Alumínio fundido ZL: Classes e usos em todo o mundo

I. Comparação dos graus de liga de alumínio entre diferentes países

Tabela de comparação internacional de graus de liga de alumínio

II. As principais características e aplicações de vários tipos de ligas de alumínio (alumínio fundido ZL)

ZL101

Composição simples, fácil de derreter e fundir, bom desempenho de fundição, boa estanqueidade e desempenho relativamente bom de soldagem e usinagem, mas sem altas propriedades mecânicas. Adequado para a fundição de várias peças com paredes finas, grandes áreas, formas complexas e requisitos de baixa resistência, como carcaças de bombas, caixas de engrenagens, caixas de instrumentos (estruturas) e peças de eletrodomésticos. Usando principalmente fundição em areia e fundição de metal.

Zl101A

Como uma pequena quantidade de Ti foi adicionada com base na ZL101, o que refinou os grãos e fortaleceu a estrutura da liga, seu desempenho abrangente é superior ao da ZL101 e da ZL102, além de ter melhor resistência à corrosão. Ela pode ser usada como peças fundidas de alta qualidade para vários componentes estruturais em estruturas de engenharia de carga geral e motocicletas, automóveis, eletrodomésticos e produtos para instrumentos. Atualmente, seu uso fica atrás apenas do ZL102. Utiliza-se principalmente fundição em areia e fundição de metal.

Zl102

A maior característica dessa liga é sua boa fluidez; outras propriedades são semelhantes às do ZL101, mas sua estanqueidade é melhor do que a do ZL101. Ela pode ser usada para fundir várias peças fundidas sob pressão de formato complexo e paredes finas e peças fundidas de metal ou areia de formato complexo, de área grande e paredes finas, com requisitos de baixa resistência. Quer se trate de fundições sob pressão ou do tipo de metal, fundições em areia, é a variedade de liga de alumínio para fundição mais usada em produtos civis.

Zl104

Por ter uma grande quantidade de cristais de trabalho e Mn ter sido adicionado, ele compensa os efeitos nocivos do Fe misturado ao material, tem bom desempenho de fundição e excelente estanqueidade, resistência à corrosão e desempenho relativamente bom de soldagem e usinagem, mas baixa resistência ao calor. Adequado para a fabricação de peças estruturais dinâmicas de formato complexo e tamanho grande com grandes cargas, como carcaças de superalimentadores, cabeçotes de cilindro, camisas de cilindro etc., usando principalmente fundição sob pressão, bem como fundição em areia e fundição de metal.

ZL105, ZL105A

Devido à adição de Cu, o teor de Si é reduzido, seu desempenho de fundição e soldabilidade são piores do que os da ZL104, mas a resistência à temperatura ambiente e a altas temperaturas e o desempenho de usinagem são melhores do que os da ZL104, a plasticidade é um pouco menor e a resistência à corrosão é ruim.

Adequado para peças estruturais dinâmicas de formato complexo, tamanho grande e carga pesada. Como carcaças de superalimentadores, cabeçotes de cilindro, camisas de cilindro etc. O ZL105A reduziu o teor do elemento de impureza Fe no ZL105, melhorando a resistência da liga e apresentando melhores propriedades mecânicas do que o ZL105. Ela é usada principalmente para a fundição de peças fundidas de alta qualidade.

ZL106

Devido ao aumento do teor de Si e à adição de traços de Ti e Mn, o desempenho de fundição e de alta temperatura da liga é melhor do que o da ZL105, além de apresentar boa estanqueidade e resistência à corrosão. Ela pode ser usada para componentes estruturais de suporte de carga em geral e peças que exigem boa estanqueidade e trabalham em temperaturas mais altas. Usado principalmente em fundição em areia e fundição de metal.

