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%）