铸造铝铜合金

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1、铸造铝铜合金李敏主要内容：1.成分和牌号2.组织与性能3.时效强化机理4.热处理工艺5.应用1.铝铜合金的成分和牌号铸造铝铜合金是以铜为主要合金元素的铸造铝合金，Al-Cu合金中Cu的质量分数一般为3%～11%。含铜4.5%～5.3%时合金强化效果最佳。Al-Cu合金中再加合金元素Mg或Mn可形成Al-Cu-Mg和Al-Cu-Mn合金，其中含Cu2%～7%，Mg<3%，Mn<1%。通常把Al-Cu-Mg系合金称为普通硬铝，其中Cu和Mg的总含量越高，Cu和Mg含量的比值越大，热处理强化效果越明显。而常把Al-Cu-Mn系合金称为耐热硬铝。国家标准GB1

2、173-1986规定，铸造铝合金牌号由Z（铸）Al、主要合金元素的化学符号及其平均含量（％）组成。Al-Cu系：代号为ZL2+两位数字顺序号如：ZAlCu5Mn—ZL201ZAlCu4–ZL203一些Al-Cu-Mg系合金成分介绍2.铸造铝铜合金的组织与性能铜在铝中有较大的溶解度，且随温度的改变而改变，因而铝铜合金可以通过时效强化提高强度，并且时效强化的效果能够保持到较高的温度，使合金具有较高的热强性。ZL201等轴树枝晶晶粒较大ZL203（Cu-4.5%）初生α相和共晶产物（α+Al2Cu），初生相比较多且粗大。Al-Cu-Mg系ZL201合金室温和

3、高温下的拉伸性能较高，塑性及冲击韧性好，焊接性能和切削加工性能良好，但铸造性能较差，有热裂倾向，耐腐蚀性低。ZL203合金具有较好的高温强度，良好的焊接性能和切削加工性能，但是铸造性能和抗腐蚀性能不好。3.时效强化机理固溶处理机理：（ZL203）将含有4％铜的铝合金加热到α相区中的某一温度，经过一段时间保温，获得单一的固溶体组织，然后投入水中快冷，使次生相θ（CuAl2）来不及从相中析出。从而在室温下获得过饱和α固溶体。时效强化：经固溶处理后的铝铜合金，在室温下放置一段时间或加热到一定温度保温一定时间，强度和硬度都有一定提高。铝-铜合金相图Al-4％C

4、u：自然时效初期有一段孕育期，强度提高不明显，维持在250MPa左右，孕育期后3～5天强度明显提高，增至400MPa左右，并趋于稳定。4.铸造铝铜合金的热处理铸造Al-Cu系合金属于固溶体型合金，对其采用正确的热处理是获得高力学性能的保障。铸造铝合金的热处理种类和应用（GB/T1173-1995）表示符号热处理类别工艺特点目的T4淬火+自然时效提高零件强度和耐蚀性T5淬火+不完全时效淬火后进行短时间时效（时效温度低或时间短）得到一定强度、保持较好塑性T6淬火+人工时效时效温度较高（180℃），时间较长得到高强度T7淬火+稳定回火时效温度比T5，T6高，

5、接近零件的工作温度保持较高的组织稳定性和尺寸稳定性5.应用Al-Cu-Mg-Si系合金：用于制造形状复杂、承受中等载荷的各类大型锻件和模锻件，但该合金有应力腐蚀和晶界腐蚀的倾向，不宜作薄壁零件；Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金：因含有较多的Fe、Ni，因而具有较高的耐蚀性能，适宜于制造发动机的活塞、汽轮机叶片等耐高温和耐腐蚀的零件。内燃机汽轮机叶片铸造Al-Cu系合金在不同的热处理状态通常其应用场合也有很大的不同。Eg：ZL205AT5状态下主要用于导弹和飞机的支臂、支座等零件；T6状态下可代替中碳钢制造雷达的横轴；T7状态下可用于腐蚀气氛中工作的承

6、力构件，如超高压线路架等。美-F117隐形战斗机雷达的横轴超高压线路架THANKYOU！