ZL107

O ZL107 tem excelente desempenho de fundição e estanqueidade, boas propriedades mecânicas, desempenho geral de soldagem e usinagem e resistência à corrosão ligeiramente baixa. Adequado para a fabricação de peças estruturais que suportam cargas dinâmicas ou estáticas gerais e peças que exigem estanqueidade. Principalmente usando fundição em areia.

ZL108

A ZL108 tem alto teor de Si e foi infiltrada com Mg, Cu e Mn, o que confere à liga excelente desempenho de fundição, além de ter um pequeno coeficiente de expansão térmica, boa resistência ao desgaste, alta resistência e boa estabilidade térmica. Mas a resistência à corrosão é um pouco menor. Adequado para a fabricação de pistões de motores de combustão interna e outras peças resistentes ao desgaste, bem como peças que exigem dimensões e volume estáveis. Utiliza principalmente fundição sob pressão e fundição de metal, mas também pode ser utilizada a fundição em areia.

ZL109

Trata-se de uma liga de Al-Si-Cu-Mg-Ni de liga complexa. Devido ao aumento do teor de Si e à adição de Ni, a liga tem excelente desempenho de fundição e estanqueidade, além de maior resistência a altas temperaturas, melhor resistência ao desgaste e à corrosão e uma redução significativa no coeficiente de expansão linear e na densidade. Adequada para a fabricação de pistões de motores de combustão interna e peças resistentes ao desgaste que exigem dimensões e volume estáveis. Usando principalmente fundição de metal e fundição em areia.

ZL111

A ZL111 é uma liga de liga complexa. Devido à adição de Mn e Ti, a liga tem excelente desempenho de fundição, boa resistência à corrosão, estanqueidade ao ar e alta resistência. Seu desempenho de soldagem e usinagem é mediano.

Adequado para a fundição de peças estruturais dinâmicas de formato complexo e carga pesada (como peças estruturais de motores de aeronaves, bombas de água, bombas de óleo, impulsores etc.), peças que exigem boa estanqueidade e trabalham em temperaturas mais altas. Usa principalmente fundição de metal e fundição em areia, mas também pode ser usada fundição sob pressão.

ZL114A

O ZL112 é uma liga de liga complexa. Devido à adição de Mn e Ti, a liga tem excelente desempenho de fundição, boa resistência à corrosão, estanqueidade ao ar e alta resistência. Seu desempenho de soldagem e usinagem é mediano.

Adequado para a fundição de peças estruturais dinâmicas de formato complexo e carga pesada (como peças estruturais de motores de aeronaves, bombas de água, bombas de óleo, impulsores etc.), peças que exigem boa estanqueidade e trabalham em temperaturas mais altas. Usa principalmente fundição de metal e fundição em areia, mas também pode ser usada fundição sob pressão.

ZL115

Tem boa capacidade de fundição e altas propriedades mecânicas, sendo usado principalmente como componentes estruturais de engenharia e outras peças sujeitas a cargas pesadas, como corpos de válvulas, impulsores etc. Utiliza-se principalmente fundição em areia e fundição de metal.

ZL116

Com a remoção do Zn e do Sb da liga ZL115 e a adição de oligoelementos Ti e Be, os grãos da liga são refinados e os efeitos nocivos do Fe são reduzidos, proporcionando à liga boa capacidade de fundição, estanqueidade e propriedades mecânicas superiores.

Adequado para a fundição de peças estruturais de potência que suportam cargas pesadas, como algumas peças de aviões e mísseis, e várias peças de produtos civis que exigem um bom desempenho abrangente. Utiliza principalmente fundição em areia e fundição de metal.

ZL117

A liga ZL117 é uma liga hipereutética Al-Cu-Mg de liga complexa resistente ao desgaste. Por conter 19-22% Si e ter adicionado oligoelementos Mn e elementos de terras raras RE, a liga se torna um material avançado resistente ao desgaste com muitas partículas primárias de Si de alta dureza distribuídas em uma matriz macia, além de ter boa capacidade de fundição, excelente resistência à temperatura ambiente e a altas temperaturas e um baixo coeficiente de expansão térmica.

