
一般信息—SAE铸造铝合金的化学成分、机械和物理性能
前言—此文件依据新的SAE技术标准部的格式,除此之外,没有其它任何改动。
1. 范围—SAE铸造铝合金的相关标准涉及很大范围的铸件,包括一般用途和特殊用途的铸件,但不包括所有的商业用合金。近些年来,铝合金已经被很多编码体系采纳,见表1。最近,SAE推荐使用UNS编码体系来区别这些材料,铸件主要通过砂模铸造、永久铸模铸造和拉模铸造方法制取;然而,外壳空模、熔模铸造、石膏型铸造以及其他一些不常用的铸造方法也被采用,如果合金没有所需的特性,推荐生产商可以考虑这些方法。
2. 引用的文件
2.1 适用的出版物— 以下出版物这里组成一组规范,如没有其它说明,以SAE的最新版本为准。
2.1.1 ASTM出版物—可从ASTM(美中试验材料协会)索取
ASTM E 29—使用有效测试数据测试规范适用性的方法
ASTM E 34—铝及铝合金化学分析测试方法
ASTM E 117—生铅的点到面光谱分析方法
ASTM B 557—变形和铸造铝合金及镁合金的张力测试方法
3. 铸件类型—通用—铸造铝合金通常有两种类型:不可热处理的和可热处理的。不可热处理合金一般在铸态使用(F),可以进行退火+回火处理(O),消除铸造应力或减少加工畸变。
可热处理合金一般在某种热处理状态下使用,这是由于热处理可以提高强度,处理制度通常是高温固溶处理+水淬+低温时效处理(T6)。
在T7条件下,铸件进行高温固溶处理后时效,可得到中高温下使用时性能稳定,切削时不易变形的产品。有时不进行人工时效处理,铸件经淬火后自然时效使用(T4);有时(尤其用于高温时)不进行固溶处理,只进行稳定化处理或时效处理(T5),这种热处理可取得一定的应力松弛,通过调整热处理制度可以取得较好综合性能,而且常用的处理制度可以形成一组热处理规范。
合金
| 名称 | 浇铸 类型 (1) | 相近 规范 | 典型应用和一般资料信息 | ||||
| UNS | ANSI | SAE | ASTM | 联邦 | AMS | 室温和高温强度很高;良好的冲击强度和塑性;高成本铸造合金。 拉伸强度和屈服强度高,中等塑性;经T4热处理具有良好的断裂强度,用于汽车和航天结构件。 歧管、阀体以及要求压力密封性的相近铸件。 一般用于活塞用合金,还用于空冷气缸盖和推杆导向阀。 主要用于空冷气缸盖,以及高性能汽油发动机活塞。 高强度和抗震性的一般结构铸件。 合金295.0的变性合金,用于永久铸模。 常用低成本合金;良好的浇铸特性。 近似于319.0的一般合金,但塑性较低、切削性较好。 近似于合金355.0和356.0,但塑性较低。 主要用于汽车压缩活塞。 常用低成本永久铸模合金,用于发动机部件、发动机室、调速轮室和变速器部件。 活塞用合金,低膨胀率。 活塞用合金。 高强度优质铸造合金。 通常用于高强度、中等塑性和压力密封性要求的地方,如泵体和液冷气缸盖。 近似于合金355.0,但塑性较高。 用于高强度和高塑性的复杂铸件。 近似于合金356.0,但塑性较高。 近似于合金A357.0,但塑性较高。 具有良好塑性的高强度结构合金。 具有良好塑性的高强度结构合金 | |
| A02010 A02060 A02080 A02220 A02420 A02950 A02960 A03190 A03280 A03320 A03330 A03360 A03390 A03540 A03550 A33550 A03560 A13560 A03570 A13570 A03590 | 201.0 206.0 208.0 222.0 242.0 295.0 296.0 B319.0 328.0 332.0 333.0 336.0 339.0 354.0 355.0 C355.0 356.0 A356.0 357.0 A357.0 359.0 | 382 — 380 34 39 38 — 329 327 332 331 321 334 — 322 335 323 336 — — — | S PM S PM S PM S PM S PM S PM S PM S PM PM PM PM PM S PM S PM S PM S PM S PM S PM S PM | B26 — — — B26 B108 B26 B108 B26 B108 B26 B108 — — B26 B108 B108 B108 — B108 B686 B26 B108 — — — B26 B108 B686 B26 B108 — B26 B108 B686 —B108 — B108 B686 — B108 | — — — — QQ-A-601 — QQ-A-601 QQ-A-596 QQ-A-601 QQ-A-596 QQ-A-601 QQ-A-596 — — QQ-A-601 QQ-A-596 QQ-A-596 QQ-A-596 — — — QQ-A-601 QQ-A-596 — — — QQ-A-601 QQ-A-596 — QQ-A-601 QQ-A-596 — QQ-A-601 QQ-A-596 — — QQ-A-596 — — — — — | — 4229 4237 — — — — — 4222 — 4231 4282 — — — — — — — — — — 4210 4212 4214 4280 4281 4215 — — 4217 4284 4286 4218 — — — — 4219 — — — — | |
表1—SAE铸造铝合金的典型应用和相近规范(续)
合金
| 名称 | 浇铸 类型 | 相近 规范 | 典型应用和一般资料信息 | ||||
| UNS | ANSI | SAE | ASTM | 联邦 | AMS | 很好的浇铸特性;良好的抗腐蚀性;用于高机械性能要求的地方,取代合金413。 优良的浇铸性能;适于由冷室浇铸机生产的薄壁或复杂铸件;高的抗腐蚀性能;较合金360.0略高的机械性能。 近似于合金A380.0,但适用于冷室机。 良好的浇铸特性和抗腐蚀性能;不适于薄件;只适于冷室机。 近似于合金380.0,但可铸性较好。 常用高流动性合金;用于薄壁铸件和大型铸锭。 高耐磨性;用于气缸滑块、传输甭、空气压缩室、小型发动机曲柄轴箱和空气调节活塞。 近似于合金390.0,但主要是砂模铸造和永久模铸造。 近似于合金390.0。 适于大型薄壁拉模铸件,很难切削和抛光。 高抗腐蚀性;优良的可铸性;用于带薄部的复杂铸件,很难切削和抛光。 用于带薄部的复杂铸件;良好的抗腐蚀性能;中等强度和高塑性。 良好的铸造特性和耐蚀性。 良好的可铸性;优良的塑性和耐冲击性能;用于强梁支架和涡轮发电机压缩室。 中等强度;很高的抗腐蚀性能。 高强度结构合金;要求特种铸造和热处理;易于应力腐蚀失效。 优良的抗震和抗腐蚀性能、形状稳定性和切削性;用于计算机元件、结构件、光学设备和其它考虑应力断裂的地方。 高强度常用合金;优良的切削性和形状稳定性;高耐腐蚀性;可被阳极化。 近似于合金705.0,但强度较高,塑性较差。 高强度常用合金,近似于合金705.0和707.0;易于抛光。 常用结构铸件,强度等同于合金295.0但无须热处理,浇铸特性略差于合金295.0。 近似于合金710.0。 | |
| A03600 A13600 A03800 A13800 A03830 A03840 A03900 A13900 A23900 A04130 A14130 A24430 A34430 A14440 A05140 A05200 A05350 A07050 A07070 A07100 A07120 A07130 | 360.0 A360.0 380.0 A380.0 383.0 384.0 390.0 A390.0 B390.0 413 A413.0 B443.0 C443.0 A444.0 514.0 520.0 535.0 705.0 707.0 710.0 712.0 713.0 | — 309 308 306 383 303 — — — — 305 35 304 — 320 324 — 311 312 313 310 315 | D D D D D D D S PM D D D S PM D S S S S S PM S PM S S S PM | B85 B85 B85 B85 B85 B85 — — — — B85 B85 B26 B108 B85 — B26 B26 B26 B26 B108 B26 B108 B26 B26 B26 B108 | — QQ-A-591 QQ-A-591 QQ-A-591 QQ-A-591 QQ-A-591 — — — — — QQ-A-591 QQ-A-601 QQ-A-596 QQ-A-591 — QQ-A-601 QQ-A-601 QQ-A-601 QQ-A-601 QQ-A-596 QQ-A-601 QQ-A-596 QQ-A-601 QQ-A-601 QQ-A-601 QQ-A-596 | — 4290 — 4291 — — — — — — — — — — — — — 4240 — — — — — — — — — | |
