I. مقارنة درجات سبائك الألومنيوم بين البلدان المختلفة
جدول مقارنة درجات سبائك الألومنيوم الدولية
الفئة | الصين | الولايات المتحدة الأمريكية | ||||
GB | YB | إتش بي | ASTM UNS | ANSI AA | SAE | |
سبائك الألومنيوم والسيليكون | ZL101 | ZL11 | HZL101 | A03560 A13560 | 356.0 A356.0 | 323 |
ZL102 | ZL7 | HZL102 | A14130 | A413.0 | 305 | |
ZL104 | ZL14 | - | - | - | - | |
سبائك الألومنيوم والسيليكون | ZL104 | ZL10 | HZL104 | A03600 A03600 A13600 | 360.0 A360.0 | 309 |
ZL105 | ZL13 | HZL105 | A03550 C33550 C03550 | 355.0 C355.0 | 322 | |
ZL106 | - | - | A03280 A03281 | 328.0 328.1 | 331 | |
ZL107 | - | - | A03190 A03190 A03191 | 319 | 326 | |
ZL108 | ZL8 | - | - | SC122A (قديم) | ||
ZL109 | ZL9 | - | A03360 A03361 | 336.0 336.1 | - | |
ZL110 | ZL3 | - | - | - | ||
ZL111 | - | - | A03541 A03540 | 354 | - | |
سبائك الألومنيوم والنحاس | ZL201 | - | HZL-201 | - | - | - |
- | - | HZL-202 | - | - | - | |
ZL202 | ZL1 | - | A03600 | A360.0 | 309 | |
ZL203 | ZL2 | HZL-203 | A02950 | 295.0 B295.0 | 38 | |
سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم | ZL301 | ZL5 | HZL-301 | A05200 A05202 A05202 | 520.0 520.2 | 324 320 |
ZL302 | ZL6 | - | A05140 A05141 | 514.0 514.1 | - | |
_ | _ | HZL-303 | - | - | - | |
سبائك الزنك والألومنيوم | ZL401 | ZL15 | HZL401 | - | - | - |
ZL402 | - | - | A07120 A07122 A07120 A07122 | 7122.2 | - | |
- | - | HZL-505 | - | - | - |
الفئة | المملكة المتحدة | فرنسا | JIS اليابان | الأيزو | ||
ب | ب / ل | ن ف | أيرلا | |||
سبائك الألومنيوم والسيليكون | - | - | A-S7G | AS7G03 | AC4C | AlSi7Mg |
LM20 | 4L33 | أ-ج13 | - | AC3A | ألسي 12 | |
- | - | - | - | AC2B | - | |
سبائك الألومنيوم والسيليكون | LM9 | L75 | A- S9G A-S10G | AS10G | AC4A | AlSi9Mg AlSi10Mg |
LM16 | 3L78 | - | - | AC4A | - | |
LM-24 | - | - | - | AC4D | - | |
LM4 LM21 | L79 | A- S5UZ A-S903 | - | AC4B | - | |
LM2 | - | - | - | - | - | |
LM13 | - | A-S12UN | - | AC8A | AlSi12Cu | |
LM1 | - | - | - | - | - | |
- | - | - | - | - | - | |
سبائك الألومنيوم والنحاس | - | - | A-U5GT | A-U5GT | - | AlCu5MgTi |
- | - | - | - | - | - | |
- | - | A-U8S | - | - | Al-Cu8Si | |
- | 2 ل 91 2 ل 91 2 ل 92 | A-U5GT | - | أكيا | Al-Cu4MgTi | |
سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم | LM10 LM5 | 4L53 | - | - | AC7B | - |
- | L74 | A-G6 A-G3T | - | AC7A | Al-Mg6 Al-Mg3 | |
- | - | - | - | - | - | |
سبائك الزنك والألومنيوم | - | - | - | - | - | - |
- | - | A-Z5G | - | - | Al-Zn5Mg | |
- | - | - | - | - | - |
II. الخصائص والاستخدامات الرئيسية لمختلف درجات سبائك الألومنيوم (الألومنيوم المصبوب ZL)
ZL101
تركيبة بسيطة وسهلة الصهر والصب، وأداء صب جيد، وإحكام جيد للهواء، وأداء جيد نسبيًا في اللحام والتشغيل الآلي، ولكن ليس بخصائص ميكانيكية عالية. مناسب لصب الأجزاء المختلفة ذات الجدران الرقيقة، والمساحات الكبيرة، والأشكال المعقدة، ومتطلبات القوة المنخفضة، مثل علب المضخات، وعلب التروس، وعلب الأدوات (الإطارات)، وأجزاء الأجهزة المنزلية. تستخدم بشكل أساسي صب الرمل وسبك المعادن.
