ALCA5铝合金航空航天精密结构件的理想材料

　　ALCA5铝合金特性及用途详解

　　一、ALCA5铝合金基本信息

　　ALCA5铝合金是一种Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热铝合金，属于俄罗斯铝合号系统中的铸造铝合金（类似国际牌号中的AK系列）。这类合金主要用于高温工作环境下的铸造部件。

　　二、主要特性

　　1. 机械性能

　　高温强度：在200-300℃下仍能保持良好强度（抗拉强度约200-250MPa）

　　室温强度：抗拉强度约300-350MPa

　　延伸率：约2-5%（铸造状态）

　　硬度：布氏硬度约90-110HB

　　2. 物理特性

　　密度：约2.85g/cm³

　　熔点范围：540-650℃

　　热膨胀系数：22.5×10⁻⁶/℃(20-300℃)

　　热导率：约120W/(m·K)

　　3. 铸造与加工性能

　　铸造性：流动性良好，收缩率适中（约1.2-1.5%）

　　切削性：可接受，但比普通铝合金略差

　　焊接性：较差，一般不推荐焊接

　　4. 耐热耐蚀性

　　耐热性：可在250-300℃长期工作

　　耐蚀性：一般，需表面处理（如阳极氧化）

　　抗蠕变：优于普通铝合金

　　三、典型应用领域

　　1. 动力机械

　　内燃机活塞

　　汽缸盖

　　涡轮增压器壳体

　　2. 航空航天

　　航空发动机部件

　　燃气轮机零件

　　高温环境下的支架和壳体

　　3. 工业设备

　　高温模具

　　热压铸模

　　高温阀门零件

　　四、热处理工艺

　　ALCA5铝合金通常采用T5热处理工艺：

　　固溶处理：525-535℃保温10-12小时

　　淬火：热水(80-100℃)中淬火

　　人工时效：170-190℃保温8-10小时

　　ALCA5化学成分：

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　铝 Al ：余量

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　ALCA5力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥310

　　条件屈服强度 σ0.2 (M其他：

　　单个：0.05 合计：0.15 Pa)：≥260

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　ALCA5热处理规范：

　　均匀化退火:加热475～490℃;保温12～14h;炉冷。

　　完全退火:加热350～400℃;随材料有效厚度不同,保温时间30～120min;以30～50℃/h速度随炉冷至300℃下,再空冷。

　　快速退火:加热350～460℃;保温时间30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;自然时效室温96h。

　　六、使用注意事项

　　铸造时应控制冷却速度以防止热裂

　　设计时应考虑较大的铸造圆角

　　高温工作时需定期检查性能退化情况

　　避免与异种金属直接接触使用以防止电偶腐蚀

　　ALCA5铝合金因其优异的耐热性能，特别适合制造工作温度在200-300℃范围内的动力机械部件，在高温应用领域具有的优势。