4. 浇铸类型和合金—节选—砂模铸造较永久模铸造或拉模铸造允许更大的尺寸公差,总体壁厚和帽口较永久模铸造或拉模铸造的大,此工艺可生产具有良好内部完整性的部件,近来发展起来的自动高压砂模形模法使批量生产砂模铸件成为可能(相对于硬模和拉模铸造,砂模铸造减少了修模时间,这就有利于部件投入生产)。
永久模铸造可以缩小尺寸公差,对于相同的化学成分,可得到较砂模铸造略高的机械性能,使用可操纵的型芯可形成内外空腔,并带不随金属型芯抽出的底切部,此种称之为半永久模铸造,此工艺可以生产出具有良好内部完整性的铸件。
半永久模铸造和永久模铸造通常采用两种方法浇铸:重力浇铸(金属液直接倒入模内),低压浇铸(金属液从封装低压空气的炉内压入模内)。
拉模铸造已用于大量生产汽车部件,它比砂模铸造和永久模铸造取得更小的尺寸公差。此工艺可得到更小的总体壁厚和帽口,铸件重量较轻,还可以浇铸设计和取向要求的一些小孔,拉模铸件表面较光,但有时会由于熔模剂的使用而恶化。如果表面需要抛光,出于成本因素的考虑,此特点是非常有利的。
尺寸均匀、重量轻、帽口小使末道加工成本降低,这一点,再加上铸锭轻、浇口切除、浇铸速度高并能在铸态使用等,使拉模铸造成本比其它工艺低很多,即使加工成本要高一些。
拉模铸造冷速很快,试棒的拉伸强度值和屈服强度值很高,但是内部完整性较差,这就使得其性能指标较低。小水口高压喷射金属液,可能带来夹杂、固化现象以及实际浇铸设计不利于形成完整区域,从而产生内部缺陷,大大降低实际部件的性能水平,所以生产商和用户应该在设计、规划和各个阶段的控制方面紧密合作,以取得满意的铸件质量。
5. 图样设计—在铸造铝合金砂模铸造的图样设计时,缩孔的允许值见表2A,此值会随铸件的形状和尺寸不同而略有不同。建议生产商考虑图样设计,以保证取得最好的产品。表2所提供的信息基于美国铸造工人学会的一项研究。
6. 化学成分—化学分析根据ASTM E 34(铝及铝合金化学分析测试方法)进行,或者根据生产商和购买商协商认同的其它标准进行,此分析可以利用光谱法,如有争议,以ASTM E 34提供的方法分析的结果为准。
为了与表3列出的成分范围相对应,需对测量值或计算值进行四舍五入,数据的小数点后的具体位数根据ASTM E 29(数据小数点位数标定的推荐方法)的方法确定。
7. 机械及物理性能—SAE铸造合金的典型物理性能见表4,机械性能是对标准试样的测试值,这些试样在尽量接近的浇铸凝固条件下重复浇铸,若非测试设备要求,不容许加工。表5中砂模铸造合金的性能是由直径0.5英寸(12.7mm)的标准测试试棒得到的,无急冷处理;表6中永久模铸造合金的性能也是由直径0.5英寸(12.7mm)的标准测试试棒得到的,表7中给出的拉模铸造合金的典型拉伸强度是由直径0.25英寸(6.4mm)的标准测试试棒得到的,见ASTM B 557(变形和铸造铝合金及镁合金的张力测试方法)
表2A—SAE铝合金特性
合金
| 名称 | 铸造特性 | ||||||||
| UNS | ANSI | SAE | 浇铸 类型 | 图样缩孔允许值(1) | 热裂抗力 | 压力密封性 | 流动性 | 凝固收缩趋势 | |
| In/ft | % | ||||||||
| A02010 A02060 A02080 A02220 A02420 A02950 A02960 A03190 A23190 A03280 A03320 A03330 A03360 A03390 A03540 A03550 A33550 A03560 A13560 A03570 A13570 A03590 A03600 A13600 A03800 A13800 | 201.0 206.0 208.0 222.0 242.0 295.0 296.0 B319.0 B319.0 328.0 332.0 333.0 336.0 339.0 354.0 355.0 C355.0 356.0 A356.0 357.0 A357.0 359.0 360.0 A360.0 380.0 A380.0 | 382 — 380 34 39 38 — 329 329 327 332 331 321 334 — 322 335 323 336 — — — — 309 308 306 | S PM S PM S PM S PM S PM S PM S PM S PM S PM PM PM PM PM S PM S PM S PM S PM S PM S PM S PM D D D D | 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) (2) (2) (2) (2) 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) 5/32 (2) (2) (2) (2) (2) | 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) (2) (2) (2) (2) 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) 1.30 (2) (2) (2) (2) (2) | 4 4 4 4 4 4 3 4 .4 4 4 4 2 2 2 2 1 1 2 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 | 3 3 3 3 3 3 3 4 3 4 4 3 2 2 2 2 1 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 | 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 1 | 4 4 4 4 3 3 3 4 4 4 3 3 2 3 2 2 1 2 3 3 2 3 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 — — — — |
合金
| 名称 | 铸造特性 | ||||||||
| UNS | ANSI | SAE | 浇铸 类型 | 图样缩孔允许值(2) | 热裂抗力(3) | 压力密封性 | 流动性(4) | 凝固收缩趋势(5) | |
| In/ft | % | ||||||||
| A03830 A03840 A03900 A13900 A23900 A04130 A14130 A24430 A34430 A14440 A05140 A05200 A05350 A07050 A07050 A07070 A07100 A07120 A07130 | 383.0 384.0 390.0 A390.0 B390.0 413 A413.0 B443.0 C443.0 A444.0 514.0 520.0 535.0 705.0 705.0 707.0 710.0 712.0 713.0 | 383 303 — — — — 305 35 304 — 320 324 — 311 311 312 313 310 315 | D D D S PM D D D S PM D S S S S S PM S PM S S S PM | (2) (2) (2) 5/32 (2) (2) (2) 5/32 (2) (2) 5/32 5/32 1/10 1/10 3/16 (2) 3/16 (2) 3/16 3/16 3/16 (2) | (2) (2) (2) 1.30 (2) (2) (2) 1.30 (2) (2) 1.30 1.30 0.83 0.83 1.56 (2) 1.56 (2) 1.56 1.56 1.56 (2) | 1 1 3 3 3 3 1 1 1 1 2 4 4 4 3 5 5 5 5 5 5 5 5 | 1 1 3 3 3 3 2 2 1 1 3 4 5 5 5 3 4 3 4 3 3 3 4 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 5 5 4 3 4 4 4 4 4 4 4 4 | — — — 3 3 — — — 1 2 — — 5 5 4 4 5 4 5 4 4 4 5 |
2.不适用于永久模铸造和拉模铸造,允许值是对普通砂模铸件,缩孔要求随设计和尺寸的不同而不同。
3.合金对激冷和经过脆化温度时产生的热应力的承受能力。
4.液态合金在模具中的流动能力
5.伴随合金凝固体积的减小和液体补缩的数量。
注:浇铸类型:S—砂模铸造;PM—永久模铸造;D—拉模铸造。
表2B—SAE铝合金特性
| 合金 | 其它特性 | ||||||||||
| UNS | ANSI | 标准热处理 | 耐腐蚀性(1) | 切削性(2) | 抛光性能(3) | 电镀性能(4) | 阳极化行为(5) | 氧化物保护层(6) | 高温强度(7) | 焊接性(8) | 钎焊适宜性(9) |
