新兴铸管股份有限公司
Xinxing Ductile Iron Pipes Co.
国家材料腐蚀与防护科学数据中心分中心-智慧铸管-耐蚀钢铁材料数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
Intelligent Ductile Iron Pipe-Corrosion Resistant Steels Data Center
中文 | Eng 管理后台 数据审核 登录 反馈
话说舰船用量最多的铸造铝合金ZL101A
2016-01-22 11:43:45 作者:本网整理来源:

  ZL101A是Al-Si-Mg系可热处理强化的铸造铝合金,是在船舶舰艇制造中获得广泛应用的铸造铝合金之一,它是ZL101合金的改型。通过采用高纯度原材料降低合金的各种杂质含量,添加微量晶粒细化元素和调整合金元素镁的含量,使合金具有更高更好综合性能。合金的铸造工艺、可焊性能、抗腐蚀性能等与ZL101合金的大致相同,适于砂型、金属型、熔模壳型及石膏型制造形状复杂、要求气密性的各种优质铸件。


舰船

  ZL101A合金的化学成分(GB/T1173,W%)如下:Si6.5~7.5,Mg0.25~0.45,Ti0.08~0.20,Fe0.2(S、J),Cu0.1,Zn0.1,Mn0.10,Zr0.20,Sn0.01,Pb0.03,杂质总和(S、J)0.7,其余为Al。

  ZL101A合金与日本的AC4CH、美国的A356合金相当,一般在T4、T5、T6状态使用。铸造方法、铸件尺寸和复杂程度不受限制,经T6工艺处理的铸件具有高的强度。为满足优质铸件高力学性能的要求,应严格控制合金元素含量。

  该合金主要用于制造要求有高力学性能的金属型铸件,但在熔炼操作和铸造工艺上应注意精练除气和熔体的平稳流动,防止出现针孔缺陷和二次氧化夹杂物。

  熔炼铸造工艺

  ZL101A合金铸造温度680℃~750℃,液相线温度610℃,固相线温度577℃,有优良的铸造工艺性能,用700℃砂型浇注棒状试样测定的流动性为370mm;具有高的气密性,在5.0N/mm2的试验压力下,试样裂而不漏,在713℃浇热裂试样无裂纹,线收缩率1.1%~1.2%,体收缩率为3.7~3.9%。

  ZL101A合金凝固时,因冷却速度不同,其拉伸性能也不同。冷却速度快性能高,否则性能低。

  物理化学及力学性能

  ZL101A合金的密度2690kg/m3,热导率及比热容见表1;20℃~100℃的线膨胀系数22.9×10-6/℃,20℃~200℃的23.6×10-6/℃,100℃~200℃的24.3×10-6/℃;20℃时的电阻率44.6n俜m;无磁性。

  该合金表面极易形成致密的氧化膜,可防止在空气中进一步氧化。抗腐蚀性能良好,接近纯铝的,在没有表面防护的情况下,可以在沿海气候和工业气氛条件下使用,是铸造海洋设施零件的良好材料,并有较好的抗应力腐蚀能力,在实际使用和在实验室内用3.5%NaCl溶液交替浸蚀均没有出现应力腐蚀破坏现象;耐大气腐蚀性能良好,通常不需要表面防护处理,但为了提高抗腐蚀性和耐磨性,可以采用阳极氧化处理,如有特殊要求,还可以进行其他的防护处理,如电镀、珐琅涂层、喷漆等。

  ZL101A合金的标定(GB/T1173)最低力学性能见表2,ZL101A-T5合金室温S型铸件的抗压屈服强度为265N/mm2,T6状态J型铸件的为294N/mm2;S型单铸试样(T5)的抗剪强度186N/mm2,T6状态的为193N/mm2;ZL101A-T6合金J型铸造试板的平面应变断裂韧度KIC=24.8(N/mm2) 。

  热处理

  ZL101A合金的显微组织与ZL101合金的基本相同,由于杂质的Fe的含量≤0.2%,不会形成大块的含Fe化合物,因而力学性能比ZL101合金的高一些。

  该合金的热处理制度见表3,固溶处理保温时间在规定范围内时,除考虑铸件壁厚外,砂型的熔模铸件的应比金属型铸件的长。人工时效温度和时间的选择应考虑铸件验收标准对力学性能要求、采用的铸造方法及合金的实际化学成分等因素。

  对长期工作,要求尺寸稳定的高精度零件,固溶处理后可进行冷热循环处理消除内应力。

  工艺特性

  ZL101A合金的熔炼和铸造工艺与ZL101合金的基本相同,主要差别在于杂质含量,为此,生产ZL101工合金时,应选用杂质低的原材料配料,尤其是铁的含量。为减少合金中铁含量,宜选用非铁坩埚和工具。

  ZL101A合金可焊性能良好,通常采用氩弧焊,也可以采用其他焊接方法,如气焊等,但钎焊不宜。对于铸造缺陷的焊补修 复,最好采用成分相同的焊丝作为填充金属。铸造缺陷经补焊修复后,如果不进行重复热处理,则补焊处力学性能明显下降,重复热处理后,其力学性能可大致与基体的性能相当。

  该合金有相当强的抗大气腐蚀性能,通常不需要防护处理,但为了提高抗蚀性,也可以进行阳极氧化处理,在特殊情况下,可进行电镀、上珐琅、喷漆处理。

  ZL101A合金的切削加工性能良好,但由于合金的含硅量较高,对刀具有一定的磨损,宜采用硬质合金刀具,为保证钻孔、攻丝、磨削的加工光洁度,切削时应使用煤油或其他润滑剂进行冷却与润滑。


关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心