Aluminium odlewane ZL: Gatunki i zastosowania na całym świecie

I. Porównanie gatunków stopów aluminium w różnych krajach

Międzynarodowa tabela porównawcza gatunków stopów aluminium

II. Główne cechy i zastosowania różnych gatunków stopów aluminium (odlew aluminiowy ZL)

ZL101

Prosty skład, łatwe topienie i odlewanie, dobra wydajność odlewania, dobra szczelność i stosunkowo dobra wydajność spawania i obróbki skrawaniem, ale nie wysokie właściwości mechaniczne. Nadaje się do odlewania różnych części o cienkich ściankach, dużych powierzchniach i złożonych kształtach oraz niskich wymaganiach wytrzymałościowych, takich jak obudowy pomp, skrzynie biegów, obudowy instrumentów (ramy) i części urządzeń gospodarstwa domowego. Głównie przy użyciu odlewów piaskowych i metalowych.

Zl101A

Ponieważ do stopu ZL101 dodano niewielką ilość Ti, który uszlachetnił ziarna i wzmocnił strukturę stopu, jego kompleksowa wydajność jest wyższa niż w przypadku stopów ZL101 i ZL102 i charakteryzuje się on lepszą odpornością na korozję. Może być stosowany jako wysokiej jakości odlewy do różnych elementów konstrukcyjnych w konstrukcjach inżynierii ogólnego obciążenia i motocyklach, samochodach, sprzęcie AGD i produktach instrumentalnych. Jego zastosowanie jest obecnie drugie po ZL102. Głównie przy użyciu odlewów piaskowych i metalowych.

Zl102

Największą cechą tego stopu jest jego dobra płynność, inne właściwości są podobne do ZL101, ale jego szczelność jest lepsza niż ZL101. Może być stosowany do odlewania różnych cienkościennych odlewów ciśnieniowych o skomplikowanych kształtach oraz cienkościennych, wielkopowierzchniowych odlewów metalowych o skomplikowanych kształtach lub odlewów piaskowych o niskich wymaganiach wytrzymałościowych. Niezależnie od tego, czy są to odlewy ciśnieniowe, czy metalowe, odlewy piaskowe, jest to najczęściej stosowana odmiana odlewniczego stopu aluminium w produktach cywilnych.

Zl104

Ponieważ ma dużą ilość kryształów roboczych i dodano Mn, kompensuje szkodliwe działanie Fe zmieszanego z materiałem, ma dobrą wydajność odlewania i doskonałą szczelność, odporność na korozję oraz stosunkowo dobrą wydajność spawania i obróbki skrawaniem, ale słabą odporność na ciepło. Nadaje się do wykonywania dynamicznych części konstrukcyjnych o skomplikowanych kształtach i dużych rozmiarach z dużymi obciążeniami, takich jak obudowy doładowania, głowice cylindrów, tuleje cylindrowe itp., głównie przy użyciu odlewania ciśnieniowego, a także odlewania piaskowego i odlewania metali.

ZL105, ZL105A

Ze względu na dodatek Cu, zawartość Si jest zmniejszona, jego wydajność odlewania i spawalność są gorsze niż ZL104, ale wytrzymałość w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze oraz wydajność obróbki są lepsze niż ZL104, plastyczność jest nieco niższa, a odporność na korozję jest słaba.

Nadaje się do dynamicznych części konstrukcyjnych o złożonych kształtach, dużych rozmiarach i dużym obciążeniu. Takich jak obudowy doładowania, głowice cylindrów, tuleje cylindrowe itp. ZL105A ma zmniejszoną zawartość pierwiastka Fe w ZL105, co poprawia wytrzymałość stopu i ma lepsze właściwości mechaniczne niż ZL105. Stosowany jest głównie do odlewania wysokiej jakości odlewów.

ZL106

Ze względu na zwiększoną zawartość Si i dodanie śladowych ilości Ti i Mn, wydajność odlewania stopu i wydajność w wysokich temperaturach są lepsze niż ZL105, a także ma dobrą szczelność i odporność na korozję. Może być stosowany do ogólnych nośnych elementów konstrukcyjnych i części, które wymagają dobrej szczelności i pracy w wyższych temperaturach. Głównie przy użyciu odlewów piaskowych i metalowych.

