주조 알루미늄 합금은 재료로 만들어진 다른 합금 원소를 추가하여 일련의 우수한 특성과 광범위한 용도를 갖는 일종의 알루미늄 매트릭스입니다.
주조 알루미늄 합금의 특성은 주로 다음과 같습니다.
밀도가 낮고 강도가 높습니다. 주조 알루미늄 합금의 밀도는 일반적으로 2.63~2.85g/cm3이며 강도와 비강도가 높아 부품 및 부품의 무게를 크게 줄이고 사용 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
캐스팅 성능이 좋습니다. 주조 알루미늄 합금은 유동성과 수축성이 좋고, 복잡한 형상의 부품으로 만들 수 있으며, 거대한 추가 장비가 필요하지 않으며, 금속 절약, 비용 절감, 작업 시간 단축 및 기타 장점이 있습니다.
내식성이 좋습니다. 공기, 물, 산, 알칼리 및 기타 환경에서 주조 알루미늄 합금은 우수한 내식성과 함께 표면의 밝기와 마감을 유지할 수 있습니다.
내열성이 좋습니다. 주철 합금에 비해 주조 알루미늄 합금은 융점과 열 안정성이 높아 고온 환경에서도 우수한 성능을 유지할 수 있습니다.
전기 전도성과 열 전도성이 좋습니다. 알루미늄 합금은 전기 및 열 전도성이 우수하여 내연 기관의 실린더 헤드 및 피스톤과 같이 우수한 열 전도성이 필요한 부품에 적합합니다.
가공성이 좋습니다. 알루미늄합금은 가공이 용이하고 가소성 및 가공성이 우수합니다.
주조 알루미늄 합금의 분류
현대 주조 알루미늄 합금은 주요 첨가 원소에 따라 4가지 시리즈, 즉 알루미늄-실리콘 시리즈, 알루미늄-구리 시리즈, 알루미늄-마그네슘 시리즈, 알루미늄-아연 시리즈로 나눌 수 있습니다. 이 4개 시리즈의 경우 각 국가마다 해당 합금 및 합금 등급 표시가 있습니다. 중국은 ZL+3 숫자 표시 방법을 사용하며 첫 번째 숫자는 합금 시스템을 나타냅니다. 여기서 1은 알루미늄-실리콘 합금 시스템을 나타내고 2는 알루미늄-구리 합금 시스템을 나타내고 3은 알루미늄-마그네슘 합금 시스템을 나타내고 4 은 알루미늄-아연 합금 시스템을 나타내고 두 번째와 세 자리 숫자는 합금 일련 번호를 나타냅니다. 예를 들어 ZL101,ZL201, ZL301,ZL401
알루미늄-실리콘 합금
일반적으로 실리콘 함량은 4%~13%이며 "실리콘 알루미늄 명나라" 합금이라고도 합니다. 주조 성능이 가장 좋고 균열 경향이 매우 작으며 수축률이 낮고 내식성 및 기밀성이 좋으며 기계적 성질 및 용접성이 충분합니다. 이 계열의 합금이 산업계에 적용되는 것은 알루미늄-구리 합금보다 늦었지만 1920에서 변성 처리 후 이 계열의 합금의 구조와 특성이 개선되었으며, 주조알루미늄합금의 약 50%를 차지할 정도로 사용범위가 확대되었습니다. Al-Si 합금은 공융형, 아공정형, 과공정형, 구리, 마그네슘, 망간을 첨가한 복합공융합금으로 구분할 수 있습니다. ZL102 합금은 공융 온도가 577도이고 공융 조성이 12.6%Si인 전형적인 이원 공융 합금입니다. 공융 온도에서는 1.6%Si가 고용체에 용해되고, 실온에서는 약 0.05%Si가 용해된다. 상은 알루미늄이 실리콘에 녹아 있는 고용체로서 용해도가 매우 작아 공융구조가 +Si 2상으로 구성되어 있다. 실리콘 외에도 다성분 합금의 구조에는 θ(CuAl2), W(AlxMg5Si4) 및 기타 상이 있습니다(알루미늄 합금의 상 참조). 구리를 함유한 알루미늄-실리콘 합금은 열처리를 통해 강화할 수 있지만 내식성은 좋지 않습니다. 합금의 실리콘 상의 모양은 강도와 가소성에 중요한 영향을 미칩니다. 개질 처리(용액에 나트륨 또는 안티몬 첨가)를 통해 실리콘 상이 구형화되고 합금의 미세 구조 및 특성이 향상됩니다. 과공융 합금의 거친 1차 실리콘은 기계적 특성과 기계 가공성에 해롭습니다. 인은 종종 AlP 화합물을 형성하기 위해 첨가되어 1차 실리콘을 정제하고 유해한 영향을 줄입니다.
알루미늄-구리 합금
최초의 산업용 주조 알루미늄 합금입니다. 합금은 강도와 열 안정성은 높지만 주조성과 내식성은 좋지 않습니다. 구리 함량은 일반적으로 알루미늄에 대한 구리의 용해도 한계(5.85%)보다 낮고, 평형 구조에는 공융이 없으며, 비평형 조건에서는 소량의 공융이 나타날 수 있습니다. 용체화 처리 후 고용체가 과포화되어 노화 강화 효과를 얻을 수 있습니다. 합금에 망간과 티타늄을 첨가하면 입자를 미세화하고 강화하며 내식성을 향상시킬 수 있습니다.
알루미늄-마그네슘 합금
합금은 강도가 높고 내식성이 우수하며 밀도가 낮고 기밀성이 우수합니다. 알루미늄 마그네슘 이원 주조 합금의 마그네슘 함량은 11.5%로 높으며 다성분 합금의 마그네슘 함량은 일반적으로 약 5%입니다. 합금의 미세구조는 +(Mg5Al8)상이며, 주로 고용강화를 위해 열처리 강화 효과가 뚜렷하지 않습니다. (Mg5Al8)상이 결정립계를 따라 네트워크에 석출되면 내식성 및 기계적 특성이 저하됩니다. 결정립계를 따라 (Mg5Al8)상의 석출을 방지하기 위해 고용상태에서 주로 사용됩니다. 합금에 실리콘과 망간을 첨가하면 합금의 유동성을 향상시킬 수 있습니다.
알루미늄-아연 합금
합금은 주조상태에서 미세조직을 담금질하는 특성을 가지고 있어 열처리 없이 높은 강도를 얻을 수 있으나 합금의 밀도가 커서 항공기 부품 제조에는 적합하지 않다. 합금계는 실리카-알루미늄 합금을 기본으로 아연을 사용하여 만들어지므로 "아연-실리카-알루미늄" 합금이라고도 합니다.
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