Guía completa de la aleación de aluminio A356: propiedades, aplicaciones y preguntas frecuentes
Fecha:2025-04-30 Categorías:Blog Vistas:31
Hyundai CastingaluminioEl material más utilizado es la aleación de grado A356 de la American Society for Testing and Materials (ASTM), que equivale a la ZL101A de China, la AC4CH de Japón y la AlSi de Alemania.7Mg, Francia A-S7G03, Rusia AлAdemás de la aleación A356, Alemania utiliza la aleación AlSi9Mg, AlSi10Mg, AlSi11Mg, Francia también utiliza A-S11G, A-S12.5 . Estas aleaciones con alto contenido en Si no se someten a tratamiento térmico, tienen buena fluidez de líquidos, fuerte contracción de maquillaje, buen rendimiento de colada y pocos defectos de colada. Sin embargo, las propiedades mecánicas ymecanizadoEl rendimiento artístico no es tan bueno como el de la aleación A356.
composición química
| símbolo de elemento | Gama de composición (porcentaje en masa, %) | Observaciones (máximo permitido u otros requisitos) |
|---|---|---|
| Si | 6.5 - 7.5 | Elementos de aleación primaria para mejorar la fluidez |
| Mg | 0.25 - 0.45 | Mayor resistencia y respuesta al tratamiento térmico |
| Fe | ≤ 0.20 | Elementos de impureza, que deben controlarse estrictamente |
| Cu | ≤ 0.20 | Elementos de impureza, el exceso reduce la resistencia a la corrosión |
| Zn | ≤ 0.10 | elemento de impureza |
| Mn | ≤ 0.10 | Elementos de impureza, que pueden afectar a las propiedades mecánicas |
| Ti | ≤ 0.20 | Comúnmente utilizado como refinador de grano (se puede añadir) |
| Al | tolerancia (es decir, error permitido) | metal común |
propiedades mecánicas
| Parámetros de rendimiento | Valores típicos (fundición en arena) | Valores típicos tras el tratamiento térmico T6 | nota |
|---|---|---|---|
| Resistencia a la tracción (Rm) | 160 - 190 MPa | 230 - 260 MPa | El tratamiento térmico mejora significativamente la resistencia |
| Límite elástico (Rp0,2) | 80 - 110 MPa | 170 - 200 MPa | El límite elástico casi se duplica tras el tratamiento T6 |
| Alargamiento (A50mm, %) | 2 - 5% | 3 - 8% | La plasticidad mejora con la optimización del tratamiento térmico |
| Dureza Brinell (HB) | 60 - 80 HB | 80 - 100 HB | La dureza está relacionada con el proceso de tratamiento térmico |
| módulo de elasticidad | 70 - 75 GPa | 70 - 75 GPa | Menos relevante para el proceso de fundición |
| Resistencia al impacto (Charpy) | 4 - 8 J/cm². | 6 - 10 J/cm². | Se ve afectado por el contenido de impurezas y el refinamiento del grano |
propiedad física
| propiedad física | Valor típico | nota |
|---|---|---|
| densidad | 2,68 g/cm³ | Propiedades ligeras para diseños ligeros |
| Intervalo del punto de fusión | 557 - 613°C | Rango de temperatura de la línea de fase sólida a la línea de fase líquida |
| Coeficiente de dilatación térmica (20-100°C) | 23,0 - 24,0 µm/m-K | Se correlaciona con el cambio de temperatura |
| conductividad térmica | 130 - 160 W/(m-K) | Buen rendimiento térmico |
| conductividad | 30 - 40% IACS | Aleación moderadamente conductora, no altamente conductora |
| Capacidad calorífica específica (25°C) | 0,88 - 0,96 J/(g-K) | Depende de la composición de la aleación y de la temperatura |
| resistividad | 4,3 - 5,5 µΩ-cm | Valor calculado del recíproco de la conductividad correspondiente |
| módulo de elasticidad | 70 - 75 GPa | Coherente con el módulo de elasticidad en las propiedades mecánicas |
A356 Nombres de los grados y normas de contenido elemental de las distintas fases
La aleación A356 se subdivide en A356.2, A356.1 y A356.0, y sus composiciones químicas, respectivamente, se muestran en la tabla siguiente:
| A356 en diferentes momentos | A356 | Si | Mg | Ti | Fe | Cu | Zn | Mn | detergente | Otras impurezas | |
| cada | agregado | ||||||||||
| adquirir (para una empresa, etc.) | A356.2 | 6.5/7.5 | 0.30/0.45 | 0.08/0.20 | ≤0.12 | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.15 | |
| Eperlano | A356.1 | 6.5/7.5 | 0.30/0.45 | 0.08/0.20 | ≤0.15 | ≤0.10 | ≤0.10 | ≤0.10 | Sb=0,1～0,20 Sr=0,012～0,020 | ≤0.05 | ≤0.15 |
| un producto acabado | A356.0 | 6.5/7.5 | 0.25/0.45 | 0.08/0.20 | ≤0.20 | ≤0.10 | ≤0.10 | ≤0.10 | Sb=0,08～0,18 Sr=0,008～0,018 | ≤0.05 | ≤0.15 |
Aplicaciones de la aleación de aluminio A356
La aleación de aluminio A356 es el "material estrella" en el campo de la fabricación de automóviles, y resulta especialmente adecuada para la producción de piezas de formas complejas mediante el proceso de fundición a presión. Con su combinación de peso ligero, alta resistencia y resistencia a la corrosión, es un material clave para mejorar el rendimiento y la eficiencia energética de los vehículos.