Zl101A
ونظرًا لإضافة كمية صغيرة من Ti على أساس ZL101، مما أدى إلى تنقية الحبيبات وتقوية هيكل السبيكة، فإن أداءها الشامل أعلى من ZL101 و ZL102، كما أنها تتمتع بمقاومة أفضل للتآكل. يمكن استخدامه كمسبوكات عالية الجودة للمكونات الهيكلية المختلفة في الهياكل الهندسية ذات الأحمال العامة والدراجات النارية والسيارات والأجهزة المنزلية ومنتجات الأدوات. ويأتي استخدامه حاليًا في المرتبة الثانية بعد ZL102. يستخدم في الغالب في صب الرمل وسبك المعادن.
Zl102
أكبر ميزة في هذه السبيكة هي سيولتها الجيدة، وخصائصها الأخرى مشابهة لـ ZL101، ولكن إحكامها أفضل من ZL101. يمكن استخدامه لصب العديد من المسبوكات المعقدة ذات الجدران الرقيقة المعقدة والمسبوكات الرملية ذات الجدران الرقيقة ذات المساحة الكبيرة والمسبوكات المعدنية المعقدة أو المسبوكات الرملية ذات متطلبات القوة المنخفضة. سواء كانت مصبوبات القوالب أو المصبوبات المعدنية أو المسبوكات الرملية، فهي أكثر أنواع سبائك الألومنيوم استخدامًا في المنتجات المدنية.
Zl104
نظرًا لاحتوائه على كمية كبيرة من بلورات العمل وإضافة المنغنيز ، فإنه يعوض الآثار الضارة للحديد المخلوط في المادة ، ويتميز بأداء صب جيد ومقاومة ممتازة للهواء ومقاومة ممتازة للتآكل وأداء لحام وتشغيل آلي جيد نسبيًا ، ولكن مقاومة الحرارة الضعيفة. مناسب لصنع الأجزاء الهيكلية الديناميكية الديناميكية كبيرة الحجم ذات الأحمال الكبيرة ذات الأشكال المعقدة، مثل أغطية الشاحن الفائق، ورؤوس الأسطوانات، وبطانات الأسطوانات، وما إلى ذلك، باستخدام الصب بالقالب، وكذلك الصب بالرمل والصب المعدني.
ZL105، ZL105A
نظرًا لإضافة النحاس، ينخفض محتوى سيليكون، ويكون أداء الصب وقابلية اللحام أسوأ من ZL104، ولكن درجة حرارة الغرفة وقوة درجات الحرارة العالية وأداء التشغيل الآلي أفضل من ZL104، واللدونة أقل قليلاً، ومقاومة التآكل ضعيفة.
مناسبة للأجزاء الهيكلية الديناميكية الديناميكية المعقدة الشكل والكبيرة الحجم وذات الأحمال الثقيلة. مثل أغطية الشاحن الفائق، ورؤوس الأسطوانات، وبطانات الأسطوانات، إلخ. لقد قلل ZL105A من محتوى عنصر الشوائب Fe في ZL105، مما يحسّن من قوة السبيكة ويتمتع بخصائص ميكانيكية أفضل من ZL105. ويستخدم في الغالب لصب المسبوكات عالية الجودة.
