性能而被广泛应用于铸造领域。
铝合金中加入硅、铜等元素，能够进一步提高合金的导热性。
此外，铜合金也具有较好的导热性能，特别适用于一些导热要求较高的场合。
五、磁性与成分关系另一个需要考虑的性能是合金的磁性。
在铸造合金中，铁、镍等元素的加入会对合金的磁性产生明显影响。
铁合金是一类具有较好磁性的合金，其中的铁元素赋予了合金较高的磁导率。
而镍合金中加入镍元素能够增加合金的抗磁性能。
总结起来，铸造合金的化学成分对于最终产品的性能具有显著影响。
通过合金的成分调整，可以实现对铸件强度、耐蚀性、热稳定性、导热性以及磁性等方面性能的控制。
了解合金成分与性能之间的关系，对于优化铸造合金的设计和应用具有重要意义。
铸造铝合金的物理性能简介
铸造铝合金的物理性能简介铝合金是一种广泛应用于工业生产和日常生活中的材料。
其特点包括轻质、高强度、耐腐蚀、导热性好以及可塑性强等。
本文将简要介绍铸造铝合金的物理性能，帮助读者更好地了解和应用该材料。
1. 密度和重量特性铸造铝合金相对于其他金属材料，具有较低的密度，约为 2.7g/cm³。
它的轻质特性使得铸造铝合金在汽车、飞机等领域中广泛应用，能够减轻整体结构的重量，提高燃油效率。
2. 强度和机械性能铸造铝合金具有较高的强度，能够满足许多工业制造的需求。
铝合金的屈服强度通常在150-380MPa之间，抗拉强度可高达300-550MPa。
此外，铸造铝合金具有良好的抗疲劳性能，在长时间的使用中仍能保持较高的强度。
3. 导热性能铸造铝合金的导热性能优异，远远超过其他常见的金属材料。
这使得铝合金在工业制冷和热交换器等领域得到广泛应用。
铝合金的高导热性能还使得它在制造高速列车和电子设备的散热器时备受青睐。
4. 耐腐蚀性能铸造铝合金具有良好的耐腐蚀性能，能够在潮湿环境中长时间保持表面的光洁和稳定。
这一特性使铝合金成为制造飞机、汽车等需求高耐腐蚀性材料的优选。
5. 可塑性和加工性能铸造铝合金具有良好的可塑性和加工性能，易于进行成型和加工。
它可以通过压铸、锻造、挤压等方法制造成各种复杂形状的零部件。
同时，铝合金也适合进行焊接、切割、钻孔等二次加工操作，能够满足不同应用领域的需求。
6. 磨损和疲劳性能铸造铝合金经过适当处理和合金化可以提高其磨损和疲劳性能。
这使得铝合金在制造高速运动部件、发动机零部件等高磨损和高应力工作环境下的应用更为广泛。
总结：铸造铝合金具有轻质、高强度、耐腐蚀、导热性好以及可塑性强等一系列优良的物理性能。
这些特点使得铝合金在汽车、航空航天、建筑等各个领域得到广泛应用。
同时，针对特定需求，通过合理的合金化和处理方法，铝合金的性能还可以进一步得到改善。
掌握铸造铝合金的物理性能，将有助于更好地应用和发展这一材料，推动创新和进步。
铸造铝合金力学性能
铸造铝合金力学性能铝合金的力学性能与其合金分类、铸造方法、热处理状态等因素有关。
合金代号是由“ZL”和三个数字组成，其中第一位数字表示合金系列，第二、三位数字表示顺序号。
优质合金在代号后附加字母“A”。
铸造方法有砂型、金属型和熔模铸造。
热处理状态包括铸态、人工时效、退火、固溶处理加自然时效、固溶处理加人工时效和稳定化处理。
不同的热处理状态可提高合金的强度、硬度、塑性和抗腐蚀性能。
铝硅系铸造铝合金的力学性能如下表所示：合金牌号为ZAlSi7MgZL101、ZAlSi7MgAZL101A、ZAlSi12ZL102和ZAlSi9MgZL104，铸造方法包括砂型、金属型和熔模铸造，热处理状态包括铸态、人工时效、退火、固溶处理加自然时效、固溶处理加人工时效和稳定化处理。
其中，ZAlSi7MgAZL101A在代号后附加字母“A”，表明是优质合金。
不同的铸造方法和热处理状态对合金的力学性能有影响，需要根据具体情况选择合适的工艺。
抗拉强度Rm/MPa、伸长率A/%、布氏硬度HBW是衡量合金材料性能的重要指标。