| A02010 A02060 A02080 A02220 A02420 A02950 A02960 A03190 A23190 A03280 A03320 A03330 A03360 A03390 A03540 A03550 A33550 A03560 A13560 A03570 A13570 A03590 A03600 A13600 A03800 A13800 A03830 A03840 A03900 A13900 A23900 A04130 A14130 A24430 A34430 A14440 | 201.0 206.0 208.0 222.0 242.0 295.0 296.0 B319.0 B319.0 328.0 332.0 333.0 336.0 339.0 354.0 355.0 C355.0 356.0 A356.0 357.0 A357.0 359.0 360.0 A360.0 380.0 A380.0 383.0 384.0 390.0 A390.0 B390.0 413 A413.0 B443.0 C443.0 A444.0 | 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 仅时效 是 是 仅时效 是 是 是 是 是 是 是 是 否 否 否 否 否 否 否 是 否 否 否 否 否 否 | 4 4 4 4 4 3 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 3 4 4 4 4 3 3 3 2 3 3 2 2 | 1 1 3 1 2 2 3 3 3 4 3 2 4 3 4 3 3 4 3 3 3 4 4 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 4 | 1 1 2 2 2 2 4 4 4 5 4 3 5 4 4 3 3 3 3 3 3 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 5 5 5 5 4 | 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 3 2 4 3 2 1 2 2 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 — — — 3 3 2 2 — | 2 2 3 3 3 2 4 4 4 4 5 4 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 4 4 | 2 2 2 4 4 3 3 3 3 2 3 3 2 3 3 2 2 2 2 2 2 2 3 3 5 5 5 5 — — — 3 3 2 3 2 | 1 1 2 1 1 3 3 3 3 2 3 2 2 3 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 3 1 1 1 3 3 4 5 3 | 4 4 4 4 4 3 2 2 2 2 2 3 2 2 3 2 2 1 1 1 1 1 3 3 4 4 4 4 4 4 4 3 3 1 1 1 | 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 有限 否 否 |
表2B—SAE铝合金特性(续)
| 合金 | 其它特性 | ||||||||||
| UNS | ANSI | 标准热处理 | 耐腐蚀性(1) | 切削性(2) | 抛光性能(3) | 电镀性能(4) | 阳极化行为(5) | 氧化物保护层(6) | 高温强度(7) | 焊接性(8) | 钎焊适宜性(9) |
| A05140 A05200 A05350 A07050 A07070 A07100 A07120 A07130 | 514.0 520.0 535.0 705.0 707.0 710.0 712.0 713.0 | 否 是 可选 仅时效 是 仅时效 仅时效 仅时效 | 1 1 1 2 2 2 2 2 | 1 1 1 1 1 1 1 1 | 1 1 1 1 1 1 1 1 | 5 4 — 3 3 2 2 2 | 1 1 1 2 2 2 2 2 | 1 1 1 2 2 3 3 3 | 2 —(10) 3 5 5 5 5 5 | 4 5 4 4 4 4 4 4 | 否 否 否 是 是 是 是 是 |
1.基于5%盐雾试验(ASTM B 117)
2.综合分级基于切削特性、抛光质量和工具寿命;对可热处理合金,分级基于T6热处理,其它热处理,特别是退火,可能级别较低。
3.综合分级基于常规抛光程序抛光速度和质量。
4.标准方法电镀铸件的能力。
5.根据硫酸电解液中阳极化以后的色彩、亮度和均匀性分级。
6.根据涂层和基体合金耐腐蚀性能综合分级。
7.在260摄氏度持续加热时的拉伸强度和屈服强度。
8.用同样的材料作焊料时的熔焊能力。
9.能够承受钎焊温度而无过分畸变和熔化的能力
10.不推荐超过93摄氏度使用。
表3—SAE铸造铝合金的化学成分(1)
| 其它 | 总量 | 0.10 0.15 0.50 0.35 0.15 0.15 0.35 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 — 0.50 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.25 0.25 0.50 0.50 0.50 0.50 0.20 0.20 |
| 单个 | 0.05(3) 0.05 — — 0.05 0.05 — — — — — — 0.05 — 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05(6) 0.05 — — — — — — 0.10 0.10 | |
| Ti | 0.15-0.35 0.15-0.30 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.20 0.25 0.20 0.25 0.20 0.20 0.04-0.20 0.20 — — — — — — 0.20 0.20 | |
| Sn | — 0.05 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 0.15 0.15 0.35 0.35 0.15 0.35 — — | |
| Zn | — 0.10 1.0 0.8 0.35 0.35 0.50 1.0 1.0 1.5 1.0 1.0 0.35 1.0 0.10 0.35 0.10 0.35 0.10 0.05 0.10 0.10 0.50 0.50 3.0 3.0 3.0 3.0 0.10 0.10 | |
| Ni | — 0.05 0.35 0.50 1.7-2.3 — 0.35 0.35 0.50 0.25 0.50 0.50 2.0-3.0 0.5-1.5 — — — — — — — — 0.5 0.5 0.5 0.5 0.3 0.50 — — | |
| Cr | — — — — 0.25 — — — — 0.35 — — — — — 0.25 — — — — — — — — — — — — — — | |
| Mg | 0.15-0.55 0.15-0.35 0.10 0.15-0.35 1.2-1.8 0.03 0.05 0.10 0.10-0.50 0.20-0.6 0.50-1.5 0.05-0.50 0.7-1.3 0.5-1.5 0.40-0.6 0.40-0.6 0.40-0.6 0.20-0.45 0.25-0.45 0.45-0.6 0.40-0.7 0.5-0.7 0.40-0.6 0.40-0.6 0.10 0.10 0.10 0.10 0.45-0.65 0.45-0.65 | |
| Mn | 0.2-0.50 0.2-0.5 0.50 0.50 0.35 0.35 0.35 0.50 0.80 0.20-0.6 0.5 0.5 0.35 0.50 0.10 0.50(5) 0.10 0.35(5) 0.10 0.03 0.10 0.10 0.35 0.35 0.50 0.50 0.50 0.50 0.10 0.10 | |
| Cu | 4.0-5.2 4.2-5.0 3.5-4.5 9.2-10.7 3.5-4.5 4.0-5.0 4.0-5.0 3.0-4.0 3.0-4.0 1.0-2.0 2.0-4.0 3.0-4.0 0.50-1.5 1.5-3.0 1.6-2.0 1.0-1.5 1.0-1.5 0.25 0.20 0.05 0.20 0.20 0.60 0.60 3.0-4.0 3.0-4.0 2.0-3.0 3.0-4.5 4.0-5.0 4.0-5.0 | |