ZL106
ونظرًا لزيادة محتوى سيليكون، وإضافة كميات ضئيلة من Ti وMn، فإن أداء السبيكة في الصب والأداء في درجات الحرارة العالية أفضل من ZL105، كما أنها تتمتع بمقاومة جيدة للهواء والتآكل. يمكن استخدامها للمكونات الهيكلية الحاملة العامة والأجزاء التي تتطلب إحكامًا جيدًا للهواء والعمل في درجات حرارة أعلى. يستخدم بشكل أساسي في صب الرمل وسبك المعادن.
ZL107
يتميز ZL107 بأداء صب وإحكام ممتاز، وخصائص ميكانيكية جيدة، وأداء عام في اللحام والتشغيل الآلي، ومقاومة ضعيفة قليلاً للتآكل. مناسب لصنع الأجزاء الهيكلية التي تتحمل الأحمال الديناميكية أو الثابتة العامة والأجزاء التي تتطلب إحكامًا للهواء. تستخدم في الغالب باستخدام الصب بالرمل.
ZL108
تحتوي سبيكة ZL108 على نسبة عالية من سيليكون السيليكون وتم تشريبها بالمج والنحاس والمنغنيز، مما يعطي السبيكة أداءً ممتازًا في الصب، كما أن لها معامل تمدد حراري صغير، ومقاومة جيدة للتآكل، وقوة عالية، واستقرار حراري جيد. ولكن مقاومة التآكل أقل قليلاً. مناسب لصنع مكابس محركات الاحتراق الداخلي وغيرها من الأجزاء المقاومة للتآكل، وكذلك الأجزاء التي تتطلب أبعادًا وحجمًا ثابتًا. تستخدم بشكل أساسي صب القوالب وصب المعادن، ولكن يمكن أيضًا استخدام صب الرمل.
ZL109
هذه السبيكة عبارة عن سبيكة أل-سي-نحاس-مغ-نيكل معقدة. ونظرًا لزيادة محتوى Si وإضافة Ni، تتمتع السبيكة بأداء صب ممتاز ومقاومة ممتازة للهواء، بالإضافة إلى قوة أعلى في درجات الحرارة العالية، ومقاومة تآكل محسّنة ومقاومة للتآكل، وانخفاض كبير في معامل التمدد الخطي والكثافة. مناسبة لصنع مكابس محركات الاحتراق الداخلي والأجزاء المقاومة للتآكل التي تتطلب أبعادًا وحجمًا ثابتًا. يستخدم بشكل أساسي في صب المعادن والصب بالرمل.
ZL111
سبيكة ZL111 عبارة عن سبيكة معقدة السبائك. ونظرًا لإضافة المنغنيز والقصدير (Ti)، تتمتع السبيكة بأداء صب ممتاز، ومقاومة جيدة للتآكل، ومقاومة جيدة للتآكل، ومقاومة للهواء، وقوة عالية. أداء اللحام والتشغيل الآلي متوسط.
مناسب لصب الأجزاء الهيكلية الديناميكية الديناميكية المعقدة الشكل وذات الأحمال الثقيلة (مثل الأجزاء الهيكلية لمحركات الطائرات، ومضخات المياه، ومضخات الزيت، والمضخات ذات الأحمال الثقيلة، وما إلى ذلك)، والأجزاء التي تتطلب إحكامًا جيدًا للهواء وتعمل في درجات حرارة أعلى. تستخدم بشكل أساسي الصب المعدني والصب بالرمل، ولكن يمكن أيضًا استخدام الصب بالقالب.
ZL114A
سبيكة ZL112 عبارة عن سبيكة معقدة السبائك. ونظرًا لإضافة المنغنيز والقصدير (Ti)، تتمتع السبيكة بأداء صب ممتاز، ومقاومة جيدة للتآكل، ومقاومة جيدة للتآكل، ومقاومة للهواء، وقوة عالية. أداء اللحام والتشغيل الآلي متوسط.
مناسب لصب الأجزاء الهيكلية الديناميكية الديناميكية المعقدة الشكل وذات الأحمال الثقيلة (مثل الأجزاء الهيكلية لمحركات الطائرات، ومضخات المياه، ومضخات الزيت، والمضخات ذات الأحمال الثقيلة، وما إلى ذلك)، والأجزاء التي تتطلب إحكامًا جيدًا للهواء وتعمل في درجات حرارة أعلى. تستخدم بشكل أساسي الصب المعدني والصب بالرمل، ولكن يمكن أيضًا استخدام الصب بالقالب.