以下是各种合金状态下的性能参数：合金牌号合金代号铸造方法合金状态抗拉强度Rm/MPa 伸长率A/% 布氏硬度HBWZAlSi5Cu1Mg ZL105J SB、RB、KB F 155 2 50ZAlSi5Cu1Mg AZL105A S、R、K T2 135 2 45ZAlSi8Cu1Mg ZL106 JB SB、RB、KB T4 185 4 50ZAlSi7Cu4 ZL107 SB S T4 175 4 50ZAlSi12Cu2Mg ZL108 J ZAISi12Cu1Mg INil T5 205 2 50ZAlSi12Cu1Mg INil ZL109 J T5 195 2 60ZAlSi5Cu6Mg ZL110 S ZAISi5Cu6Mg T5 195 2 60ZAlSi9Cu2Mg ZL111 SB SB、R、K T6 225 2 60ZAlSi5Zn1Mg ZL115 J T7 195 1 65ZAlSi5Cu1Mg ZL116 S T8 245 4 70ZAlSi7Cu2Mg - - - 165 - -ZAlSi8MgBe ZL116 J - - 245 2 60ZAlSi7Cu2Mg - - - - 125 - 70通过表格可以看出，不同合金状态下的性能参数有所差异。
金属铸造性能包括
1.金属铸造性能包括：合金的流动性、凝固特性、收缩性、吸气性。
2.流动性：液态合金本身的流动能力。
3.流动性缺乏产生的缺陷：形成的晶粒将充型的通道堵塞，金属液被迫停止流动，于是铸件将产生浇不到或冷隔等缺陷。
4.提高流动性的措施〔简答〕：浇注温度浇注温度对合金充型能力有着决定性的影响。
浇注温度越高，合金的粘度下降，且因过热度高，合金在铸型中保持流动的时间长，故充型能力强，反之，充型能力差。
充型压力砂型铸造时，提高直浇道高度，使液态合金压力加大，充型能力可改善。
压力铸造、低压铸造和离心铸造时，因充型压力提高甚多，股充型能力强。
5.既然提高浇注温度可改善充型能力，为什么又要防止浇注温度过高？答：浇注温度过高，铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、析出性气孔、粗晶等缺陷，故在保证充型能力足够的前提下，浇注温度不宜过高。
6.合金收缩经历的3个阶段：液态收缩凝固收缩固态收缩。
液态收缩和凝固收缩是体收缩，体积减小，产生孔洞、缩孔、缩松。
固态收缩是线收缩，三维方向尺寸减小，产生应力。
7.缩孔：〔1〕位置：它是集中在逐渐上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。
〔2〕判断热接位置：画等温线、画最大接圆、用计算机凝固模拟法。
〔3〕如何消除缩孔：顺序凝固，顺序凝固是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。
8.热应力：〔1〕热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。
铸件的壁厚差异越大，合金线收缩率越高，弹性模量越大，产生的热应力越大。
〔2〕去除热应力的方法：采用同时凝那么可减少铸造应力，防止铸件的变形和裂纹缺陷，又可免设冒口而省工省料。
9.时效处理：对于不允许发生形变的重要件必须进展时效处理。
自然时效是将铸件置于露天场地半年以上使缓慢的发生变形，使应力消除。
人工时效是将铸件加热到550~650摄氏度进展去应力退火。
10.以下铸件宜选用哪类铸造合金？(1)车窗车身〔2〕摩托车汽缸体〔3〕火车轮〔4〕压气机曲轴〔5〕汽缸套〔6〕自来水管道弯头〔7〕减速器涡轮（1）灰口铸铁〔灰铁300 灰铁350〕（2）铸造铝合金(不能产生溢漏，质量要轻)（3）铸钢〔耐磨性〕（4）球墨铸铁、可锻铸铁、孕育铸铁（5）孕育铸铁、球墨铸铁（6）黑心可锻铸铁（7）铸造锡锌铜11.型砂必备四个性能：〔1〕一定的强度〔缺陷：冲砂、磨砂、砂眼、塌箱、涨箱〕〔2〕一定的透气性〔气孔〕〔3〕较高的耐火性〔粘砂〕〔4〕一定的退让性〔应力、变形、形裂〕12.防治措施：添加锯木屑、草木灰、煤粉。
