铸件具有较宽的凝固温度范围,合金呈糊状或者体积凝固方式,Al—Cu系合金即属于这一类 。
缩孔和缩松
缩孔孔壁表面粗糙,形状不规则,通常出现在铸件最后凝固的位置和热节处 。Al—Si系合金,在铸件补缩不足的部位形成管状集中缩孔 。Al—Cu系合金的凝固温度区间较宽,在铸件补缩不足的部位易形成枝杈状缩孔 。缩松是在凝固后期,凝固区的液相被枝晶分割成一个个孤立的小熔池,小熔池在凝固时体积收缩无法得到补偿而形成的 。结晶温度范围宽的合金最容易形成缩松 。Al—Cu系、Al—Mg系为固溶体型合金,容易形成晶界缩松 。Al-Si系合金为共晶型合金,容易形成集中缩松 。
冷隔
冷隔呈现裂纹状缝隙,但缝隙带有圆角的棱边 。冷隔缺陷大部分是由流头凝固阻塞形成的 。冷隔缺陷的解决措施主要为提高金属液的充型能力,包括提高浇注温度,提高模具温度,改善排气,优化浇注系统设计等 。
铸造铝合金都有哪些分类?【铸造铝合金的应用主要有哪些,具体是什么】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 。
1、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 。
2、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 。
3、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 。
4、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 。
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