ALCAST铝合金的微观组织结构与强化机理研究

　　ALCAST板材铝合金的特性

　　ALCAST化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　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

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　机械能力学能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥180

　　屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110

　　伸长率 δ5 (%)：≥14

　　注 ：棒材室温纵向力学能

　　试样尺寸：直径≤150

　　屈服276Mpa

　　弯曲极限强度228 MPa 103 MPa

　　泊松比0.330

　　疲劳强度 62.1 MPa

　　固溶温度是：520℃

　　退火温度为：415℃?(2-3)h以28℃/h降温速度从415℃冷至260℃。

　　熔化温度：615～655℃。

　　比热容：90

　　技术标准AMS--A-250/11

　　质量特征

　　密度：2.710g/cm3。

　　泊松比：20℃(68F)时为0.33。

　　弹模量：拉伸：69GPa(10×106psi)

　　【ALCAST状态简介】

　　铝合金基本状态代号：

　　·F 自由加工状态

　　适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学能不作规定(不常见)

　　·O 退火状态

　　适用于经退火获得强度的加工产品(偶尔会出现)

　　·H 加工硬化状态

　　适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理(一般为非热处理强化型材料)

　　·W 固熔热处理状态

　　一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段(不常见)

　　·T 热处理状态

　　(不同于F、O、H状态)

　　核心特性：

　　高强度/轻量化：抗拉强度200-350MPa（T6热处理后可达400MPa以上），密度2.68-2.8g/cm³。

　　优异铸造性能：低熔点（580-650°C）、高流动性，适合复杂结构件。

　　耐腐蚀性：部分型号通过盐雾测试（如1000小时中性盐雾试验）。

　　可加工性：可进行CNC铣削、钻孔、攻丝等后加工。

　　二、典型用途

　　1. 汽车工业（轻量化核心材料）

　　发动机部件：缸体、缸盖（如A356-T6，抗热疲劳性强）。

　　结构件：底盘支架、电池壳体（压铸一体化设计减重30%）。

　　案例：特斯拉部分车型采用ALCAST高压压铸后底板。

　　2. 航空航天

　　非承力结构件：舱门支架、仪器外壳（需符合AMS 2771热处理标准）。

　　无人机部件：机体框架（高比强度需求）。

　　3. 电子与散热

　　5G基站壳体：压铸散热鳍片（导热系数>150 W/m·K）。

　　LED灯具：轻量化且耐候的灯体结构。

　　4. 工业设备

　　液压阀块：替代铸铁，重量降低50%（如ZL104铸造铝）。

　　机器人关节：高刚性且低惯性（KUKA机械臂部分组件）。

　　5. 建筑与消费品

　　门窗五金件：耐候性强（表面阳极氧化处理）。

　　户外家具：铝合金铸造桌椅（抗UV、耐雨水腐蚀）。

　　三、加工与处理建议

　　铸造工艺选择

　　高压压铸（HPDC）：适合大批量薄壁件（壁厚可低至1.5mm）。

　　砂型铸造：适用于大尺寸、小批量件（如船舶部件）。

　　热处理

　　T6处理（固溶+人工时效）：提升强度（如A356-T6抗拉强度>310MPa）。

　　T5处理（仅人工时效）：平衡强度与尺寸稳定性。

　　表面处理

　　阳极氧化：增加耐磨性（膜厚10-25μm）。

　　粉末喷涂：适用于户外耐候需求（如建筑构件）。

　　焊接与连接

　　激光焊接或摩擦搅拌焊（FSW）优先，避免气孔缺陷。

　　螺栓连接需使用防电偶腐蚀垫片（如不锈钢+绝缘层）。

　　四、与其他铝合金的对比

　　特性ALCAST（A356-T6）6061-T6（变形铝）ADC12（压铸铝）

　　抗拉强度310-350MPa310MPa280MPa

　　延伸率5-8%12%3%

　　典型用途汽车结构件机械加工件3C外壳

　　成本中等较低低