教案合金的铸造性能 精品
教案十八教学重点与难点1．重点合金的铸造性能2．难点熔模铸造教学方法与手段1．利用挂图等教具。
2．举典型实例，增强感性认识。
教学组织1.复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟教学内容第三节合金的铸造性能♦合金在铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力称为合金的铸造性能。
合金的铸造性能主要有吸气性、氧化性、流动性和收缩等。
一、流动性流动性是指熔融金属的流动能力。
(一)流动性对铸件质量的影响液态合金的流动性好，充型能力就强，容易获得尺寸准确、外形完整和轮廓清晰的铸件，避免产生冷隔和浇不足等缺陷。
也有利于金属液中非金属夹杂物和气体的排出，避免产生夹渣和气孔等缺陷。
同时，合金的流动性愈好，也有利于补充在凝固过程中所产生的收缩，避免产生缩孔和缩松等缺陷。
(二)影响流动性的因素合金流动性的大小与浇注温度，化学成分和铸型的充填条件等因素有关。
1．浇注温度对流动性的影响灰铸铁的浇注温度一般为1250℃～1350℃，碳素铸钢为1500℃～1550℃。
2．合金化学成分对流动性的影响化学成分不同的合金具有不同的结晶特点，其流动性也不同。
其中纯金属和共晶成分的合金流动性最好。
在常用的铸造合金中，铸铁的流动性好，铸钢的流动性差。
3．铸型的充填条件对流动性的影响铸型中凡能增加合金液流动阻力和提高冷却速度的因素均使流动性降低。
二、收缩合金在液态凝固和冷却至室温过程中，产生体积和尺寸减小的现象称为收缩。
收缩是铸造合金本身的物理性质，是铸件中缩孔、缩松、裂纹、变形、残余内应力产生的基本原因。
(一)收缩的三个阶段合金从浇注温度冷却到室温要经过液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。
液态收缩是指熔融金属在凝固阶段的体积收缩；凝固收缩是指溶融金属在凝固阶段的体积收缩；固态收缩是指金属在固态由于温度降低而发生的体积收缩。
这两种收缩使型腔内液面降低，它们是形成铸件缩孔和缩松缺陷的基本原因。
合金的固态收缩，虽然也是体积变化，但它主要表现为铸件外部尺寸的变化，因此，通常用线收缩率来表示。
几种铸造铝合金的铸造性能及力学性能分析
几种铸造铝合金的铸造性能及力学性能分析罗佳;孙亮【摘要】主要对3种铸造铝合金的铸造性能和力学性能进行研究对比.第一种是铝硅系的铸造铝合金,假设为A(ZL101,Al-7.1%Si-0.3%Mg);第二种是铝镁系的铸造铝合金,假设为B(ZL301,Al-10.0%Mg-0.09%Ti);第三种是最近新研制调配出的低镁低硅铝合金,假设为C(Al-2.5%Si-2.1%Mg-0.8%Mn-0.2%Cr).通过试验及结果对比可知,这3种铝合金的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率都表现出极好的强度,即具有很好的力学性能.其中,合金A的铸造性能良好;合金B的铸造性能、抗应力能力较差;低镁低硅的铝合金C的性能比较均衡,表现出很高的综合性能.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】2页(P30,32)【关键词】铝合金;铸造性能;力学性能【作者】罗佳;孙亮【作者单位】池州职业技术学院,池州 247000;池州职业技术学院,池州 247000【正文语种】中文就传统制造行业来说，普遍用到的铸造铝合金分为两大类。
一类是铝硅合金（如ZL101），可使用热处理强化后提高强度，延伸塑性[1]。