| Fe | 0.15 0.15 1.2 1.5 1.0 1.0 1.2 1.0 1.2 1.0 1.2 1.0 1.2 1.2 0.20 0.6(5) 0.20 0.6(5) 0.20 0.15 0.20 0.20 2.0 1.3 2.0 1.3 1.3 1.3 1.3 0.50 | |
| Si | 0.10 0.10 2.5-3.5 2.0 0.7 0.7-1.5 2.0-3.0 5.5-6.5 5.5-6.5 7.5-8.5 8.5-10.5 8.0-10.0 11.0-13.0 11.0-13.0 8.6-9.4 4.5-5.5 4.5-5.5 6.5-7.5 6.5-7.5 6.5-7.5 6.5-7.5 8.5-9.5 9.0-10.0 9.0-10.0 7.5-9.5 7.5-9.5 9.5-11.5 10.5-12.0 16.0-18.0 16.018.0 | |
| 产品 | S,PM S,PM S,PM S,PM S,PM S PM S,PM S,PM S PM PM PM PM PM S,PM S,PM S,PM S,PM S,PM S,PM S,PM D D D D D D D S,PM | |
| SAE | 382 — 380 34 39 38 — 329 329 327 332 331 321 334 — 322 335 323 336 — — — — 309 308 306 383 303 — — | |
| ANSI | 201.0 206.0 208.0 222.0 242.0 295.0 296.0 B319.0 B319.0 328.0 332.0 333.0 336.0 339.0 354.0 355.0 C355.0 356.0 A356.0 357.0 A357.0 359.0 360.0 A360.0 380.0 A380.0 383.0 384.0 390.0 A390.0 | |
| UNS | A02010 A02060 A02080 A02220 A02420 A02950 A02960 A03190 A23190 A03280 A03320 A03330 A03360 A03390 A03540 A03550 A33550 A03560 A13560 A03570 A13570 A03590 A03600 A13600 A03800 A13800 A03830 A03840 A03900 A13900 | |
| 其它 | 总量 | 0.20 0.25 0.25 0.15 0.25 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.20 0.25 |
| 单个 | 0.10 — — 0.05 — 0.05 0.05 0.05 0.05(8) 0.05 0.05 0.05 0.05 0.10 | |
| Ti | 0.20 — — 0.25 — 0.20 0.25 0.25 0.10-0.25 0.25 0.25 0.25 0.15-0.25 0.25 | |
| Sn | — 0.15 0.15 — 0.15 — 0.15 — — — — — — — | |
| Zn | 1.5 0.50 0.50 0.35 0.50 0.10 0.15 0.15 2.7-3.3 4.0-4.5 6.0-7.0 5.0-6.5 7.0-8.0 | |
| Ni | 0.10 0.50 0.50 — 0.50 — — — — — — — — — | |
| Cr | — — — — — — — — — 0.2-0.4 0.2-0.4 — 0.4-0.6 0.35 | |
| Mg | 0.45-0.65 0.10 0.10 0.05 0.10 0.05 3.5-4.5 9.5-10.6 6.2-7.5 1.4-1.8 1.8-2.4 0.6-0.8 0.5-0.65 0.20-0.5 | |
| Mn | 0.50 0.35 0.35 0.35 0.35 0.10 0.35 0.15 0.10-0.25 0.40-0.6 0.40-0.6 0.05 0.10 0.6 | |
| Cu | 4.0-5.0 1.0 1.0 0.15 0.6 0.10 0.15 0.25 0.05 0.20 0.20 0.35-0.65 0.25 0.4-1.0 | |
| Fe | 1.3 2.0 1.3 0.8 2.0 0.20 0.50 0.30 0.15 0.8 0.8 0.50 0.50 1.1 | |
| Si | 16.0-18.0 11.0-13.0 11.0-13.0 4.5-6.0 4.5-6.0 6.5-7.5 0.35 0.25 0.15 0.20 0.20 0.15 0.30 0.25 | |
| 产品 | D D D S,PM D S S S S S,PM S,PM S S S,PM | |
| SAE | — — 305 35 304 — 320 324 — 311 312 313 310 315 | |
| ANSI | B390.0 413 A413.0 B443.0 C443.0 A444.0 514.0 520.0 535.0 705.0 707.0 710.0 712.0 713.0 | |
| UNS | A23900 A04130 A14130 A24430 A34430 A14440 A05140 A05200 A05350 A07050 A07070 A07100 A07120 A07130 | |
2.S—砂模铸造;PM—永久模铸造;D—拉模铸造。
3.还含0.40-1.0%的银。
4.成分限于前面列出的SAE合金334略有不同。
5.若铁超过0.45%,锰含量不低于铁的一半。
6.还含0.04-0.07%的铍。
7.SAE35近似于B443.0,实际的SAE35就是443.0,它已被B443.0代替。
8.还含0.003-0.007%的铍和最大0.002%的硼。
表4—SAE铸造合金的典型物理性能
| 合金 | 密度 | 熔化范围(1) | 导电性%IACS | 导热性W/(m.K) | 热膨胀系数,×10-6 | |||||||||
| UNS | ANSI | 热处理 | Lb/ln2 | Kg/m2 | °F | °C | 68-212°F 每°F | 20-100°C 每°C | 68-572°F 每°F | 20-300°C 每°C | ||||
| A02010 A02060 A02080 A02220 A02420 A02950 A02960 A03190 A23190 A03280 A03320 A03330 A03360 A03390 A03540 A03550 | 201.0 206.0 208.0 222.0 242.0 295.0 296.0 B319.0 B319.0 328.0 332.0 333.0 336.0 339.0 354.0 355.0 | T6 T7 T4 F T4 T55 T6 T7 0 T551 T61 T65 0 T571(2) T61 T77 T4 T6 T62 T7 T4 T6(2) T7 F T5 T6 T61 T5 T6 F T6 T5(2) F(2) T5(2) T6(2) T7(2) T551(2) T65 T551(2) T61 T51 T6 T62(2) T7 T71 | 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.107 0.107 0.107 0.107 0.102 0.102 0.102 0.102 0.102 0.102 0.102 0.102 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 0.101 — — 0.098 0.098 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.098 0.098 0.098 0.098 0.098 0.098 0.098 0.098 0.098 | 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2960 2960 2960 2960 2820 2820 2820 2820 2820 2820 2820 2820 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 — — 2720 2720 2770 2770 2770 2770 2770 2720 2720 2720 2720 2720 2720 2720 2720 2720 | 995-1200 995-1200 