ZL115
لديها قابلية جيدة للصب وخصائص ميكانيكية عالية، وتستخدم بشكل أساسي كمكونات هيكلية هندسية وأجزاء أخرى تحت الأحمال الثقيلة، مثل أجسام الصمامات والدوافع، إلخ. يستخدم بشكل أساسي في صب الرمل وسبك المعادن.
ZL116
من خلال إزالة الزنك والسبائك من سبيكة ZL115 وإضافة العناصر النزرة Ti وB، يتم تنقية حبيبات السبيكة، وتقليل الآثار الضارة لمجلة Fe، مما يمنح السبيكة قابلية صب جيدة ومقاومة للهواء وخصائص ميكانيكية أعلى.
مناسب لصب الأجزاء الهيكلية للطاقة التي تتحمل أحمالاً ثقيلة، مثل بعض الأجزاء في الطائرات والصواريخ، وأجزاء مختلفة في المنتجات المدنية التي تتطلب أداءً شاملاً جيدًا. تستخدم بشكل أساسي في صب الرمل وسبك المعادن.
ZL117
إن سبيكة ZL117 عبارة عن سبيكة معقدة مقاومة للتآكل من Al-Cu-Mg فائقة الانصهار من النحاس والنحاس. ونظرًا لاحتوائها على 19-22% Si وإضافة عناصر ضئيلة من المنغنيز والعناصر الأرضية النادرة RE، تصبح السبيكة مادة متقدمة مقاومة للتآكل مع العديد من جسيمات Si الأولية عالية الصلابة موزعة على مصفوفة ناعمة، وتتمتع بقابلية صب جيدة بالإضافة إلى قوة ممتازة في درجة حرارة الغرفة ودرجة الحرارة المرتفعة ومعامل تمدد حراري منخفض.
مناسبة لصب مكابس محرك الاحتراق الداخلي، ووسادات الفرامل، وغيرها من الأجزاء الهيكلية النشطة النشطة المقاومة للتآكل والمستقرة الأبعاد ذات القوة العالية. باستخدام الصب المعدني بشكل رئيسي، ولكن يمكن أيضًا استخدام الصب بالرمل.
بالإضافة إلى ذلك، طورت وزارة صناعة الطيران ثلاثة أنواع من سبائك الألومنيوم والسيليكون (ZL112Y، ZL113Y، ZL117Y). إن كلاً من ZL112Y وZL113Y عبارة عن سبائك من الألومنيوم-السيليكون-النحاس المصبوب، وكلاهما يتمتعان بقدرة جيدة على الصب وإحكام الإغلاق وخصائص ميكانيكية عالية، ومناسبة لصب الأجزاء التي تتطلب قوة ودرجة حرارة عمل عالية، وإحكامًا جيدًا للهواء، بالإضافة إلى أجزاء أخرى مثل المكابس التي تتطلب مقاومة التآكل، وثبات الأبعاد، وخصائص نقل الحرارة الجيدة.
تستخدم بشكل أساسي صب القوالب ولكن يمكنها أيضًا استخدام صب الرمل وسبك المعادن. تختلف سبيكة Zl108 عن سبيكة Zl108، فهي تقلل من محتوى Si وتزيد من محتوى النحاس، مما يعزز من تقوية المحلول الصلب وتصلب الترسيب، وبالتالي فإن درجة حرارة الغرفة وأداء درجات الحرارة العالية أفضل من Zl108.
ZL201
يتميز ZL201 بخصائص ميكانيكية جيدة في درجة حرارة الغرفة ودرجات الحرارة المرتفعة، واللدونة العامة، وأداء اللحام والتشغيل الآلي، ولكن سيولة ضعيفة وميل إلى التشقق الساخن، ومقاومة ضعيفة للتآكل. مناسب لصب الأجزاء الهيكلية التي تعمل في درجات حرارة أعلى (200-300 ℃) أو الأجزاء التي تتحمل أحمال ديناميكية أو ثابتة كبيرة في درجة حرارة الغرفة، وكذلك الأجزاء التي تعمل في درجات حرارة منخفضة (-70 ℃). باستخدام الصب بالرمل بشكل أساسي.
