Guide complet de l'alliage d'aluminium A356 : Propriétés, applications et FAQs
Temps de publication:2025-04-30 Trier par:Le blog Nombre de vues:32
Hyundai CastingaluminiumLe matériau le plus utilisé est l'alliage A356 de l'American Society for Testing and Materials (ASTM), qui équivaut au ZL101A chinois, à l'AC4CH japonais et à l'AlSi allemand.7Mg, France A-S7G03, Russie AлOutre l'alliage A356, l'Allemagne utilise l'alliage AlSi9Mg, AlSi10Mg, AlSi11Mg, la France utilise également A-S11G, A-S12.5 . Ces alliages à haute teneur en Si ne sont pas traités thermiquement, ils ont une bonne fluidité, un fort retrait de rattrapage, une bonne performance de coulée et peu de défauts de coulée. Cependant, les propriétés mécaniques et lesusinageLes performances artistiques ne sont pas aussi bonnes que celles de l'alliage A356.
composition chimique
| symbole de l'élément | Gamme de composition (masse pour cent, %) | Remarques (maximum autorisé ou autres exigences) |
|---|---|---|
| Si | 6.5 - 7.5 | Éléments d'alliage primaire pour une meilleure fluidité |
| Mg | 0.25 - 0.45 | Amélioration de la résistance et de la réponse au traitement thermique |
| Fe | ≤ 0.20 | Les éléments d'impureté, qui doivent être strictement contrôlés |
| Cu | ≤ 0.20 | Éléments d'impureté, l'excès réduit la résistance à la corrosion |
| Zn | ≤ 0.10 | élément d'impureté |
| Mn | ≤ 0.10 | Éléments d'impureté susceptibles d'affecter les propriétés mécaniques |
| Ti | ≤ 0.20 | Couramment utilisé comme raffineur de céréales (peut être ajouté) |
| Al | la tolérance (c'est-à-dire l'erreur autorisée) | métal de base |
propriétés mécaniques
| Paramètres de performance | Valeurs typiques (moulage au sable) | Valeurs typiques après traitement thermique T6 | note |
|---|---|---|---|
| Résistance à la traction (Rm) | 160 - 190 MPa | 230 - 260 MPa | Le traitement thermique améliore considérablement la résistance |
| Limite d'élasticité (Rp0.2) | 80 - 110 MPa | 170 - 200 MPa | La limite d'élasticité a presque doublé après le traitement T6 |
| Allongement (A50mm, %) | 2 - 5% | 3 - 8% | La plasticité s'améliore grâce à l'optimisation du traitement thermique |
| Dureté Brinell (HB) | 60 - 80 HB | 80 - 100 HB | La dureté est liée au processus de traitement thermique |
| module d'élasticité | 70 - 75 GPa | 70 - 75 GPa | Moins pertinent pour le processus de coulée |
| Résistance à l'impact (Charpy) | 4 - 8 J/cm² | 6 - 10 J/cm² | Affecté par la teneur en impuretés et le raffinement du grain |
propriété physique
| propriété physique | Valeur/plage typique | note |
|---|---|---|
| densité | 2,68 g/cm³ | Des propriétés légères pour des conceptions légères |
| Plage du point de fusion | 557 - 613°C | Plage de température entre la ligne de phase solide et la ligne de phase liquide |
| Coefficient de dilatation thermique (20-100°C) | 23,0 - 24,0 µm/m-K | Corrélation avec le changement de température |
| conductivité thermique | 130 - 160 W/(m-K) | Bonne performance thermique |
| conductivité | 30 - 40% IACS | Alliage moyennement conducteur, non hautement conducteur |
| Capacité thermique spécifique (25°C) | 0,88 - 0,96 J/(g-K) | Dépend de la composition de l'alliage et de la température |
| résistivité | 4,3 - 5,5 µΩ-cm | Valeur calculée de l'inverse de la conductivité correspondante |
| module d'élasticité | 70 - 75 GPa | Cohérent avec le module d'élasticité dans les propriétés mécaniques |
A356 Noms des grades et normes de contenu élémentaire pour les différentes phases
L'alliage A356 est subdivisé en A356.2, A356.1 et A356.0, et leurs compositions chimiques respectives sont indiquées dans le tableau ci-dessous :
| A356 à différents moments | A356 | Si | Mg | Ti | Fe | Cu | Zn | Mn | détergent | Autres impuretés | |
| chacun | agrégat | ||||||||||
| se procurer (pour une entreprise, 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 | |
| éperlan | 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 produit fini | 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 |
Applications de l'alliage d'aluminium A356
L'alliage d'aluminium A356 est le "matériau vedette" dans le domaine de la construction automobile, et il est particulièrement adapté à la production de pièces de forme complexe par le biais du processus de moulage sous pression. Avec sa combinaison de légèreté, de haute résistance et de résistance à la corrosion, c'est un matériau clé pour l'amélioration des performances des véhicules et de l'efficacité énergétique.