1010-1200 970-1160 970-1160 970-1160 970-1160 970-1160 965-1155 965-1155 965-1155 965-1155 990-1175 990-1175 990-1175 990-1175 970-1190 970-1190 970-1190 970-1190 970-1170 970-1170 970-1170 960-1120 960-1120 960-1120 960-1120 — — 1025-1105 1025-1105 970-1080 960-1085 960-1085 960-1085 960-1085 1000-1050 1000-1050 — 1000-1105 1015-1150 1015-1150 1015-1150 1015-1150 1015-1150 | 535-650 535-650 542-650 521-627 521-627 521-627 521-627 521-627 518-624 518-624 518-624 518-624 532-635 532-635 532-635 532-635 521-3 521-3 521-3 521-3 521-632 521-632 521-632 516-604 516-604 516-604 516-604 — — 552-596 552-596 521-582 516-585 516-585 516-585 516-585 538-566 538-566 — 538-596 546-621 546-621 546-621 546-621 546-621 | 30 30 — 31 — — — — — — 33 — — 34 — 38 — 35 — — — 33 — 27 — — — — — 30 — 26 26 29 29 35 29 — — 32 43 36 36 42 39 | 121 121 121 125 — — — — — — 130 — — 134 — 151 138 138 138 — 130 130 — 109 — — — — — 121 — 104 104 117 117 138 117 — 117 125 167 142 142 163 151 | 10.7 10.7 10.7 12.4 12.4 12.4 12.4 12.4 12.3 12.3 12.3 12.3 12.6 12.6 12.6 12.6 12.7 12.7 12.7 12.7 12.2 12.2 12.2 11.9 11.9 11.9 11.9 — — 11.9 11.9 11.5 11.4 11.4 11.4 11.4 11.0 11.0 — 11.6 12.4 12.4 12.4 12.4 12.4 | 19.3 19.3 19.3 22.3 22.3 22.3 22.3 22.3 22.1 22.1 22.1 22.1 22.7 22.7 22.7 22.7 22.9 22.9 22.9 22.9 22.0 22.0 22.0 21.4 21.4 21.4 21.4 — — 21.4 21.4 20.7 20.5 20.5 20.5 20.5 18.9 18.9 — 20.9 22.3 22.3 22.3 22.3 22.3 | 13.7 13.7 — 13.4 13.4 13.4 13.4 13.4 13.1 13.1 13.1 13.1 13.6 13.6 13.6 13.6 13.8 13.8 13.8 13.8 13.3 13.3 13.3 12.7 12.7 12.7 12.7 — — 12.9 12.9 12.4 12.4 12.4 12.4 12.4 12.0 12.0 — 12.7 13.7 13.7 13.7 13.7 13.7 | 24.7 24.7 — 24.1 24.1 24.1 24.1 24.1 23.6 23.6 23.6 23.6 24.5 24.5 24.5 24.5 24.8 24.8 24.8 24.8 23.9 23.9 23.9 22.9 22.9 22.9 22.9 — — 23.2 23.2 22.3 22.3 22.3 22.3 22.3 21.6 21.6 — 22.9 24.7 24.7 24.7 24.7 24.7 | ||
| 合金 | 密度 | 熔化范围(1) | 导电性%IACS | 导热性W/(m.K) | 热膨胀系数,×10-6 | |||||||
| UNS | ANSI | 热处理 | Lb/ln2 | Kg/m2 | °F | °C | 68-212°F 每°F | 20-100°C 每°C | 68-572°F 每°F | 20-300°C 每°C | ||
| A33550 A03560 A13560 A03570 A13570 A03590 A03600 A13600 A03800 A13800 A03830 A03840 A03900 A13900 A23900 A04130 A14130 A24430 A34430 A14440 A05140 A05200 A05350 A07050 A07070 A07100 A07120 A07130 | C355.0 356.0 A356.0 357.0 A357.0 359.0 360.0 A360.0 380.0 A380.0 383.0 384.0 390.0 A390.0 B390.0 413 A413.0 B443.0 C443.0 A444.0 514.0 520.0 535.0 705.0 707.0 710.0 712.0 713.0 | T6 T61 F T51 T6 T7 T71 T6 T61 T7 T71 T6 T61 T61 F F F F F F F T5 T6 T7 F F F F F F F T4 F T5 T5 T7 T5 T5 T5 | 0.098 0.098 0.097 0.097 0.097 0.097 0.097 0.097 0.097 0.097 0.097 0.097 0.097 0.097 0.095 0.095 0.098 0.098 0.098 0.098 — 0.099 0.099 0.099 — 0.096 0.096 0.097 0.097 0.095 0.096 0.093 0.095 0.100 0.100 0.100 0.102 0.101 0.102 | 2720 2720 2685 2685 2685 2685 2685 2685 2685 2685 2685 2685 2685 2685 2630 2630 2720 2720 2720 2720 — 2740 2740 2740 — 2660 2660 2685 2685 2635 2660 2570 2635 2770 2770 2770 2820 2800 2810 | 1015-1150 1015-1150 1035-1135 1035-1135 1035-1135 1035-1135 1035-1135 1035-1135 1035-1135 1035-1135 1035-1135 1035-1135 1035-1135 1045-1115 1035-1105 1035-1105 1000-1100 1000-1100 960-1080 960-1080 — 945-1200 945-1200 945-1200 — 1065-1080 1065-1080 1065-1170 1065-1170 1065-1145 1085-1185 840-1120 1020-1165 1105-1180 1085-1165 1085-1165 1105-1195 1135-1200 1100-1180 | 546-621 546-621 557-613 557-613 557-613 557-613 557-613 557-613 557-613 557-613 557-613 557-613 557-613 563-602 557-596 557-596 538-593 538-593 516-582 516-582 — 507-9 507-9 507-9 — 574-582 574-582 574-632 574-632 574-618 585-0 449-604 548-629 596-638 585-629 585-629 596-6 613-9 593-638 | 36 37 — 43 39 40 — — 39 — — 39 39 35 — 29 23 — 23 23 — 25 — — — — 31 37 37 41 35 21 23 25 25 — 35 35 30 | 142 146 — 167 151 155 — — 151 — — 151 151 138 — 113 96 100 96 96 — 134 — — — — 121 146 142 159 