铝硅合金性能及应用
发布时间：2022-07-22 作者：材料类科研服务平台 阅读量：1146
铝硅已成为铸造铝合金中品种多、应用广泛的一种合金。适用于铸造大型、薄壁、复杂零件。铝硅铸造合金有哪些性能和应用？下面我们来看看Al-Si合金的常见种类和铸造性能。
铝硅（Al-Si）合金性能及应用
铝硅合金是一种主要由铝和硅组成的锻造和铸造合金。一般硅含量为11%，并添加少量铜、铁、镍以提高强度。AI Si合金由于其质轻、导热性好、有一定的强度、硬度和耐腐蚀性能，被广泛应用于汽车工业和机械制造业，制造一些滑动摩擦条件下的零件。铝硅合金还广泛用于航空、交通、建筑等重要行业。也用于制造形状复杂的中低强度铸件，如盖板、电机外壳、支架等。
该合金是典型的共晶合金，相图简单，无中间化合物。具有铸造性能好、比强度高、价格低廉等优点。铝是第三主族元素，而硅是半导体元素，它们之间的固溶度很小。当硅含量较低时，Al Si合金具有良好的延展性，常被用作变形合金。硅含量高时，Al Si合金熔体充填性好，常用作铸造合金。
铝硅铸造合金的种类
一般铝硅铸造合金的Si含量（质量分数）为5%~25%，可分为共晶型、过共晶型和亚共晶型。
共晶铝硅合金（Si含量为10%~13%）：关于Al Si二元共晶点的Si含量，目前很多文献认为共晶点的Si含量为12.5%。共晶Al-Si合金具有优良的铸造性能，但力学性能和切削加工性较差。一般加入一定量的Mg、Cu、Mn进行强化增韧改性；
过共晶铝硅合金（Si含量一般超过15%）：内燃机的活塞和其他需要高温热稳定性的部件多采用过共晶合金。这是因为亚共晶或共晶Al-Si合金生产的发动机活塞在运行过程中会因温度升高和体积膨胀而“咬缸”，导致发动机无法达到额定功率，降低使用寿命；
亚共晶铝硅合金（除共晶和过共晶的Al Si合金）：工业上常用的亚共晶Al Si合金的Si含量一般为6%~8%，并添加其他强化元素进行强化增韧处理。常见的有铝硅镁合金和铝硅铜合金。Al Si Mg合金主要以Mg和Si形成的Mg2Si相作为强化相，Al Si Cu合金主要以Cu作为强化相在热处理过程中。
金属的铸造性能表明在铸造过程中获得准确形状和良好内部铸件的能力。一般的测量指标包括流动性、收缩率、偏析倾向等。Al Si合金正是因为其铸造性能明显优于Al Cu、Al Mg、Al Zn等，成为应用广泛的一种铸造铝合金。
流动性：铝硅合金具有优良的流动性，尤其是共晶合金。合金的热脆性随着合金元素含量的增加而降低，但锌和镁倾向于提高热脆性。共晶成分的合金虽然流动性好，但共晶含量在20%~90%之间的合金在保证流动性的条件下具有合适的凝固温度宽度，而共晶成分完全的合金则结晶，所以铸造性能好。在恒温下，容易形成缩孔。
收缩率：硅显着降低了铝的凝固收缩率，其他合金元素对收缩率影响不大。因此，含6%~12%si的合金的收缩率约为3%~4%，而含20%~24%si的合金的收缩率仅为1%~2%。
偏析倾向：大多数Al Si合金凝固范围较窄，不易产生偏析，但淬火后的铸件表面偏析明显。
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