耐熱鑄造鋁合金

耐熱鑄造鋁合金

具有高的高溫持久強度、抗蠕變性能和良好的組織熱穩定性的鑄造鋁合金。耐熱性是材料在高溫和外載入荷作用下抵抗蠕變和破壞的能力,它取決於合金的成分和組織特性。

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正文


在鑄造鋁合金中,銅不僅能提高a固溶體的熱穩定性,更重要的是許多高溫熱穩定相,如:150~200℃時的θ(CuAl2)相,200~250℃時的W(Al4Mg5Cu4Si4)相,250~300℃時的S(A12CuMg)相,300~350℃時的TMn(Al20Cu2Mn3)相,300~400℃時的TNi(Al6Cu3Ni)相和Al8Cu4Ce、Al24Cu8Ce3Mn等相(見鋁合金的相)中都含有銅。因此,鋁一銅二元合金是耐熱鋁合金的基礎,一般含銅量都在3%以上。工業耐熱鑄造鋁合金系有:鋁銅鎳系,鋁銅鎳鎂系,鋁銅鎳錳系,鋁銅硅鐵系,鋁硅銅鎳系,鋁衍土銅系等。
中國ZL201合金、前蘇聯的B300合金,屬於耐熱鑄造鋁合金,具有高的高溫性能和室溫性能。ZL201合金的化學成分(%)為:Cu4.5~5.3,Mn0.6~1.0,Ti 0.15~0.25,AL余量;B300的化學成分(%)為:Cu4.6~6.0,Ni2.6~3.6,Mg0.8~1.5,Mn0.18~0.5,Cr0.1~0.25,Al余量。ZL201合金(S、T5)的室溫力學性能σb=330MPa,δ=4%;300℃的σ=120MPa,δ=5%,σ300℃/100h=70MPa。B300合金(淬火+回火)的室溫σb>210MPa,δ>0.8%;300℃的σb=165MPa,σ300℃/100h=65MPa,350℃的σb=90MPa ,σ300℃/100h=45MPa。ZL201合金用於在175~300℃下工作的飛機零部件,B300合金可用於在300~350℃下工作的零件。
耐熱鑄造鋁合金的發展趨勢是加入鋯、釩、鎢、鉬和稀土等元素,進一步提高合金的耐熱性,同時要發展綜合性能良好的耐熱合金。