该合金的铸造性能优良，流动性好，较小的线收缩率，较低的热裂倾向，较高的气密性，但有产生缩孔的隐患，广泛应用于我国船舰雷达天线底座、泵外壳、齿轮箱、仪表壳等地方。
铝硅合金对海水腐蚀抗性较差，即便涂了防腐漆，也容易产生不规律的点片腐蚀。
另一类则是铝镁合金（如ZL301）对海水具有较强的抗腐蚀性能，铸造性能相对较差，且存在应力腐蚀倾向。
这两类铸造铝合金均不能满足舰船某些构件的应用需要。
因此，研制一种新型铸造铝合金，使其铸造工艺性能、力学性能及耐蚀性（包括抗应力腐蚀性能）等综合性能良好，满足舰船用铸造合金的要求，具有重大的国防意义[2]。
试验材料为A（ZL101，Al-7.1%Si-0.3%Mg）、B（ZL301，Al-10.0%Mg-0.09%Ti）及新近研制开发的低镁低硅铝合金C（Al-2.5%Si-2.1%Mg-0.8%Mn-0.2%Cr），均为砂型铸造[3]，分别通过细砂铸件铸造铝合金板试验，浇注温度为750℃。
铸造铝合金力学性能
SB
F
165
2
65
SB
T6
245
2
90
J
F
195
2
70
J
T6
275
100
ZAISi12Cu2Mgl
ZL108
J
Tl
195
——
85
J
T6
255
——
90
ZAISi12CulMgINil
ZL109
J
T1
195
90
J
T6
245
——
100
ZAISi5Cu6Mg
ZL110
S
F
125
——
80
J
F
155
——
铸造铝合金的力学性能
1合金分类和代号
合金代号是由表示铸铝的汉语拼音字母“ZL”及其后面的三个阿拉伯数字组成。
ZL后面第一位数字表示合金的系列，其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金，ZL后面第二、三位数字表示合金的顺序号。
优质合金在其代号后附加字母“A”。
合金种类
Al-Si系
Al-Cu系
T2
退火
消除铸件在铸造加工过程中产生的应力，提高尺寸稳定性及合金的塑性。
T4
固溶处理加自然时效
通过加热保温及快速冷却实现固溶强化以提高合金的力学性能，特别是提高合金的塑性及常温工作下合金的抗腐蚀性能。
T5
固溶处理加不完全人工时效
固溶处理后进行不完全人工时效，时效是在较低的温度或较短时间下进行。目的是进一步提高合金的强度和硬度。
T9
冷热循环处理
充分消除铸件内应力及稳定尺寸。用于高精度铸件
铝合金压铸特点
铝合金压铸特点
铝合金压铸的特点主要有以下几点：
1. 铸造性能好：铝合金具有较好的流动性，能够塑造出各种复杂的形状，且尺寸精准，铸造性能好。
2. 密度小且比强度高：铝合金的密度大约在2.5～2.9克/厘米3之间，比强度（δb＞r）较高。
3. 耐蚀性、耐磨性、导热性和导电性好：铝合金具有较好的耐腐蚀性，可抵抗大部分酸、碱等化学试剂的侵蚀。
同时，铝合金也有较好的耐磨性、导热性和导电性。
4. 其他特性：铝合金容易粘模，切削性能较差。
铝合金的体积收缩率较大，容易产生缩孔。
此外，铝合金的硬度较低，在装卸和搬运过程中容易划伤和损伤工件表面。
在铝合金压铸过程中，需要充分考虑上述特点，并采取相应的工艺措施，以获得优质的铸件。
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热应力形成
2) 机械应力
设
它是合金的线收缩受到铸型 或型芯机械阻碍而形成的内应力
应力的防止:同时凝固法-----冷铁,浇口位置,冒口开
提高铸型的退让性
三 合金的偏析和吸气性
(一)合金的偏析 铸件内部化学成分不均匀的现
象,称为偏析. 影响:降低力学性能,耐腐蚀性能,热裂和疲劳 种类:晶内,区域和比重 合金在加热过程中不断吸收 (溶解)与其相接触的气体的性质,称为合金的吸气性. 影响:导致气孔
应用:在常用的铸造合金中,灰铸铁, 硅黄铜的流动性最好,铸钢的流动性 较差.