ZL107

ZL107 charakteryzuje się doskonałą wydajnością odlewania i szczelnością, dobrymi właściwościami mechanicznymi, ogólną wydajnością spawania i obróbki skrawaniem oraz nieco słabszą odpornością na korozję. Nadaje się do produkcji części konstrukcyjnych przenoszących ogólne obciążenia dynamiczne lub statyczne oraz części wymagających hermetyczności. Głównie przy użyciu odlewania piaskowego.

ZL108

ZL108 ma wysoką zawartość Si i został nasycony Mg, Cu, Mn, co zapewnia stopowi doskonałą wydajność odlewania, a także ma mały współczynnik rozszerzalności cieplnej, dobrą odporność na zużycie, wysoką wytrzymałość i dobrą stabilność termiczną. Odporność na korozję jest jednak nieco niższa. Nadaje się do produkcji tłoków silników spalinowych i innych części odpornych na zużycie, a także części wymagających stabilnych wymiarów i objętości. Głównie przy użyciu odlewania ciśnieniowego i odlewania metali, ale można również stosować odlewanie piaskowe.

ZL109

Jest to złożony stop Al-Si-Cu-Mg-Ni. Ze względu na zwiększoną zawartość Si i dodatek Ni, stop ten charakteryzuje się doskonałą wydajnością odlewania i szczelnością, a także wyższą wytrzymałością na wysokie temperatury, lepszą odpornością na zużycie i korozję oraz znaczną redukcją współczynnika rozszerzalności liniowej i gęstości. Nadaje się do produkcji tłoków silników spalinowych i części odpornych na zużycie, które wymagają stabilnych wymiarów i objętości. Głównie przy użyciu odlewania metali i odlewania piaskowego.

ZL111

ZL111 jest stopem o złożonej strukturze. Dzięki dodatkowi Mn i Ti stop ten charakteryzuje się doskonałymi właściwościami odlewniczymi, dobrą odpornością na korozję, hermetycznością i wysoką wytrzymałością. Wydajność spawania i obróbki skrawaniem jest przeciętna.

Nadaje się do odlewania dynamicznych części konstrukcyjnych o skomplikowanych kształtach i dużym obciążeniu (takich jak części konstrukcyjne silników lotniczych, pompy wodne, pompy olejowe, wirniki itp. Głównie przy użyciu odlewania metali i odlewania piaskowego, ale można również stosować odlewanie ciśnieniowe.

ZL114A

ZL112 jest stopem o złożonej strukturze. Dzięki dodatkowi Mn i Ti, stop ten charakteryzuje się doskonałymi właściwościami odlewniczymi, dobrą odpornością na korozję, szczelnością i wysoką wytrzymałością. Wydajność spawania i obróbki skrawaniem jest przeciętna.

Nadaje się do odlewania dynamicznych części konstrukcyjnych o skomplikowanych kształtach i dużym obciążeniu (takich jak części konstrukcyjne silników lotniczych, pompy wodne, pompy olejowe, wirniki itp. Głównie przy użyciu odlewania metali i odlewania piaskowego, ale można również stosować odlewanie ciśnieniowe.

ZL115

Ma dobrą odlewalność i wysokie właściwości mechaniczne, stosowane głównie jako elementy konstrukcyjne i inne części poddawane dużym obciążeniom, takie jak korpusy zaworów, wirniki itp. Głównie przy użyciu odlewów piaskowych i metalowych.

ZL116

Poprzez usunięcie Zn i Sb ze stopu ZL115 i dodanie pierwiastków śladowych Ti i Be, ziarna stopu są uszlachetnione, a szkodliwe działanie magazynowanego Fe jest zmniejszone, co zapewnia stopowi dobrą odlewalność, szczelność i wyższe właściwości mechaniczne.

Nadaje się do odlewania części konstrukcyjnych o dużej mocy, które przenoszą duże obciążenia, takich jak niektóre części samolotów i pocisków oraz różne części produktów cywilnych, które wymagają dobrej kompleksowej wydajności. Głównie przy użyciu odlewów piaskowych i metalowych.

ZL117

Stop ZL117 jest złożonym stopem Al-Cu-Mg odpornym na zużycie. Ponieważ zawiera 19-22% Si i dodał pierwiastki śladowe Mn i pierwiastki ziem rzadkich RE, stop staje się zaawansowanym materiałem odpornym na zużycie z wieloma pierwotnymi cząstkami Si o wysokiej twardości rozmieszczonymi na miękkiej matrycy i ma dobrą odlewalność, a także doskonałą wytrzymałość w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze oraz niski współczynnik rozszerzalności cieplnej.

