QC-10铝合金的焊接特性与接头性能研究

　　QC-10铝合金 综合技术分析报告

　　1. 材料概述

　　QC-10是一种高强韧铸造铝合金，专为航空航天和高端工业应用开发。该合金通过优化Cu-Mg-Si系成分，并添加Ni、Ti等元素，在保持良好铸造性能的同时提供zhuoyue的力学性能和高温稳定性。

　　QC-10化学成分：

　　铝(Al) 余量

　　铬(Cr)≤0.04

　　锆(Zr)0.08～0.15

　　锌(Zn)5.7～6.7

　　硅(Si)≤0.12

　　铁(Fe)0.000～0.150

　　锰(Mn)≤0.10

　　镁(Mg)1.9～2.6

　　钛(Ti)≤0.06

　　铜(Cu)2.0～2.6

　　机械性能

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　泊松比:0.33。

　　弹性模量：拉伸：71.0GPa(10.3×106psi)，

　　剪切：26.9GPa(3.9×106psi)，

　　压缩72.4GPa(10.5×106psi)

　　疲劳强度：T6，T7451，T73状态：

　　光滑无缺口试件在R·R·Moore型测试中循环5×108次，为159MPa(23ksi)。

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥180

　　屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110

　　伸长率 δ5 (%)：≥14

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：直径≤150

　　布氏硬度 HB ：95-100

　　质量特征

　　密度：2.90g/cm3。

　　剪切强度：合金(裸)和包铝合金，O状态：152MPa(22ksi);合金(裸)T6，T7451状态：331MPa(48ksi);包铝合金T6，T7451状态：317MPa(46ksi)。

　　硬度：O状态：60HB;T6,T7451状态：150HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。

　　3.2 特殊性能优势

　　优异的铸造性能：

　　流动性：比A356高15-20%

　　热裂倾向性：低

　　缩松倾向：小

　　良好的机加工性：

　　切削力：比201合金低20%

　　刀具寿命：延长30-40%

　　4. 主要应用领域

　　4.1 航空航天

　　发动机支架

　　直升机传动壳体

　　航空液压阀体

　　4.2 汽车工业

　　高性能发动机缸体

　　涡轮增压器壳体

　　变速箱壳体

　　4.3 工业装备

　　液压系统组件

　　大型泵体

　　压缩机壳体

　　5. 热处理工艺

　　推荐热处理路线：

　　固溶处理：

　　温度：525±5℃

　　时间：8-12小时(视壁厚)

　　淬火介质：60-80℃热水

　　人工时效：

　　T6处理：155℃×8h

　　T7处理：175℃×6h(改善尺寸稳定性)

　　6. 铸造工艺建议

　　工艺参数推荐值

　　浇注温度710-730℃

　　模具温度200-250℃

　　充型速度0.5-1.0 m/s

　　凝固梯度3-5℃/s

　　特别建议：

　　采用低压铸造或金属型重力铸造

　　推荐使用Al-Ti-B晶粒细化剂

　　铸后需进行热等静压处理以消除内部缺陷

　　7. 材料对比

　　特性7

　　强度★★★★☆★★★☆☆★★★★★

　　铸造性★★★★★★★★★★★★★☆☆

　　耐热性★★★★☆★★★☆☆★★★★★

　　加工性★★★★☆★★★★★★★★☆☆

　　成本★★★☆☆★★☆☆☆★★★★☆

　　8. 表面处理方案

　　阳极氧化：

　　膜厚：25-40μm

　　硬度：400-500HV

　　化学镀镍：

　　厚度：15-30μm

　　耐蚀性：1000h盐雾试验合格

　　喷涂处理：

　　推荐：PTFE基涂层

　　摩擦系数：0.08-0.12

　　9. 质量控制要点

　　熔炼控制：

　　采用旋转除气工艺

　　氢含量：≤0.12ml/100g

　　夹杂物等级：≤2级

　　无损检测：

　　X射线检测：符合ASTM E155

　　超声检测：可检出≥Φ2mm缺陷

　　10. 典型应用案例

　　航空发动机安装架：

　　减重效果：比钢制件减轻45%

　　疲劳寿命：≥1×10⁷次循环

　　高性能赛车缸体：

　　高工作温度：220℃

　　热导率：160W/(m·K)

　　船舶液压泵体：

　　耐海水腐蚀性能优异

　　使用寿命：≥15年

　　11. 结论

　　QC-10铝合金是一种综合性能优异的铸造铝合金，特别适合对强度、耐热性和铸造性能均有较高要求的应用场合。通过合理的成分设计和工艺控制，该合金在航空航天、汽车工业和重型机械领域展现出显著的技术优势和经济效益。