Adequado para a fundição de pistões de motores de combustão interna, pastilhas de freio e outras peças estruturais resistentes ao desgaste, ativas e dimensionalmente estáveis, com alta resistência. Utiliza principalmente a fundição de metal, mas também pode ser usada a fundição em areia.

Além disso, o Ministério da Indústria da Aviação desenvolveu três tipos de ligas de alumínio-silício (ZL112Y, ZL113Y, ZL117Y). Tanto a ZL112Y quanto a ZL113Y são ligas de fundição sob pressão Al-Si-Cu, ambas com boa capacidade de fundição, estanqueidade e altas propriedades mecânicas, adequadas para peças de fundição que exigem alta resistência e temperatura de trabalho, boa estanqueidade, além de outras peças, como pistões, que exigem resistência ao desgaste, estabilidade dimensional e boas propriedades de transferência de calor.

Usa principalmente fundição sob pressão, mas também pode usar fundição em areia e fundição de metal. Diferentemente da liga Zl108, ela reduz o teor de Si e aumenta o teor de Cu, o que melhora o fortalecimento da solução sólida e o endurecimento por precipitação, portanto, seu desempenho em temperatura ambiente e em alta temperatura é melhor do que o da Zl108.

ZL201

O ZL201 tem boas propriedades mecânicas em temperatura ambiente e em alta temperatura, plasticidade geral, desempenho de soldagem e usinagem, mas baixa fluidez e tendência a trincas a quente, além de baixa resistência à corrosão. Adequado para fundir peças estruturais que trabalham em temperaturas mais altas (200-300°C) ou peças que suportam grandes cargas dinâmicas ou estáticas em temperatura ambiente, bem como peças que trabalham em baixas temperaturas (-70°C). Principalmente usando fundição em areia.

ZL201A

Essa liga reduz bastante o teor de impurezas Fe e Si e tem propriedades mecânicas de alta temperatura e temperatura ambiente mais altas do que a ZL201. Tem bom desempenho de usinagem e soldagem, mas baixa capacidade de fundição. Pode ser usado para peças que trabalham a 300°C ou que suportam grandes cargas dinâmicas ou estáticas em temperatura ambiente. Principalmente usando fundição em areia.

ZL202

O ZL202 tem uma capacidade de fundição relativamente boa e maior resistência a altas temperaturas, dureza e resistência ao desgaste, mas baixa resistência à corrosão. Adequado para peças fundidas que trabalham a uma temperatura de 250°C com uma carga pequena, como cabeçotes de cilindro. Usando principalmente fundição em areia e fundição de metal.

ZL203

Como o ZL203 tem teor reduzido de Si, ele tem fluidez ligeiramente ruim, maior tendência a trincas a quente e resistência à corrosão relativamente ruim, mas tem boa resistência a altas temperaturas e desempenho de soldagem e usinagem. Adequado para peças fundidas que trabalham em temperaturas abaixo de 250°C com pequenas cargas, bem como peças que suportam grandes cargas em temperatura ambiente, como peças de instrumentos, corpos de cárter etc. Usando principalmente fundição em areia e fundição de baixa pressão.

ZL204A

Trata-se de uma liga de Al-Cu fundida de alta pureza e alta resistência, que também tem boa plasticidade e bom desempenho de soldagem e usinagem, mas baixa capacidade de fundição. Adequada para a fundição de peças estruturais que suportam grandes cargas, como assentos de apoio, braços de apoio etc. Usando principalmente fundição em areia e fundição de baixa pressão.

ZL205A

Atualmente, essa é a liga de alumínio de maior resistência usada no mundo. Tem boa plasticidade e resistência à corrosão, excelente desempenho em usinagem e soldagem, mas uma capacidade de fundição relativamente baixa. Adequado para a fundição de peças estruturais que suportam grandes cargas e algumas peças que não exigem alta estanqueidade. Utiliza principalmente fundição em areia, fundição de baixa pressão e também pode usar fundição de metal.