138 88 96 104 104 — 138 138 121 | 12.4 12.4 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9 11.6 12.2(3) 12.2(3) 12.1(3) — 11.7(3) 11.7(3) — 10.0 10.0 10.0 — 11.9(3) 11.9(3) 12.3 12.9(3) 12.1 13.4 13.7 13.1 13.1 13.2 13.2 13.4 13.7 13.4(4) | 22.3 22.3 21.4 21.4 21.4 21.4 21.4 21.4 21.4 21.4 21.4 21.4 21.4 20.9 22.0(3) 22.0(3) 21.8(3) — 21.1(3) 21.1(3) — 18.0 18.0 18.0 — 21.4(3) 21.4(3) 22.1 23.2(3) 21.8 24.1 24.7 23.6 23.6 23.8 23.8 24.1 24.7 24.1(4) | 13.7 13.7 12.9 12.9 12.9 12.9 12.9 12.9 12.9 12.9 12.9 12.9 12.9 12.7 — — — — — — — — — — — — — 13.4 — 13.2 14.5 14.8 14.8 14.3 14.4 14.4 14.6 14.8(4) 14.6(4) | 24.7 24.7 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 — — — — — — — — — — — — — 24.1 — 23.8 26.1 26.6 26.6 25.7 25.9 25.9 26.3 26.6(4) 26.3(4) |
2.冷铸样品,所有其它样品都是粘性砂模铸造。
3.拉模铸造合金的有效温度范围是20-200摄氏度。
4.估计值。
表5—SAE砂模铸造合金的机械性能极限(1)
| 合金 | 最小拉伸强度 | 最小屈服强度(0.2%位移) | 延伸率 | 布氏硬度(2)(500kg) | ||||
| UNS | ANSI | 热处理 | ksI | MPa | ksI | MPa | ||
| A02010 A02060 A02080 A02220 A02420 A02950 A03190 A23190 A03280 A03550 A33550 A03560 A13560 A03570 A13570 A03590 A13900 A23900 A24430 | 201.0 206.0 208.0 222.0 242.0 295.0 319.0 B319.0 328.0 355.0 C355.0 356.0 A356.0 357.0 A357.0 359.0 A390.0 B390.0 B443.0 | T6 T7 T4 F T55 0 T61 0 T571 T61 T77 T4 T6 T62 T7 F T5 T6 T5 T6 F T6 T51 T6 T7 T71 T6 T61 F T51 T6 T7 T71 T6 T7 T71 T6(4) T6(4) T61(4) F T5 T6 T7 F | 60.0 60.0 40.0 19.0 21.0 23.0 30.0 23.0 29.0 32.0 24.0 29.0 32.0 36.0 29.0 23.0 25.0 31.0 26.0(3) 32.0(3) 25.0 34.0 25.0 32.0 35.0 30.0 36.0 36.0(3) 19.0 23.0 30.0 31.0 25.0 34.0 32.0(3) 26.0(3) — — — 26.0(3) 26.0(3) 40.0(3) 36.0(3) 17.0 | 415 415 275 130 145 160 205 160 200 220 165 200 220 250 200 160 170 215 180(3) 220(3) 170 235 170 220 240 205 250 250(3) 130 160 205 215 170 235 220(3) 180(3) — — — 180(3) 180(3) 275(3) 250(3) 40 | 50.0 50.0 24.0 12.0 — — — — — 20.0 13.0 13.0 20.0 28.0 16.0 13.0 — 20.0 — 21.0(3) 14.0 21.0 18.0 20.0 — 22.0 25.0 30.0(3) — 16.0 20.0 29.0 18.0 24.0 30(3) 19.0(3) — — — 26.0(3) 26.0(3) 40.0(3) 36.0(3) 6.0 | 345 345 165 85 — — — — — 140 90 90 140 195 110 90 — 140 — 145(3) 95 145 125 140 — 150 170 205(3) — 110 140 200 125 165 205(3) 130(3) — — — 180(3) 180(3) 275(3) 250(3) 40 | 5.0 3.0 8.0 1.5 — — — — — — 1.0 6.0 3.0 — 3.0 1.5 — 1.5 — 1.0(3) 1.0 1.0 — 2.0 — — 2.5 1.0(3) 2.0 — 3.0 — 3.0 3.5 — 4.0(3) — — — — — — — 3.0 | 115-145 115-145 — 40-70 — — 100-130 — — 90-120 — 45-75 60-90 80-110 55-85 55-85 — 65-95 — 70-100(3) 45-75 65-95 50-80 65-95 — 60-90 — 70-100(3) 40-70 45-75 55-85 60-90 45-75 55-85 — — — — — 85-115(3) 85-115(3) 125-155(3) 100-130(3) 25-55 |
| 合金 | 最小拉伸强度 | 最小屈服强度(0.2%位移) | 延伸率 | 布氏硬度(2)(500kg) | ||||
| UNS | ANSI | 热处理 | ksI | MPa | ksI | MPa | ||
| A14440 A05140 A05200 A05350 A07050 A07070 A07100 A07120 A07130 | A444.0 514.0 520.0 535.0 705.0 707.0 710.0 712.0 713.0 | F F T4 F T5 T5 T7 T5 T5 T5 | 18.0(3) 22.0 42.0 35.0 30.0 33.0 37.0 32.0 34.0 32.0 | 125(3) 150 290 240 205 230 255 220 235 220 | 7.0(3) 9.0 22.0 18.0 17.0 22.0 30.0 20.0 25.0 22.0 | 50(3) 60 150 125 115 150 205 140 170 150 | 8.0(3) 6.0 12.0 9.0 5.0 2.0 1.0 2.0 4.0 3.0 | 35-65(3) 35-65 60-90 60-90 50-80 60-90 65-95 60-90 60-90 60-90 |
2.硬度值仅供参考。
3.经验数据。
4.机械性能依赖于具体合金的铸造工艺和热处理制度,这些合金通常以最优质量应用,工艺技术尚未标准化,可参考具体铸造厂应用的性能极限。
表6 —SAE永久模铸造合金的机械性能极限(1)
| 合金 | 最小拉伸强度 | 最小屈服强度(0.2%位移) | 延伸率 | 布氏硬度(2)(500kg) | ||||
| UNS | ANSI | 热处理 | ksI | MPa | ksI | MPa | ||
