QC-7铝合金搅拌摩擦焊接接头组织性能分析

　　QC-7铝合金技术解析

　　一、材料定位与概述

　　QC-7是一种新型高强铸造铝合金，由中国轻金属研究院研发，采用独特的"稀土微合金化+纳米晶调控"技术。该材料专门针对精密铸造需求开发，具有优异的铸造性能和力学性能平衡。

　　QC-7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。

　　2. 特殊性能

　　铸造收缩率：1.2-1.4%

　　热裂倾向指数：3.5(低)

　　气密性：≤0.05 mL/min

　　四、核心材料特性

　　1. 铸造工艺优势

　　流动性：螺旋试样长度≥650mm

　　抗热裂性：是传统Al-Si合金的2倍

　　细晶组织：平均晶粒尺寸≤50μm

　　2. 使用性能特点

　　耐热性：200℃强度保持率>80%

　　耐蚀性：盐雾试验480h无点蚀

　　机加工性：切削力比A356低15%

　　五、主要应用领域

　　1. 汽车工业

　　新能源汽车电机壳体

　　涡轮增压器壳体

　　高强度转向节

　　2. 航空航天

　　航空泵体铸件

　　无人机结构件

　　卫星支架

　　3. 装备

　　轻型武器部件

　　电子设备外壳

　　雷达基座

　　4. 工业机械

　　液压阀体

　　压缩机壳体

　　机器人关节部件

　　六、铸造工艺参数

　　1. 熔炼工艺

　　精炼温度：720-740℃

　　精炼剂用量：0.3-0.5%

　　静置时间：10-15min

　　2. 成型工艺

　　工艺浇注温度模具温度

　　金属型700-720℃200-250℃

　　低压铸造710-730℃250-300℃

　　砂型铸造730-750℃室温

　　3. 热处理规范

　　固溶处理：535℃±5℃×8h，水淬

　　人工时效：155℃±5℃×5h

　　尺寸变化率：<0.1%

　　七、材料对比优势

　　性能指标2

　　抗拉强度★★★★★★★★★☆★★★☆

　　铸造性能★★★★☆★★★★★★★★★★☆

　　耐热性★★★★★★★★★☆★★

　　成本效益★★★★★★★★☆★★★★★★★