¿Por qué elegir la aleación de aluminio A356?
- ligero: Con una densidad de sólo 1/3 de la del acero, puede reducir significativamente el peso de la carrocería y ayudar a reducir el consumo de combustible o ampliar la autonomía de los vehículos eléctricos.
- resistente y duraderoResistencia: Mediante tratamiento térmico (por ejemplo, proceso T6), la resistencia puede aumentar hasta 1,5 veces la del aluminio convencional, que puede soportar sin problemas situaciones de gran carga, como soportes de motor y cubos de rueda.
- fundición de precisiónExcelente fluidez para la fundición a presión de estructuras complejas (por ejemplo, piezas de paredes finas, formas curvas), lo que reduce los costes de procesamiento posteriores.
- seguro y fiable: El estricto control del contenido de impurezas (por ejemplo, hierro, cobre) garantiza la resistencia a la corrosión y a la fatiga en un uso prolongado, alargando la vida útil de las piezas.
aplicación típica
- vehículo de bajo consumoBloque del motor, caja de cambios, soportes del chasis.
- coche eléctricoCarcasa del pack de baterías, soportes del motor, estructura ligera de la carrocería.
- Zona generalComponentes muy exigentes, como montajes aeroespaciales, bombas industriales y válvulas.
Como ingenieros, nos aseguramos de que cada pieza de A356 cumpla el equilibrio óptimo de seguridad, durabilidad y coste sin dejar de ser ligera, optimizando los procesos de fundición y los parámetros de tratamiento térmico.
1. ¿Cuál es la diferencia entre la aleación de aluminio A356 y otras aleaciones de aluminio con alto contenido en silicio como AlSi9Mg?
La aleación de aluminio A356 ha aumentado significativamente su resistencia mediante tratamiento térmico (por ejemplo, proceso T6) y es adecuada para componentes de alta carga (por ejemplo, cubos de rueda, soportes de motor). Mientras que las aleaciones AlSi9Mg, AlSi10Mg y otras tienen un excelente comportamiento en fundición (buena fluidez, pocos defectos), pero las propiedades mecánicas y la mecanizabilidad son más débiles cuando no se someten a tratamiento térmico, lo que las hace adecuadas para piezas con formas complejas pero con menores requisitos de resistencia.
2. ¿Por qué la aleación de aluminio A356 requiere tratamiento térmico?
El tratamiento térmico (por ejemplo, el proceso T6) refuerza la resistencia a la tracción por solución sólida y envejecimiento de190 MPa hasta 260 MPaEl límite elástico se duplica hasta200 MPaPor eso es el material elegido para componentes clave de automoción. Esta es una razón importante por la que es el material elegido para componentes clave de automoción.
3. ¿En qué ámbitos es adecuada la aleación de aluminio A356?
- vehículos de motor: Bloque motor, carcasa de batería de vehículo eléctrico (reducción de peso ligero de 30% o más).
- aeroespacial: Soportes de alta resistencia, componentes estructurales resistentes a la fatiga.
- industrias: carcasas de bombas y válvulas, componentes de alta disipación térmica (conductividad térmica de160 W/m-K).
4. ¿Cuál es la diferencia entre A356.0, A356.1 y A356.2?
Los criterios para los tres componentes difieren ligeramente:
- A356.2Control de impurezas más estricto (por ejemplo, Fe≤0.12%), adecuado para piezas de precisión.
- A356.1Adición de estroncio (Sr) o antimonio (Sb) para refinar el grano y mejorar el rendimiento de la fundición.
- A356.0Calidad de uso general con una tolerancia de impurezas ligeramente superior y un coste inferior.
5. ¿Cómo equilibrar la ligereza y la resistencia del A356?
Mediante la optimización del proceso de fundición a presión (por ejemplo, fundición en vacío para reducir la porosidad) y unos parámetros precisos de tratamiento térmico (por ejemplo, temperatura de envejecimiento 155°C x 4 horas), es posible garantizar una densidad de tan solo2,68 g/cm³(1/3 del acero) con una resistencia a la tracción de250 MPa y superior.
6. ¿Falla la aleación de aluminio A356 a altas temperaturas?
Se recomienda que su temperatura de uso a largo plazo no supere150°C. La resistencia disminuye a altas temperaturas, pero la resistencia al calor a corto plazo puede mejorarse mediante el refinamiento del grano con la adición de titanio (Ti) o tratamientos de recubrimiento superficial.
7. ¿Por qué se controlan estrictamente las impurezas (por ejemplo, Fe, Cu) en el A356?
El exceso de hierro (Fe > 0,2%) forma compuestos frágiles que reducen la tenacidad y la resistencia a la corrosión; el cobre (Cu > 0,1%) puede iniciar la corrosión galvánica. El control estricto de las impurezas es la clave para prolongar la vida útil de las piezas.