(二)流动性对铸件质量的影响
1)流动性好,容易获得尺寸准确,轮廓 清晰的铸件. 2)流动性好的合金 ,有利于液态金属中 的非金属夹杂物和气体的上浮和排除, 从而使铸件的内在质量得到保证 . 3)流动性好的合金,可使铸件的凝固收 缩部分及时得到液态合金的补充,从而 可防止铸件中产生缩孔,缩松等缺陷.
(三)影响流动性的因素
1) 合金成分的影响
纯金属和共晶成分合金的流动性最好. 合金的结晶间隔愈宽,其流动性愈差. 铸铁中的硅和磷能提高流动性,而硫和锰多以MnS 的形式悬浮在铁水中,阻碍着铁水的流动,使它的流 动性变差 . 2)浇注条件的影响 温度,压力,充型速度 3)铸型条件对流动性的影响 阻力,导热性,透气和排气
二 合金的收缩
(一)收缩的概念 金属由液态向固态的冷却过程中, 其体积和尺 寸减小的现象称为收缩. 三个收缩阶段: 液态收缩,凝固收缩,固态收缩 应用:在常用的合金中,铸钢的收缩最大,灰铸铁的最小. (二)影响收缩的因素 化学成分,浇注温度,铸件结构和铸型条 件等 1 ) 化学成分 碳素钢随含碳量增加,凝固收缩增加,而固态收缩稍减. 灰铸铁中,碳是形成石墨化的元素,硅是促进石墨化的元素,所 以碳硅含量越多,收缩越小. 2 ) 浇注温度 浇注温度越高,过热度越大,合金的液态收缩也越大.
(二)合金的吸气性
防止吸气: 1)防止气体进入金属液 覆盖剂保护或采用真空熔炼和 浇注 2)驱除金属液中的气体 通入气(或加氯盐),就可将 已溶解于铝合金液中的氢气驱除 3)阻止气体从金属中析出 增高压力,就可阻止气体的 析出
END THANKS!
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合金的铸造性能 §1 .2 合金的铸造性能
概念:铸造性能是指合金铸造成形获得优 质铸件的能力. 合金的铸造性能指标:流动性,收缩性, 氧化性,偏析和吸气性等
一 合金的流动性
(一)流动性概念:合金的流动性是指熔融 合金的流动能力. 影响因素:流动性不仅与合金本身的性质 有关,而且与浇注条件,铸型材料和铸 型条件等有关. 测定:螺旋试样法
3 铸件结构与铸型条件
内应力
阻碍收缩,产生
(三)合金的收缩对铸件质量有着不利 影响.
导致铸件产生缩孔和缩松, 铸造内应力,变形和 裂纹等缺陷.
1缩孔和缩松
缩孔的形成过程 缩松的形成过程 防止: 减少收缩 顺序凝固法(加冒口工艺)
2 铸造内应力,变形和裂纹
(1)内应力的形成 1)热应力
按其产生的原因,主要分 为热应力和机械应力两种. 它是由于铸件的壁厚不均匀,各部 分冷却速度不同 ,以致在同一时期内铸件各部分收 缩不一致而引起的. 内应力分布:冷却快,壁厚薄,受压应力,用-表示. 冷却慢,壁厚大,受拉应力,用+表示.