ALCA5铝合金的热处理工艺对微观组织的影响

　　ALCA5铝合金的用途及特性

　　1. 基本介绍

　　ALCA5 是一种铝铜系（Al-Cu）铸造铝合金，具有较高的强度、良好的耐热性和机械加工性能，适用于需要较高载荷和耐高温的工业部件。

　　ALCA5实测化学成分：

　　硅 Si :0.7~1.3 ;

　　铁 Fe:0.5 ;

　　铜 Cu:0.10;

　　锰 Mn: 0.4~1.0;

　　镁 Mg: 0.6~1.2;

　　铬 Cr:0.25;

　　锌 Zn:0.20;

　　钛 Ti:0.10;

　　铝 AL:余量。

　　注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　ALCA5铝合金力学性能：

　　抗拉强度 σb(MPa)：≥310

　　条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥270

　　伸长率 δ5(%)：≥6

　　弹性模量：E 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　热膨胀系数(200-100℃)

　　熔点范围(℃)

　　电导率20℃(68°F)(%ACS)

　　电阻率20℃(68°F)m㎡/m

　　密度(20℃)g/cm3

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤25

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　2. 主要特性

　　高强度：通过固溶+时效（T6）处理，抗拉强度可达 300~400 MPa。

　　良好的耐热性：可在 150~200°C 下长期工作，适合高温环境应用。

　　优异的切削性能：相比Al-Si系合金，更易机加工，适合精密零件。

　　焊接性能一般：需采用特殊焊接工艺（如氩弧焊）以减少热裂纹。

　　铸造性能中等：流动性较好，但收缩率较高，需优化铸造工艺。

　　3. 典型用途

　　航空航天：发动机支架、涡轮壳体、飞机结构件。

　　汽车工业：活塞、气缸头、传动部件等高温受力件。

　　军事装备：装甲车辆部件、武器结构件。

　　工业机械：高负荷齿轮箱、泵体、液压部件。

　　模具制造：耐热模具、压铸模辅助结构。

　　4. 化学成分（典型值）

　　元素铜(Cu)硅(Si)镁(Mg)铁(Fe)锰(Mn)锌(Zn)铝(Al)

　　含量4~5%≤0.8%0.2~0.5%≤0.5%≤0.3%≤0.2%余量

　　5. 力学性能（T6热处理后）

　　性能数值范围

　　抗拉强度350~400 MPa

　　屈服强度250~300 MPa

　　延伸率3~8%

　　硬度（HB）90~120

　　铸态性能（未热处理）：

　　抗拉强度 200~250 MPa，硬度 60~80 HB。

　　6. 加工与热处理

　　铸造工艺：砂型铸造、金属型铸造（需控制冷却速度）。

　　热处理：

　　T5（人工时效）：提高硬度，适用于薄壁件。

　　T6（固溶+时效）：530~550°C固溶处理 + 150~180°C时效，显著提升强度。

　　机加工：切削性能优于Al-Si合金，但刀具需耐磨涂层。

　　焊接：需预热（200~250°C）并采用低热输入工艺。

　　7. 对比其他铝合金

　　特性ALCA5（Al-Cu）A356（Al-Si-Mg）2024（Al-Cu-Mg，变形合金）

　　强度高（铸造）中高（T6后）极高（锻压后）

　　耐热性优（≤200°C）良（≤150°C）优（≤250°C）

　　铸造性能中优不适用（需轧制/挤压）

　　典型用途高温结构件通用铸件航空结构件

　　8. 注意事项

　　热裂倾向：铸造时需控制冷却速度，避免缩松和裂纹。

　　耐蚀性一般：需表面处理（如阳极氧化）以提高耐腐蚀性。