铝硅合金的介绍

更新时间:2023-06-21 12:20:15 阅读: 评论:0

铝硅合⾦的介绍
铝硅合⾦(aluminium silicon alloy)是⼀种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合⾦,⼀般含硅量为11%,同时加⼊少量铜、铁、镍以提⾼强度,密度约为2.6~2.7g/cm3,导热系数约为101~126W/(m·℃),杨⽒模量为71.0GPa,冲击值约为7~8.5J,疲劳极限为±45MPa。
数学名言警句
AI-Si合⾦由于质量轻、导热性能好,⼜具有⼀定强度、硬度以及耐蚀性能,因此,在汽车⼯业及机器制造业中⼴泛⽤来制作⼀些滑动摩擦条件下使⽤的零件。明眸皓齿的意思是
Al-Si合⾦是很重要的⼀种⼯业合⾦,⼴泛地应⽤于航空、交通、建筑、汽车等重要⾏业,也⽤于制造低中强度的形状复杂的铸件,如盖板、电机壳、托架等,也⽤作钎焊焊料。该合⾦是⼀种典型的共晶型合⾦,相图简单,没有中间化合物产⽣。它具有铸造性能好,⽐强度⾼,价格不⾼等优点。铝是第三主族元素,⽽硅是半导体元素,两者相互间的固溶度很⼩。 [2]
性能及⽤途
硅含量较低时(⽐如0.7),铝硅合⾦的延展性较好,常⽤来做变形合⾦;硅含量较⾼时(⽐如7%),铝硅合⾦熔体的填充性较好,常⽤来做铸造合⾦。在含硅量超过Al-Si共晶点(硅含量为12.6%)的铝硅合⾦中,硅的颗粒含量⾼达14.5%~25%时,再加⼊⼀定量的Ni,CU,Mg等元素能改善其综合⼒学性
能。它们可⽤于汽车发动机中代替铸铁汽缸⽽明显减轻重量。⽤作汽缸的铝硅合⾦,可经过电化学处理以浸蚀表层铝⽽在缸内壁保留镶嵌于基体的初⽣硅质点,其抗擦伤能⼒和抗磨损性以明显改善。其中含硅量11%~13%的合⾦以其质轻、低膨胀系数和⾼耐蚀性能等特点⽽成为最佳的活塞材料之⼀。
电热法⽣产
电热法⽣产铝硅合⾦的冶⾦温度⼤约在2000℃左右;在冶⾦过程中,氧化铝和氧化硅呈液态,⼀般⽤炭质还原剂进⾏还原;矿热炉⼀般能达到的最⾼温度⼤约在1350~2200℃左右。养生知识大全
声索国铝硅⼆元合⾦具有简单的共晶型相图,如图《Al+Si⼆元相图》所⽰,室温下只有α(Al)和p(Si)两种相,α(Al)的性能和纯铝相似,β(Si)的性能和纯硅相似。共晶合⾦的Si含量为12.6%,亚共晶合⾦的组织由α(Al)+共晶体
(α+p)所组成,过共晶合⾦的组织由β(Si)+共晶体(α+β)所组成。由于结晶硅带⼊微量磷,即使10ppm的磷⽣成AlP就⾜以使Si含量为9%的亚共晶合⾦中出现初晶硅,并使共晶硅形成粗⼤的板⽚状。
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随硅量的增加,结晶温度区间变⼩,共晶体增加,流动性随之提⾼。硅的收缩率很⼩,合⾦的线收缩率也随之降低,热裂倾向相应减少;硅的结晶潜热⼤,直⾄Si含量为20%处,流动性仍⽐共晶成分的合⾦⾼。含Si量为16%~18%时有流动性的峰值。
共晶型AI-Si⼆元合⾦虽有优良的铸造性能,但由于⼒学性能不⾼,故只能⽤于压铸、挤压铸造等⾼速冷却的铸造⽅法;对于砂型铸造,⽯膏型铸造等冷却速度慢的铸造⽅法,必须进⾏变质处理,细化共晶硅,以获得⾜够的⼒学性能。
细化共晶硅的变质处理不能同时细化初晶硅,对于有⼤量初晶硅的过共晶合⾦,必须采⽤加磷细化初晶硅,提⾼⼒学性能。
含硅量对Al-Si⼆元合⾦耐磨、耐蚀、线膨胀系数,密度、电导率等有影响。随硅量的增加,磨损量、腐蚀量、线膨胀系数、密度、电导率均直线下降。
铝的塑性⼤,切削时需消耗很⼤的功,随硅量增加,共晶体增多,切削功可减⼩,但共晶硅硬度⾼,易磨损⼑具,尤其是有粗⼤初晶硅的过共晶合⾦,⼑具磨损更严重,被加⼯的表⾯很⽑糙。为改善切削加⼯性能,除进⾏相应的变质处理,细化共晶硅、初晶硅外,可加⼊铋、铅等易切削元素;对过共晶合⾦可采⽤镶嵌钻⽯⼑具,选择最佳切削速度和合适的切削液等,也能获得光洁的加⼯表⾯。
新鲜拼音综上所述,为了兼顾合⾦的各种服役性能和⼯艺性能,铝硅类合⾦的含硅量⼀般为7%~12%。
Al-Si⼆元合⾦的代表是ZL102合⾦,成分为Si含量10%~13%,剩下的为铝,⾦相组织为α(Al)+共晶体(α+β)及少量初晶硅。ZL102合⾦具有如下特点。
1)热处理强化效果⼩,⼒学性能不⾼
道德模范人物事迹材料1)热处理强化效果⼩,⼒学性能不⾼
577℃时硅在α(Al)固溶体中的溶解度为1.65%,室温下降⾄0.05%。但热处理强化效果不⼤,固溶处理后⼈⼯时效只能使合⾦强度提⾼10%~20%,因为硅的沉淀和集聚速度很快,甚⾄固溶处理时都可能发⽣固溶体分解,析出硅质点,不形成共格或半共格的过渡相,因此⼀般只进⾏退⽕消除内应⼒。ZL102的⼒学性能不⾼。
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2)铸造性能优良
近共晶的Al-Si⼆元合⾦的结晶温度区间⼩,硅的结晶潜热⼤,故流动性能为铸铝合⾦中之冠,集中缩孔倾向⼤,应设置合理的冒⼝,能获得致密的铸件,直⾄破坏前不会引起渗漏,硅降低氢在铝液凝固后的溶解度,如精炼不当,容易产⽣针孔。
3)耐磨性,抗蚀性,耐热性好
Al-Si⼆元合⾦具有软相α(Al)和硬相硅,是典型的耐磨组织,耐磨性好;α(Al)和共晶硅的电⼦电位相差不⼤,表⾯⼀层Al2O3,组织致密,对基体具有保护作⽤,因此耐蚀性好;ZL102合⾦的共晶温度为577℃,⾼于其余铸铝合⾦,温度升⾼时没有强化相溶解或聚集现象,因此耐热性最好。
4)必须进⾏变质处理,提⾼⼒学性能
变质前的⼒学性能低,切削加⼯性能差,必须进⾏变质处理,使板⽚状的共晶硅转变为纤维状,并消除初晶硅,⼤幅度提⾼⼒学性能。
综上所述,ZL102合⾦适⽤于压铸件或要求耐蚀、耐磨;承受中⼩载荷的薄壁、复杂铸件如各种仪表的框架、亮体、基座等。

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标签:共晶   铸造   性能   强度   增加   初晶硅   切削
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