ZL201A
تقلل هذه السبيكة إلى حد كبير من محتوى الشوائب Fe وSi، وتتميز بخصائص ميكانيكية أعلى في درجة حرارة الغرفة وخصائص ميكانيكية عالية الحرارة من ZL201. تتميز بأداء جيد في التشغيل الآلي واللحام، ولكن قابليتها للصب ضعيفة. يمكن استخدامه للأجزاء التي تعمل عند 300 ℃ أو تتحمل أحمال ديناميكية أو ثابتة كبيرة في درجة حرارة الغرفة. يستخدم بشكل أساسي في صب الرمل.
ZL202
يتميز ZL202 بقابلية صب جيدة نسبيًا وقوة وصلابة ومقاومة تآكل أعلى في درجات الحرارة العالية، ولكن مقاومته للتآكل ضعيفة. مناسب لصب الأجزاء التي تعمل عند درجة حرارة 250 ℃ مع حمولة صغيرة، مثل رؤوس الأسطوانات. تستخدم بشكل أساسي في صب الرمل وسبك المعادن.
ZL203
نظرًا لأن ZL203 يحتوي على نسبة منخفضة من سيليكون السيليكون، فإنه يتميز بسيولة ضعيفة قليلاً، وميل أكبر للتشقق الساخن، ومقاومة ضعيفة نسبيًا للتآكل، ولكنه يتمتع بقوة جيدة في درجات الحرارة العالية وأداء جيد في اللحام والتشغيل الآلي. مناسب لصب الأجزاء التي تعمل في درجات حرارة أقل من 250 درجة مئوية مع أحمال صغيرة، وكذلك الأجزاء التي تتحمل أحمالاً كبيرة في درجة حرارة الغرفة، مثل أجزاء الأدوات، وأجسام علبة المرافق، إلخ. تستخدم بشكل أساسي الصب بالرمل والصب بالضغط المنخفض.
ZL204A
هذه سبيكة Al-Cu مصبوبة عالية النقاء وعالية القوة، والتي تتمتع أيضًا بمرونة جيدة وأداء جيد في اللحام والتشغيل الآلي، ولكن قابليتها للصب ضعيفة. مناسبة لصب الأجزاء الهيكلية التي تتحمل أحمالاً كبيرة، مثل مقاعد الدعم، وأذرع الدعم، إلخ. تستخدم بشكل أساسي الصب بالرمل والصب بالضغط المنخفض.
ZL205A
تُعد هذه السبيكة حاليًا أعلى سبائك الألومنيوم قوة المستخدمة في العالم. تتميز بمرونة جيدة ومقاومة جيدة للتآكل، وأداء ممتاز في التشغيل الآلي واللحام، ولكن قابليتها للصب ضعيفة نسبياً. مناسب لصب الأجزاء الهيكلية التي تتحمل أحمالاً كبيرة وبعض الأجزاء التي لا تتطلب إحكامًا عاليًا للهواء. يستخدم بشكل أساسي في صب الرمل والصب بالضغط المنخفض، ويمكنه أيضًا استخدام الصب المعدني.
ZL207
يتميز ZL207 بقوة عالية جدًا في درجات الحرارة العالية. قابليته للصب متوسطة، وأداء اللحام والتشغيل الآلي متوسط أيضًا، ولكن قوته في درجة حرارة الغرفة ليست عالية. مناسب لصب الأجزاء الهيكلية المختلفة التي تعمل في درجات حرارة 400 ℃، مثل أجسام الصمامات في محركات الطائرات، وبعض المكونات المقاومة للحرارة في صناعة التكرير. يستخدم بشكل أساسي في صب الرمل والصب بالضغط المنخفض.
