收缩性能 ❖ 合金的铸造性能与合金的浇注温度、铸型温度、冷却速度
等因素有关。
流动性与合金的关系
❖ 在AL-Si合金中，当含Si量为5%是，流动性试样的长度为最 低值，当含Si量增加，则流动性试样的长度也增长，当含Si 量达15%的过共晶成分时，流动性试样的长度最长，之后随 着Si量的增加，则流动性试样的长度反而变短，这是因为
❖ ①由于Si的熔化潜热比基体铝的熔化潜热大很多，使合金液 的流动性随着Si含量的增加而变好
❖ ②流动性试样长度的极大值不在共晶成份（含Si量为12.6%) 而移向过共晶成份（含Si量达15%）,这是因为AL-Si 系合金 在急冷的非平衡状态下,共晶点偏移到过共晶成份一边的原因.
AL-Si系合金主要合金化元素及性能
❖ ①过饱和的﹫固溶体在不高的温度下即进行分解，析 出Zn，使AL-Zn合金的耐热性能非常低。
❖ ② Zn在﹫固溶体的电位差大，使其抗腐性能也很差。
❖ ③容易产生比重偏析 ❖ ④合金的密度大
铸造性能与合金的关系
❖ 铸造性能主要指合金所具有的下述3个特性 ❖ ①合金在熔融状态和固液共存状态下的流动性。 ❖ ②凝固相不能承受收缩应力而产生裂纹的性能。 ❖ ③由于凝固收缩而引起的外收缩、内收缩、缩孔、气孔的
小，热裂倾向小。此外气密性也好，经过变质处理和热处 理后，具有优良的机械性能、物理性能和加工性能，也有 较好的抗蚀性，是铸造铝合金中品种最多，使用量最大的 一类铸造铝合金。
铝及铝合金的分类
❖ AL-Cu系铝合金，其Cu含量在3-11%，由于Cu起固溶强化和 析出硬化作用而使该合金具有极高的室温和高温机械性能， 是各类铝合金中强度最高的一类铝合金。焊接性能和机械性 能好，但铸造性能、抗蚀性也不太好。
❖ Ca
❖ Ca是铝合金中的一种杂质，它是由原材料结晶硅带 入的，通常以(Ca2Si、 CaSi、 CaSi2 ）。磷化钙 （ Ca3P）等形式出现， Ca有较小的降低铝合金的 共晶温度、细化共晶硅结晶的作用，但不把它作为 变质剂来使用。Ca含量高时，会使AL-Si合金溶液 的粘度增加， ɑ枝晶组织发达，阻滞合金液的流动 性，使合金液的流动性降低，还会使共晶成份的表 面凹凸不平呈龟皮状或疙瘩样蛙状，但对合金的收 缩性能没有影响。
铝及铝合金知识
2012.11.13
铝及铝合金的特点
❖ 铝的密度小，比强度高，具有优良的导电导热性能，容易铸
造和回收利用，其表面又有一层白色的薄层氧化膜，不但抗 腐蚀性能好，而且外观漂亮．
❖ 晶格类型：面心立方晶格，无同素异晶转变
❖ 密度：固态（２０℃）时为２.６９９６（ｇ｜ｃｍ３）
❖
液态（７００℃）时为２.371（ｇ｜ｃｍ３）
❖ 共晶Si的晶体为细长薄板状,过共晶成份的初晶Si的晶体为 粗大的块状,,强度和韧性都低,切削加工性能差,这了改善共 晶Si的结晶组织,采用钠、钙、或锑等微量元素来细化晶粒， 而为了改善过共晶成份的初晶Si的结晶组织，采取添加P来 细化其晶粒。
❖ Mg
❖ 合金中加入一定的Mg，形成AL-Si-Mg合金，(因为可以时效 处理的手断从组织中析出中间相(Mg2Si)化合物并呈弥散状 态,使ɑ固溶体结晶点阵发生畸变,从而提高合金强度，当Mg 含量达到0.2-0.5%时,其析出相的硬度高,抗拉强度和弹性模 量得到提高,但韧性降低。如再增加含Mg量，则容易氧化， 使合金液中卷入氧化皮的增多，并使流动性变坏。
❖ Cu
❖ 合金中加入一定的Cu，形成AL-Si-Cu(Al2Cu）化合物而使强度获得较大的提高。
❖ Fe
❖ 作为铝合金中的一种要严格控制的最易混入的杂质元素。 因为Fe在铝合金中形成粗大的(Al3Fe）等针状化合物， 使合金的韧性和耐蚀性能显著下降，合金液的补缩能力 变坏。在压铸铝合金中，则允许有1%以下的Fe含量，这 是为了防止粘模，增加合金的润湿融合能力。含Fe量通 常控制在0.6-1.0%以下。
❖ Si
❖ Si提高合金的流动性,降低合金的收缩量和热裂倾向,减少疏 松、缩孔和热裂、变形等缺陷，并提高气密性。随着Si含量 的增加，使合金的强度得到提高，当含Si达10-13%时，其 流动性优越，适合铸造薄壁，投影面积大的铸件，但合金 的力学性能差。
❖ AL-Si合金的初晶的形成与冷却速度有关，当在金属型铸造 的冷却速度下，共晶成份（ Si１２.６%)向过共晶一边移动, 生成ɑ(Al固溶体)枝晶状的初晶,当冷却速度\含硅量达13%时, 则生成粗大的Si晶体.
❖ 熔点 660.24 ℃(含99.996%的AL)
❖ 沸点 2467 ℃
❖ 抗拉强度: 88.2-117.6MPa
❖ 伸长率: 11-15%
铝及铝合金的分类
❖ 根据铝基体中加入的主要合金化元素,现有分为AL-SI系、 AL-Cu系、AL-Mg系、AL-Zn系、AL-Re系5类。
❖ AL-SI系铝合金 ❖ Si含量在4-22%，具有优良的铸造性能，即流动性好，收缩
❖ AL-Mg系铝合金，其Mg含量在4-11%，具有良好的机械性能 和最好的抗腐蚀性能，也有较好的加工性能，且加工后表面 光亮。密度比Al小，此类铝合金的密度是铝合金中密度最小 的，但Mg极易氧化烧损，使熔炼、铸造工艺复杂。
铝及铝合金的分类
❖ AL-Zn系铝合金，在Al中的深解度非常大（在共晶温 度382 ℃时可达84%），当含量达10%以上时不经过 热处理也有较好的机械性能，但其主要缺点有
❖P
❖ P在铝合金中形成AlP结晶，使合金中结晶出细小的初晶Si， 有效的细化了其晶粒。P是通过Cu-P、Al-Cu-P中间合金加 入效的果，，P当会同降时低有NCaa、存S在r、时S，b的则细会化生共成晶CaS3iP的，效降果低。P的变质
❖ Mn
❖ Mn在铝合金中形成MnAl6的弥散质点，阻止再结晶的粗大化， 提高再结晶温度，有效地细化再结晶晶粒，提高合金的强度， 并与铝合金中的不纯物Fe形成（ Al3 Fe Mn）化合物,使Fe 的化合物形态从针状变为块状，能在一定程度上改善韧性， 即能溶解杂质Ｆｅ．减少Ｆｅ的有害作用，提高合金的耐蚀 性，如果Ｆｅ含量在０．６％以上，则含Ｍｎ的化合物就形 成骨架状的粗大结晶，成为杂质和坚硬的黑点，有效的