ALCAST铝合金船舶与交通领域的理想






ALCAST铝合金化学成分:
铝 Al :余量
硅 Si :0.40
铜 Cu :0.10
镁 Mg:4.04.9
锌 Zn:0.25
锰 Mn:0.401.0
钛 Ti :0.15
铬 Cr:0.050.25
铁 Fe: 0.000 0.400
注:单个:0.05;合计:0.15
力学性能:
抗拉强度 σb (MPa)173~244
条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥70
密度 2.68克/立方厘米
试样尺寸:所有壁厚
注:管材室温纵向力学性能 不同状态不同的性能。
处理工艺 1)均匀化退火:加热440℃;保温12~14h;空冷。 2)快速退火:加热350~410℃;保温时间30~120min;空或水冷。 3)高温退火:加热350~420℃;成品厚
度≥6或<6时,保温时间为2~10min或10~30min;空冷。 4)低温退火:加热250~300℃或150~180℃;保温时间为1~2h,空冷.
2. 典型物理性能
密度:2.65-2.85 g/cm³(较锻造铝合金低3-5%)
热膨胀系数:21-24×10⁻⁶/℃
固相线温度:520-600℃(取决于合金系)
二、核心特性优势
1. 工艺适应性
薄壁铸造能力:
Al-Si系可铸0.5mm壁厚(压铸)
流动性指数:A356 > 75cm(螺旋试样测试)
尺寸稳定性:
收缩率:0.5-1.2%(金属型铸造)
2. 力学性能范围
合金系抗拉强度 (MPa)延伸率 (%)典型硬度 (HB)
Al-Si220-3201-870-90
Al-Cu300-4502-1090-120
Al-Mg200-2805-1560-80
Al-Zn280-3501-585-100
3. 特殊功能特性
耐腐蚀性:
Al-Mg系在3.5% NaCl溶液中腐蚀速率<0.02mm/year
高温性能:
Al-Cu系(如A201)在200℃保留70%室温强度
三、关键应用领域
1. 汽车工业(占比约60%)
动力系统:
发动机缸体(A319-T6,高压铸造)
变速箱壳体(A356-T6,真空压铸)
结构件:
转向节(A357-T6,挤压铸造)
电池托盘(Al-Si-Mg系,集成液冷通道设计)
2. 航空航天
无人机机体框架(A206-T7,砂型铸造+热等静压)
航天器支架(A201.0,熔模铸造+固溶强化)
3. 电子电器
5G基站散热壳体(Al-Si高导热系,导热>160W/m·K)
服务器模块压铸壳体(壁厚1.2mm±0.1mm)
四、先进铸造工艺
1. 高压压铸(HPDC)
参数控制:
注射速度:4-6m/s
比压:600-1000bar
模具温度:180-220℃
2. 半固态铸造(SSM)
触变成形:
固相率40-60%
表面粗糙度达Ra 1.2μm
典型案例:
汽车控制臂(A356,减重30% vs 锻钢)
3. 增材制造(3D打印砂型)
精度:CT8级
小壁厚:2mm
应用:小批量复杂铸件(如涡轮增压器壳体)
五、热处理规范
工艺类型温度控制关键作用
T5时效155-165℃×2-4h提升屈服强度20-30%
T6处理固溶530℃×8h + 水淬 + 时效155℃×4h综合性能优化
T7过时效时效230℃×6h改善尺寸稳定性
六、选材决策矩阵
需求优先级推荐合金系替代方案
成本敏感Al-Si(A380)ADC12
高强度Al-Cu(A201)206.0
高韧性Al-Mg(A518)520.0
复杂薄壁Al-Si(A360)GD-AlSi12
七、技术发展趋势
纳米改性:添加0.5% Al₂O₃纳米颗粒使A356强度提升40%
数字孪生:铸造过程模拟精度达95%(ProCAST/MAGMAsoft)
低碳工艺:废铝回收率达90%+(需控制Fe含量<0.15%)
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