ZL209
إن قوة الشد ونقطة الخضوع وقوة درجة الحرارة العالية لسبائك ZL209 كلها أعلى من تلك الموجودة في ZL201A، كما أنها تتمتع بأداء أفضل في اللحام والتشغيل الآلي، ولكن أداء الصب والاستطالة أضعف. مناسبة لصب المكونات المختلفة التي تتطلب مقاومة التآكل في درجات حرارة أعلى، مثل أجزاء محركات الاحتراق الداخلي، إلخ. في الغالب باستخدام الصب بالرمل.
ZL301
يعد هذا النوع من أكثر الأنواع مقاومة للتآكل بين سبائك الألومنيوم الموجودة، مع قابلية جيدة جدًا للتشغيل الآلي وقابلية لحام جيدة نسبيًا، وقوة عالية، وأداء جيد في عملية الصب، ولكن عملية الصب معقدة، والتشغيل مزعج، والمسبوكات عرضة للعيوب مثل المسامية والتشقق الساخن.
مناسب لصب الأجزاء المختلفة ذات الأحمال الكبيرة في الوسائط المسببة للتآكل مثل مياه البحر في درجات حرارة عمل أقل من 150 درجة مئوية، مثل المكونات المختلفة داخل قدور السفن البحرية وأغلفة المضخات والمضخات والدافعات والإطارات وما إلى ذلك، في صناعة البترول، ومعظمها باستخدام الصب بالرمل.
ZL303
قوة أعلى في درجات الحرارة العالية من ZL301، ومقاومة جيدة للتآكل (أسوأ قليلاً من ZL301)، وقابلية تشغيل آلية فائقة، وقابلية لحام جيدة، وأداء صب أفضل من ZL301، ولا يمكن معالجتها بالحرارة، مما يؤدي إلى خواص ميكانيكية أقل بكثير من ZL301.
مناسب لصب الأجزاء مثل المحرك الهوائي والصاروخ ومحرك الاحتراق الداخلي والمضخة الكيميائية ومضخة الزيت وأغلفة مضخات الغاز البتروكيماوية والدوارات والشفرات وما إلى ذلك، التي تتحمل أحمالاً متوسطة في الوسائط المسببة للتآكل مثل مياه البحر والمواد الكيميائية والغاز. تستخدم بشكل أساسي الصب بالضغط والصب بالرمل.
ZL305
لقد قلل ZL305، بسبب إضافة الزنك، من محتوى المغنيسيوم، كما أن أداء الصب والاستقرار الهيكلي بعد التقادم الطبيعي أفضل من أداء سبائك ZL301 و ZL303، مع ميل أقل لتشكيل المسامية والتشقق الساخن. أيضًا، نظرًا لإضافة العناصر النزرة Ti وBe، تتمتع هذه السبيكة بأداء شامل جيد، ومقاومة قوية للتآكل الإجهادي، ولكن خصائصها الميكانيكية ضعيفة في درجات الحرارة العالية.
مناسب لصب الأجزاء التي تتحمل أحمالًا كبيرة في الوسائط المسببة للتآكل مثل مياه البحر والمواد الكيميائية والغاز أقل من 100 ℃، مثل المحركات الهوائية ومحركات الاحتراق الداخلي والمضخات الكيميائية ومضخات الزيت وأغلفة مضخات الغاز البتروكيماوية والدوارات والشفرات وما إلى ذلك. تستخدم أساسا باستخدام صب الرمل.
ZL401
يتمتع ZL401 بأداء صب جيد للغاية، وميول صغيرة لمسامية الانكماش والتشقق الساخن، وخصائص ميكانيكية أعلى، وأداء جيد في اللحام والتشغيل الآلي، ولكن لديه ثقل نوعي أعلى، ومرونة منخفضة، ومقاومة ضعيفة للتآكل.
غالبًا ما تُستخدم في صب القوالب والقوالب والقوالب والأجزاء الهيكلية في منتجات مثل المحركات الهوائية ومحركات الاحتراق الداخلي والمركبات وغيرها، والتي تعمل في درجات حرارة لا تتجاوز 200 درجة مئوية وتتحمل أحمالاً متوسطة. تستخدم بشكل أساسي في الصب بالضغط، وكذلك الصب بالرمل والصب المعدني.