ZL207

O ZL207 tem resistência a altas temperaturas muito alta. Sua capacidade de fundição é média, e o desempenho de soldagem e usinagem também é médio, mas sua resistência à temperatura ambiente não é alta. Adequado para a fundição de várias peças estruturais que trabalham em temperaturas de 400°C, como corpos de válvulas em motores de aeronaves e alguns componentes resistentes ao calor na indústria de refino. Usando principalmente fundição em areia e fundição de baixa pressão.

ZL209

A resistência à tração, o ponto de escoamento e a resistência a altas temperaturas da liga ZL209 são maiores do que os da ZL201A, e ela tem melhor desempenho de soldagem e usinagem, mas seu desempenho de fundição e alongamento são piores. Adequada para a fundição de vários componentes que exigem resistência ao desgaste em temperaturas mais altas, como peças de motores de combustão interna etc. Principalmente usando fundição em areia.

ZL301

Essa é uma das variedades mais resistentes à corrosão entre as ligas de alumínio existentes, com excelente usinabilidade e soldabilidade relativamente boa, alta resistência e bom desempenho de anodização, mas o processo de fundição é complexo, a operação é problemática e as peças fundidas são propensas a defeitos como porosidade e rachaduras a quente.

Adequado para a fundição de várias peças com cargas significativas em meios corrosivos, como água do mar, em temperaturas de trabalho abaixo de 150 ℃, como vários componentes dentro de caldeirões de navios marítimos, carcaças de bombas, impulsores, estruturas, etc., no setor de petróleo, principalmente usando fundição em areia.

ZL303

Maior resistência a altas temperaturas do que o ZL301, boa resistência à corrosão (ligeiramente pior do que o ZL301), usinabilidade superior, boa soldabilidade, melhor desempenho de fundição do que o ZL301, não pode ser tratado termicamente, resultando em propriedades mecânicas muito inferiores às do ZL301.

Adequado para peças fundidas, como motores aeronáuticos, mísseis, motores de combustão interna, bombas químicas, bombas de óleo, carcaças de bombas de gás petroquímicas, rotores, lâminas etc., que suportam cargas médias em meios corrosivos, como água do mar, produtos químicos e gás. Usando principalmente fundição sob pressão e fundição em areia.

ZL305

A ZL305, devido à adição de Zn, reduziu o teor de Mg, e tanto o desempenho da fundição quanto a estabilidade estrutural após o envelhecimento natural são melhores do que os das ligas ZL301 e ZL303, com uma tendência menor de formar porosidade e trincas a quente. Além disso, devido à adição de oligoelementos Ti e Be, essa liga tem bom desempenho abrangente, forte resistência à corrosão sob tensão, mas propriedades mecânicas ruins em altas temperaturas.

Adequado para peças fundidas que suportam grandes cargas em meios corrosivos, como água do mar, produtos químicos e gás abaixo de 100 ℃, como motores aeronáuticos, motores de combustão interna, bombas químicas, bombas de óleo, carcaças de bombas de gás petroquímicas, rotores, lâminas etc. Principalmente usando fundição em areia.

ZL401

O ZL401 tem um desempenho de fundição muito bom, pequenas tendências de porosidade de contração e rachaduras a quente, propriedades mecânicas mais altas, bom desempenho de soldagem e usinagem, mas tem uma gravidade específica mais alta, baixa plasticidade e baixa resistência à corrosão.

Frequentemente usado para fundição sob pressão e moldes, modelos e peças estruturais em produtos como motores aeronáuticos, motores de combustão interna, veículos etc., que trabalham em temperaturas não superiores a 200°C e suportam cargas médias. Usando principalmente fundição sob pressão, bem como fundição em areia e metal.