ALCA5铝合金抗拉强度、硬度与延伸率详解

　　ALCA5铝合金（Al-Cu系高强度铸造合金）用途及特性详解

　　ALCA5化学成分：

　　硅 Si ：0.40 ;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 Mg：2.6～3.6 ;

　　锌 Zn：0.2 ;

　　锰 Mn：0.50 ;

　　铬Cr ：0.30 ;

　　铁 Fe： 0.40;

　　Ti：0.05;

　　铝 Al ：余量 。

　　ALCA5力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：165～265。

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥90

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　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℉)

　　注 ：无缝管的力学性能

　　试样尺寸：直径>12.5

　　ALCA5热处理工艺：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120min;空或水冷。

　　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。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　2. 核心特性

　　(1) 机械性能（T6热处理态）

　　高强度：抗拉强度（Rm）可达 430-470 MPa，接近某些钢材。

　　高屈服强度：Rp0.2 ≥ 330 MPa，优于大多数铸造铝合金。

　　良好塑性：延伸率（A）5-8%（优于一般铸造合金）。

　　(2) 耐热性与耐蚀性

　　耐热性优异：可在 150-200℃ 长期工作（Cu元素提升高温稳定性）。

　　耐蚀性一般：因含铜，需表面防护（如阳极氧化、喷涂）用于腐蚀环境。

　　(3) 铸造与加工性能

　　铸造性较差：

　　凝固区间宽，易产生缩松、热裂（需优化浇注系统）。

　　流动性低于Al-Si系合金（如ZL101）。

　　可焊性差：焊接易开裂，通常采用铆接或螺栓连接。

　　机加工性好：切削性能优于高硅铝合金（如ZL102）。

　　3. 典型用途

　　(1) 航空航天

　　飞机结构件：舱门支架、起落架部件（高强轻量化需求）。

　　导弹壳体：利用其高比强度替代部分钢制部件。

　　(2) 与特种装备

　　装甲车辆部件：炮塔底座、轻量化防弹结构。

　　雷达支架：高刚性+低热膨胀特性。

　　(3) 工业机械

　　高压液压阀体：承受高爆破压力（需T6热处理强化）。

　　机器人关节壳体：高刚度需求场景。

　　4. 加工与热处理

　　推荐铸造工艺：

　　砂型铸造（树脂砂优化表面质量）。

　　低压铸造（减少气孔缺陷）。

　　热处理规范：

　　T6处理：固溶（530℃±5℃）+ 时效（155℃×8h）。

　　T7处理：过时效以提高尺寸稳定性（适用于精密件）。

　　5. 限制与替代方案

　　缺点：

　　铸造工艺复杂，废品率高（需严格控氢和模温）。

　　成本高（成分纯净度要求严苛）。

　　替代材料：

　　需更高耐蚀性：选 ZL114A（Al-Si-Mg系）。

　　需更好铸造性：选 ZL101A（低Cu版本）。

　　6. 市场常见形态

　　砂型/金属型铸件（定制化结构件为主）。

　　挤压棒材（有限应用，因铸造特性更优）。

　　7. 对比其他高强铸造铝合金

　　特性ALCA5（ZL205A）ZL207（Al-RE系）ZL114A（AlSi7Mg）

　　强度★★★★★★★★★☆★★★☆☆

　　铸造性★★☆☆☆★★★☆☆★★★★★

　　耐热性★★★★☆★★★★★（稀土强化）★★☆☆☆

　　成本高极高中