| A02010 A02060 A02080 A02220 A02420 A02960 A03190 A23190 A03320 A03330 A03360 A03390 A03540 A03550 A33550 A03560 A13560 A03570 A13570 A03590 | 201.0 206.0 208.0 222.0 242.0 296.0 319.0 B319.0 332.0 333.0 336.0 339.0 354.0 355.0 C355.0 356.0 A356.0 357.0 A357.0 359.0 | T6 T7 T4 T4 T6 T7 T551 T65 0 T571 T61 T4 T6 T7 F T6 T61 F T6 T5 F T5 T6 T7 T551 T65 T551 T61 T51 T6 T62 T7 T71 T61 F T51 T6 T7 T71 T6 T61 T6 T61 T61 | 60.0 60.0 40.0(3) 33.0 35.0 33.0 30.0 40.0 24.0(3) 34.0 40.0 33.0 35.0 33.0 28.0 34.0 40.0 29.0(3) 36.0(3) 31.0 28.0 30.0 35.0 31.0 31.0 40.0 31.0 48.0 27.0 37.0 42.0 36.0 34.0 40.0 21.0 25.0 33.0 25.0 25.0 33.0(3) 37.0 45.0 45.0 45.0 | 415 415 275(3) 230 240 230 205 275 165(3) 235 275 230 240 230 195 235 275 200(3) 250(3) 215 195 205 240 215 215 275 215 330 185 255 290 250 235 275 145 170 230 170 170 230(3) 255 310 310 310 | 50.0 50.0 24.0(3) 15.0 22.0 16.0 — — — — — 15.0 — 16.0 14.0 — 24.0 15.0(3) — — — — — — — — — 37.0 — — — — 27.0 30.0 — — 22.0 — — 22.0(3) 26.0 — 36.0 34.0 | 345 345 165 105 150 110 — — — — — 105 — 110 95 — 165 105(3) — — — — — — — — — 255 — — — — 185 205 — — 150 — — 150(3) 180 — 250 235 | 5.0 3.0 8.0(3) 4.5 2.0 3.0 — — — — — 4.5 2.0 3.0 1.5 2.0 1.0 1.0(3) 1.0(3) — — — — — — — — 3.0 — 1.5 — — — 3.0 3.0 — 3.0 3.0 3.0 5.0(3) 5.0 3.0 3.0 4.0 | 115-145 115-145 60-90 75-105 65-95 100-130 125-155 — 90-120 95-125 60-90 75-105 65-95 70-100 75-105 80-110 80-110(3) 90-120(3) 90-120 65-100 70-105 85-115 75-105 90-120 110-140 — — 60-90 75-105 90-120 70-100 65-95 75-105 40-70 55-85 65-95 60-90 60-90 65-95 70-100 75-105 85-115 75-105 |
| 合金 | 最小拉伸强度 | 最小屈服强度(0.2%位移) | 延伸率 | 布氏硬度(2)(500kg) | ||||
| UNS | ANSI | 热处理 | ksI | MPa | ksI | MPa | ||
| A13900 A24430 A07050 A07070 A07130 | A390.0 B443.0 705.0 707.0 713.0 | F T5 T6 T7 F T5 T5 T7 T5 | 29.0(3) 29.0(3) 45.0(3) 38.0(3) 21.0 37.0 42.0 45.0 32.0 | 200(3) 200(3) 310(3) 260(3) 145 255 290 310 220 | 29.0(3) 29.0(3) 45.0(3) 38.0(3) 21.0 37.0 42.0 45.0 32.0 | 200(3) 200(3) 310(3) 260(3) 40 115 170 240 150 | — — — — 2.5 10.0 4.0 3.0 4.0 | 95-125(3) 95-125(3) 130-160(3) 105-135(3) 30-60 55-85 80-110 80-110 60-90 |
2.硬度值仅供参考。
3.经验数据。
表7 —SAE拉模铸造合金的机械性能极限(1)
| 合金 | 拉伸强度 | 屈服强度(0.2%位移) | 延伸率 | |||
| UNS | ANSI | ksI | MPa | ksI | MPa | |
| A03600 A13600 A03800 A13800 A03830 A03840 A03900 A13900 A04130 A14130 A34430 | 360.0 A360.0 380.0 A380.0 383.0 384.0 390.0 A390.0 413.0 A413.0 C443.0 | 44.0 46.0 46.0 47.0 45.0 48.0 41.0 46.0 43.0 42.0 33.0 | 300 315 315 325 310 330 285 315 295 290 230 | 25.0 24.0 23.0 23.0 22.0 24.0 35.0 36.0 21.0 19.0 14.0 | 170 165 160 160 150 165 240 250 145 130 90 | 2.5 3.5 2.5 3.5 3.5 2.5 1.0 — 2.5 3.5 9.0 |
从铸件加工的测试试样的性能会因取样位置而不同,从薄处取样的性能可能会优于浇铸测试试棒,而取自厚部或浇铸口附近的样品性能会较低,这种关系不只是铝合金,所有的金属铸件都一样。一般情况下,从铸件加工的测试试样用作接受或否定的基础,它们的机械性能由生产商和购买商协商而定。
不同的铸造测试试样用于金属质量的控制,在热处理状态下用作热处理工艺的控制,因此,这些测试试样要与它们所代表的铸件一同热处理,设计安全系数涵盖商业铸件与合金规定的性能之间的差异。
8.热处理命名体系—铸造铝合金的热处理命名体系包括三个名称:F,O和T,定义如下:
F—铸态—铸造结束后未经任何热处理。
O—退火—对铸件消除应力,此处理产生最好的塑性和尺寸稳定性,但是强度和硬度最低。
T—热处理—对合金热处理以使其稳定。T后常跟一个或多个数字,定义具体的热处理,第一个数字代表最基本的热处理,后续数字代表对初始基本热处理的演变,如T5是对合金的一种热处理,T51是对T5的演变,T52又是另一种演变等等。
T的分支或者说基本的热处理类型解释如下:
T4—固溶热处理+淬火+自然时效—固溶热处理是将合金加热到熔点一下某个温度保温一段时间,这就促进合金中的扩散、固溶或均一化以消除合金成分偏析,随后组成的弥散分布造成合金均匀的硬化和强化,此过程发生在稍高于人工时效的温度或室温,这称之为自然时效。某些合金在从固溶处理温度淬火以后,为达到预期的或稳定的状态,自然时效需要3到14天时间,对T4演变的数字通常指名淬火介质。
T5—对铸件只进行人工时效—从浇铸温度冷却以后,不用固溶处理直接人工时效,这是为提高机械性能或尺寸稳定性,同时,T5可以避免固溶和淬火处理时产生畸变。
T6—固溶热处理+淬火+人工时效—提高机械性能和尺寸稳定性。
T7—固溶热处理+淬火+稳定化处理—稳定到达到最大强度的时效条件,以得到某些特殊性能,或使得部件在比T6时效温度高的温度使用。
表8列出了铸造铝合金的典型热处理制度
注:不同热处理的时间排序通常要取得最优的结果,如,室温自然时效要在固溶处理之后或人工时效或稳定化处理之前,另外,固溶处理之后,需要快速淬火以得到所需机械性能。(在进入淬火介质之前一般不应大于10秒。)
表8—典型热处理制度
| 合金 | 砂模铸造 | 永久模铸造 | ||||||||||||
| UNS | ANSI | 热处理 | 固溶热处理 | 沉淀硬化处理 | 固溶热处理 | 沉淀硬化处理 | ||||||||
| 温度 | 小时 | 温度 | 小时 | 温度 | 小时 | 温度 | 小时 | |||||||
| ±10°F | ±6 °C | ±10°F | ±6 °C | ±10°F | ±6 °C | ±10°F | ±6 °C | |||||||