Nadaje się do odlewania tłoków silników spalinowych, klocków hamulcowych i innych odpornych na zużycie aktywnych, stabilnych wymiarowo części konstrukcyjnych o wysokiej wytrzymałości. Głównie przy użyciu odlewów metalowych, ale można również stosować odlewy piaskowe.

Ponadto, Ministerstwo Przemysłu Lotniczego opracowało trzy rodzaje stopów aluminiowo-krzemowych (ZL112Y, ZL113Y, ZL117Y). Zarówno ZL112Y, jak i ZL113Y to odlewnicze stopy Al-Si-Cu, z których oba mają dobrą odlewalność, szczelność i wysokie właściwości mechaniczne, odpowiednie do odlewania części, które wymagają wysokiej wytrzymałości i temperatury roboczej, dobrej szczelności, a także innych części, takich jak tłoki, które wymagają odporności na zużycie, stabilności wymiarowej i dobrych właściwości wymiany ciepła.

Głównie przy użyciu odlewania ciśnieniowego, ale może również wykorzystywać odlewanie piaskowe i odlewanie metali. W odróżnieniu od stopu Zl108, zmniejsza zawartość Si i zwiększa zawartość Cu, co zwiększa wzmocnienie roztworu stałego i utwardzanie wydzieleniowe, dzięki czemu jego temperatura pokojowa i wydajność w wysokich temperaturach są lepsze niż Zl108.

ZL201

ZL201 ma dobre właściwości mechaniczne w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze, ogólną plastyczność, wydajność spawania i obróbki skrawaniem, ale słabą płynność i tendencję do pękania na gorąco oraz słabą odporność na korozję. Nadaje się do odlewania części konstrukcyjnych, które pracują w wyższych temperaturach (200-300 ℃) lub części, które przenoszą duże obciążenia dynamiczne lub statyczne w temperaturze pokojowej, a także części, które pracują w niskich temperaturach (-70 ℃). Głównie przy użyciu odlewów piaskowych.

ZL201A

Stop ten znacznie zmniejsza zawartość zanieczyszczeń Fe i Si oraz ma wyższe właściwości mechaniczne w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze niż ZL201. Ma dobrą wydajność obróbki skrawaniem i spawania, ale słabą odlewalność. Może być stosowany do części, które pracują w temperaturze 300 ℃ lub przenoszą duże obciążenia dynamiczne lub statyczne w temperaturze pokojowej. Głównie przy użyciu odlewania piaskowego.

ZL202

ZL202 ma stosunkowo dobrą odlewalność i wyższą wytrzymałość w wysokich temperaturach, twardość i odporność na zużycie, ale słabą odporność na korozję. Nadaje się do odlewania części, które pracują w temperaturze 250 ℃ przy niewielkim obciążeniu, takich jak głowice cylindrów. Głównie przy użyciu odlewów piaskowych i metalowych.

ZL203

Ponieważ ZL203 ma zmniejszoną zawartość Si, ma nieco słabą płynność, większą tendencję do pękania na gorąco i stosunkowo słabą odporność na korozję, ale ma dobrą wytrzymałość w wysokich temperaturach oraz wydajność spawania i obróbki skrawaniem. Nadaje się do odlewania części, które pracują w temperaturach poniżej 250 ℃ przy małych obciążeniach, a także części, które przenoszą duże obciążenia w temperaturze pokojowej, takich jak części instrumentów, korpusy skrzyni korbowej itp. Głównie przy użyciu odlewania piaskowego i odlewania niskociśnieniowego.

ZL204A

Jest to odlewany stop Al-Cu o wysokiej czystości i wytrzymałości, który charakteryzuje się również dobrą plastycznością oraz dobrą wydajnością spawania i obróbki skrawaniem, ale słabą odlewalnością. Nadaje się do odlewania części konstrukcyjnych przenoszących duże obciążenia, takich jak gniazda wsporników, ramiona wsporników itp. Głównie przy użyciu odlewania piaskowego i odlewania niskociśnieniowego.

ZL205A

Jest to obecnie najbardziej wytrzymały stop aluminium stosowany na świecie. Charakteryzuje się dobrą plastycznością i odpornością na korozję, doskonałą wydajnością obróbki skrawaniem i spawania, ale stosunkowo niską podatnością na odlewanie. Nadaje się do odlewania części konstrukcyjnych przenoszących duże obciążenia i niektórych części, które nie wymagają wysokiej szczelności. Głównie przy użyciu odlewania piaskowego, odlewania niskociśnieniowego, a także może wykorzystywać odlewanie metali.

