鋁的密度小 , 塑性高 , 具有優(yōu)良的電性能和熱性能 , 表面有致密的氧化膜保護 , 抗腐蝕性能好。 鋁在地殼中的蘊藏量大 , 據(jù)統(tǒng)計 , 地殼中鐵占 4.7% ( 質(zhì)量分數(shù) , 下同 ) , 鋁占 7.5% 。目前鋁已經(jīng)成為非鐵金屬中生產(chǎn)量最大的金屬。
鑄造鋁合金是在純鋁的基礎(chǔ)上加入其他金屬或非金屬元素 , 不僅能保持純鋁的基本性能 , 而且由于合金化及熱處理的作用 , 使鋁合金具有良好 的綜合性能。鋁及鋁合金在工業(yè)上占有重要的地位 , 大量用于軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通運輸?shù)阮I(lǐng)域 , 也廣泛用作建筑結(jié)構(gòu)材料、家庭生活用具和體育用品等。
在這類合金中 Si 是主要合金化元素 , Si 改善合金的流動性 , 降低熱裂傾向 , 減少疏松 , 提高氣密性。這類合金具有好的耐腐蝕性能和中等的機加工性能 , 具有中等的強度和硬度 , 但塑性較低。 按合金中的 Si 含量多少 , 該系合金可分為共晶鋁硅合金 (ZL102 、 YL102 、 ZL108 、 YL108 和 ZL109) 、過共晶鋁硅合金 ( ZL1l7 和 YL1l7) 和 亞共晶鋁硅合金 ( 其余合金 ) .
ZLI02是典型的二元共晶鋁硅合金 , 合金中 Si 的質(zhì)量分數(shù)為 10%-13% , 該合金具有優(yōu)良的 鑄造性能 , 但力學性能和切削加工性能較差。為了改善ZL102合金的室溫和高溫力學性能 , 加入一定量的 Mg, Cu 和 Mn, 成為ZL108合金 , 使熱膨 脹系數(shù)小 , 耐磨性能提高。ZL109也是共晶鋁硅合金 , 與ZL108合金相比 , 降低了 Cu 含量 , 提高了 Mg 含量 ,并且用 Ni 代替 Mn, 合金具有更好的耐熱性。ZL108 和 ZL109合金廣泛地用做內(nèi)燃機的活塞。YL102 和 YL108主要用作壓鑄合金。
亞共晶鋁硅合金中屬Al-Si-Mg系的合金有ZL101 、 ZL101 A 、 ZL104 、 YL104 、 ZL114A 、 ZLl15 和 ZL1l6。這類合金在成分上的主要區(qū)別是 :ZL104合金加入了 Mn,ZL115合金加入了 Zn 和他 ,ZL1l6合金加入了 Ti 和 Be,ZL101A 和 ZL114A合金是用高純度的精鋁作原材料 , 減少雜質(zhì)含量。這類合金具有良好的鑄造性能 , 中等的力學性能和良 好的抗腐蝕性能 , 在工業(yè)中應(yīng)用廣泛。屬于Al-Si-Cu系的合金有ZL105 、 ZL105A 、 ZL106 、 ZL11O 、 ZL111 、 ZL107 、 YL112 和 YL113。前五個合金含 有 Mg, 后三個合金無 Mg, 但 Cu 含量偏高。此外 在ZLI06和ZL111合金中還加入了少量的 Mn 和 TicZL110合金的 Cu 含量高 , Mg 含量低。 Al-Si- Cu 系合金具有良好的鑄造性能 , 中等的力學性能 , 抗腐蝕性能與 Al-Si-Mg 系合金相比較差 ,YL112 和 YL113合金主要用作壓鑄合金 , 其他合金用于砂型鑄造、金屬型鑄造和精密鑄造等。
過共晶鋁硅合金中 Si 的質(zhì)量分數(shù)一般超過 15% 。美國的 390. 0 合金、德國的 KS281 合金和我國的 YL117 合金中 Si 的質(zhì)量分數(shù)為 18% 左右 ; 我國的 ZL117 合金、德國的 KS280 合金中 Si 的質(zhì)量分數(shù)為 21% 左右 ; 德國的 KS282 合金中 Si 的質(zhì)量分數(shù)為 24% 左右。這類合金隨著 Si 含量的增加 , 密度減小 , 熱膨脹系數(shù)降低 , 硬度、耐磨性和體積穩(wěn)定性相應(yīng)提高 , 主要用作活塞材料 , 其主要缺點是難于機加工 , 對刀具的要求嚴格。