| A02010 A02060 A02080 A02220 A02420 A02950 A02960 A03190 A23190 A03280 A03320 A03330 A03360 A03390 A03540 A03550 A33550 | 201.0 206.0 208.0 222.0 242.0 295.0 296.0 B319.0 B319.0 328.0 332.0 333.0 336.0 339.0 354.0(6) 355.0 C355.0(8) | T6 T7 T4 T4 T55 T6 T7 0(4) T551 T61 T65 0 T571(2) T61 T77 T4 T6 T62 T7 T4 T6(2) T7 T5 T6 T61 T5 T6 T6 T5 T5 T6 T7 T551 T65 T551 T61 T51 T6 T62(2) T7 T71 T6 T61 | 980(2) 980(2) 980(2) — — — — — — 950 — — — 960(5) 960(5) 960 960 960 960 — — — — 940 — — 940 960 — — — — — — — — — 980 — 527 980 980 980 | 527(2) 527(2) 527(2) — — — — — — 510 — — — 516 516 516 516 516 516 — — — — 504 — — 504 516 — — — — — — — — — 527 — 980 527 527 527 | 14-20 14-20 14-20 — — — — — — 8-12 — — — 6-12 6 12 12 12 12 — — — — 6-12 — — 6-12 8-12 — — — — — — — — — 8-12 — 8-12 8-12 12 12 | 310(3) 370(3) — — 310 — — — — 310 — 650 400 450 650 — 310 310 500 — — — 400 310 — 400 310 310 — — — — — — — — 440 310 — 440 475 310(7) 310(7) | 154(3) 188(3) — — 154 — — — — 154 — 343 204 232 342 — 154 154 260 — — — 204 154 — 204 154 154 — — — — — — — — 227 154 — 227 246 154(7) 154(7) | 20 5 — — 16 — — — — 10-12 — 3 8 1-3 2min — 3-6 12-24 4-6 — — — 8 2-5 — 8 2-5 2-5 — — — — — — — — 7-9 3-5 — 3-5 4-6 3-5 10-12 | 980(2) 980(2) 980(2) 940 — 940 940 — — — 950 — — 960(5) — — — — — 950 950 950 — 940 940 — 940 — — — 940 940 — 960 — 980 — 980 980 980 980 — 980 | 527(2) 527(2) 527(2 504 — 504 504 — — — 510 — — 516 — — — — — 510 510 510 — 504 504 — 504 — — — 504 504 — 516 — 527 — 527 527 527 527 — 527 | 14-20 14-20 14-20 4-12 — 4-12 4-12 — — — 4-12 — — 4-12 — — — — — 8 8 8 — 4-12 4-12 — 4-12 — — — 6-12 6-12 — 8 — 10-12 — 4-12 4-12 4-12 4-12 — 6-12 | 310(3) 370(3) — — — 310 500 — 340 — 340 650 340 400 — — — — — — 310 500 — 310 310 — 310 — 400 400 310 500 400 400 400 310(7) 440 310 340 440 475 — 310(7) | 154(3) 188(3) — — — 154 260 — 171 — 171 343 171 204 — — — — — — 154 260 — 154 154 — 154 — 204 204 154 260 204 204 204 154(7) 227 154 171 227 246 — 154(7) | 20 5 — — — 2-5 4-6 — 16-22 — 7-9 3 22-26 3-5 — — — — — — 3-8 4-6 — 2-5 8-12 — 2-5 — 7-9 7-9 2-5 4-6 7-9 7-9 8-12 10-12 7-9 2-5 14-18 3-9 3-6 — 10-12 |
| 合金 | 砂模铸造 | 永久模铸造 | ||||||||||||
| UNS | ANSI | 热处理 | 固溶热处理 | 沉淀硬化处理 | 固溶热处理 | 沉淀硬化处理 | ||||||||
| 温度 | 小时 | 温度 | 小时 | 温度 | 小时 | 温度 | 小时 | |||||||
| ±10°F | ±6 °C | ±10°F | ±6 °C | ±10°F | ±6 °C | ±10°F | ±6 °C | |||||||
| A03560 A13560 A03570 A13570 A03590 A13900 A05200 A07050 A07070 A07100 A07120 A07130 | 356.0 A356.0 357.0 A357.0(8) 359.0 A390.0 520.0 705.0 707.0 710.0 712.0 713.0 | T51 T6 T7 T71 T6 T61 T7 T71 T6 T61 T61 T5 T6 T7 T4(9) T5 T5 T7 T5 T5 T5 | — 1000 1000 1000 1000 — 1000 1000 1000 1000 1000 — 925 925 810 — — 990 — — — | — 538 538 538 538 — 538 538 538 538 538 — 496 496 432 — — 532 — — — | — 8-12 8-12 8-12 12 — 12 12 12 12 10-14 — 8-12 8-12 16-18 — — 8-16 — — — | 440 310 400 475 310(7) — 440(7) 475(7) 350 310 310 450 350 450 — 210 210 350 R.T. 315(10) 250(10) | 227 154 24 246 154(7) — 227(7) 246(7) 177 154 154 232 177 232 — 99 99 177 R.T. 157(10) 121(10) | 7-9 3-5 3-5 2-4 2-5 — 8 3 6 8-10 10-12 8 8 8 — 8 8 4-10 21(4) 6-8 16 | — 1000 1000 1000 1000 1000— — 1000 1000 — 925 925 — — — 990 — — — | — 538 538 538 538 538 — — 538 538 — 496 496 — — — 532 — — — | — 4-12 4-12 4-12 6-12 6-12 — — 10 10-14 6-12 6-12 — — — 8-10— — — | 440 310 440 475 310(7) 310(7) — — 310 310 450 350 450 — 210 210 350 — — 250(10) | 227 154 227 246 154(7) 154(7) — — 154 154 232 177 232 — 99 99 177 — — 121 | 7-9 2-5 7-9 3-6 2-5 6-12 — — 8 10-12 8 8 8 — 10 8 4-10 — — 16 |
2.980度之前在950度固溶处理2小时可避免共晶产生。
3.在固溶处理和沉淀硬化之间室温停留12-24小时。
4.使用气流淬火。
5.对这些合金,机械性能常在关键件中说明,沉淀硬化处理温度和时间可以有很大的变化范围以取得特定的铸造性能。
6.在固溶处理和沉淀硬化之间,室温停留至少8小时。
7.65-100摄氏度水淬火10-20秒,然后空冷。
8.达到尺寸稳定性的应力消除:(1) 413+/-14度停留5小时 (2) 2小时或更多炉冷到343度 (3) 少于半小时炉冷到232度 (4) 大约2小时炉冷到121度 (5) 空冷到室温。
9.对这些合金,机械性能常在关键件中说明,沉淀硬化处理温度和时间可以有很大的变化范围以取得特定的铸造性能。
10. 室温停留21天可替代沉淀硬化处理。
基本原理—未定
SAE标准和国际ISO标准之间的关系——未定
应用—SAE铸造铝合金的相关标准涉及很大范围的铸件,包括一般用途和特殊用途的铸件,但不包括所有的商业用合金。近些年来,铝合金已经被很多编码体系采纳,见表1。最近,SAE推荐使用UNS编码体系来区别这些材料,铸件主要通过砂模铸造、永久铸模铸造和拉模铸造方法制取;然而,外壳空模、熔模铸造、石膏型铸造以及其他一些不常用的铸造方法也被采用,如果合金没有所需的特性,推荐生产商可以考虑这些方法。
引用文件
ASTM E 29—使用有效测试数据测试规范适用性的方法
ASTM E 34—铝及铝合金化学分析测试方法
ASTM E 117—生铅的点到面光谱分析方法
ASTM B 557—变形和铸造铝合金及镁合金的压力测试方法
由SAE铸造铝合金委员会制定