ZL207

ZL207 ma bardzo wysoką wytrzymałość w wysokich temperaturach. Jego odlewalność jest średnia, a wydajność spawania i obróbki skrawaniem jest również średnia, ale jego wytrzymałość w temperaturze pokojowej nie jest wysoka. Nadaje się do odlewania różnych części konstrukcyjnych, które pracują w temperaturach 400 ℃, takich jak korpusy zaworów w silnikach lotniczych i niektóre elementy żaroodporne w przemyśle rafineryjnym. Głównie przy użyciu odlewania piaskowego i odlewania niskociśnieniowego.

ZL209

Wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności i wytrzymałość wysokotemperaturowa stopu ZL209 są wyższe niż w przypadku ZL201A i ma on lepszą wydajność spawania i obróbki skrawaniem, ale jego wydajność odlewania i wydłużenie są gorsze. Nadaje się do odlewania różnych elementów, które wymagają odporności na zużycie w wyższych temperaturach, takich jak części silników spalinowych itp. Głównie przy użyciu odlewania piaskowego.

ZL301

Jest to jedna z najbardziej odpornych na korozję odmian wśród istniejących stopów aluminium, z bardzo dobrą skrawalnością i stosunkowo dobrą spawalnością, wysoką wytrzymałością i dobrą wydajnością anodowania, ale proces odlewania jest złożony, obsługa jest kłopotliwa, a odlewy są podatne na wady, takie jak porowatość i pękanie na gorąco.

Nadaje się do odlewania różnych części o znacznych obciążeniach w mediach korozyjnych, takich jak woda morska w temperaturach roboczych poniżej 150 ℃, takich jak różne elementy wewnątrz kotłów statków morskich, obudowy pomp, wirniki, ramy itp. w przemyśle naftowym, głównie przy użyciu odlewania piaskowego.

ZL303

Wyższa wytrzymałość wysokotemperaturowa niż ZL301, dobra odporność na korozję (nieco gorsza niż ZL301), doskonała skrawalność, dobra spawalność, lepsza wydajność odlewania niż ZL301, nie może być poddawany obróbce cieplnej, co skutkuje znacznie niższymi właściwościami mechanicznymi niż ZL301.

Nadaje się do odlewania części, takich jak silnik lotniczy, pocisk rakietowy, silnik spalinowy, pompa chemiczna, pompa olejowa, obudowy petrochemicznych pomp gazowych, wirniki, łopatki itp., które przenoszą średnie obciążenia w mediach korozyjnych, takich jak woda morska, chemikalia i gaz. Głównie przy użyciu odlewania ciśnieniowego i odlewania piaskowego.

ZL305

ZL305, ze względu na dodatek Zn, zmniejszył zawartość Mg, a zarówno wydajność odlewania, jak i stabilność strukturalna po naturalnym starzeniu są lepsze niż w przypadku stopów ZL301 i ZL303, z mniejszą tendencją do tworzenia porowatości i pękania na gorąco. Ponadto, ze względu na dodatek pierwiastków śladowych Ti i Be, stop ten ma dobrą kompleksową wydajność, silną odporność na korozję naprężeniową, ale słabe właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach.

Nadaje się do odlewania części, które przenoszą duże obciążenia w mediach korozyjnych, takich jak woda morska, chemikalia i gaz poniżej 100 ℃, takich jak silniki lotnicze, silniki spalinowe, pompy chemiczne, pompy olejowe, obudowy pomp gazu petrochemicznego, wirniki, łopatki itp. Głównie przy użyciu odlewania piaskowego.

ZL401

ZL401 ma bardzo dobre właściwości odlewnicze, niewielkie tendencje do porowatości skurczowej i pękania na gorąco, wyższe właściwości mechaniczne, dobrą wydajność spawania i obróbki skrawaniem, ale ma wyższy ciężar właściwy, niską plastyczność i słabą odporność na korozję.

Często stosowany do odlewania ciśnieniowego i form, szablonów i części konstrukcyjnych w produktach takich jak silniki lotnicze, silniki spalinowe, pojazdy itp., które działają w temperaturach nieprzekraczających 200 ℃ i przenoszą średnie obciążenia. Głównie przy użyciu odlewania ciśnieniowego, a także odlewania piasku i metalu.