Pourquoi choisir l'alliage d'aluminium A356 ?
- légerLes véhicules électriques : Avec une densité de seulement 1/3 de celle de l'acier, il peut réduire considérablement le poids de la carrosserie et contribuer à réduire la consommation de carburant ou à augmenter l'autonomie des véhicules électriques.
- robuste et durableLe traitement thermique (par exemple le procédé T6) permet d'augmenter la résistance jusqu'à 1,5 fois celle de l'aluminium conventionnel, ce qui permet de faire face facilement à des scénarios de charge élevée tels que les supports de moteur et les moyeux de roue.
- moulage de précisionExcellente fluidité pour le moulage sous pression de structures complexes (par exemple, pièces à parois minces, formes courbes), ce qui réduit les coûts de traitement ultérieurs.
- sûr et fiableLe contrôle strict de la teneur en impuretés (fer, cuivre, etc.) garantit la résistance à la corrosion et à la fatigue dans le cadre d'une utilisation à long terme, ce qui prolonge la durée de vie des pièces.
application typique
- véhicule économe en carburantBloc moteur, carter de boîte de vitesses, supports de châssis.
- voiture électriqueLes caractéristiques de l'appareil sont les suivantes : boîtier du bloc-batterie, supports du moteur, structure légère de la carrosserie.
- Domaine généralLes composants très exigeants tels que les montures aérospatiales, les pompes et les vannes industrielles.
En tant qu'ingénieurs, nous veillons à ce que chaque pièce A356 présente un équilibre optimal entre sécurité, durabilité et coût tout en étant légère, en optimisant les processus de moulage et les paramètres de traitement thermique.
1) Quelle est la différence entre l'alliage d'aluminium A356 et d'autres alliages d'aluminium à haute teneur en silicium tels que AlSi9Mg ?
L'alliage d'aluminium A356 présente une résistance considérablement accrue grâce à un traitement thermique (par exemple, le procédé T6) et convient pour les composants soumis à des charges élevées (par exemple, les moyeux de roue, les supports de moteur). L'AlSi9Mg, l'AlSi10Mg et d'autres alliages ont d'excellentes performances de coulée (bonne fluidité, peu de défauts), mais les propriétés mécaniques et l'usinabilité sont plus faibles lorsqu'ils ne sont pas traités thermiquement, ce qui les rend appropriés pour des pièces aux formes complexes mais aux exigences de résistance moindres.
2) Pourquoi l'alliage d'aluminium A356 nécessite-t-il un traitement thermique ?
Le traitement thermique (par exemple le procédé T6) renforce la résistance à la traction par la mise en solution solide et le vieillissement.190 MPa jusqu'à 260 MPaLa limite d'élasticité double pour atteindre200 MPaC'est pourquoi il est le matériau de prédilection pour les principaux composants automobiles. C'est une raison importante pour laquelle il s'agit du matériau de choix pour les principaux composants automobiles.
3) Dans quels domaines l'alliage d'aluminium A356 est-il adapté ?
- véhicules à moteurBloc moteur, boîtier de batterie de véhicule électrique (réduction du poids de 30% ou plus).
- aérospatialeLes supports de fixation à haute résistance, les composants structurels résistants à la fatigue.
- secteurs d'activitéLes composants à forte dissipation de chaleur (conductivité thermique de160 W/m-K).
4) Quelle est la différence entre A356.0, A356.1 et A356.2 ?
Les critères pour les trois composantes diffèrent légèrement :
- A356.2Contrôle des impuretés le plus strict (par ex. Fe≤0.12%), convient pour les pièces de précision.
- A356.1Les métaux lourds : ajout de strontium (Sr) ou d'antimoine (Sb) pour affiner le grain et améliorer les performances de la coulée.
- A356.0Qualité à usage général avec une tolérance d'impureté légèrement plus élevée et un coût plus faible.
5) Comment équilibrer la légèreté et la résistance de l'A356 ?
En optimisant le processus de moulage sous pression (par exemple, moulage sous vide pour réduire la porosité) et les paramètres précis du traitement thermique (par exemple, température de vieillissement de 155°C x 4 heures), il est possible de garantir une densité d'à peine2,68 g/cm³(1/3 de l'acier) tout en atteignant une résistance à la traction de250 MPa et plus.
6) L'alliage d'aluminium A356 se brisera-t-il à des températures élevées ?
Il est recommandé de ne pas dépasser la température d'utilisation à long terme150°C. La résistance diminue à haute température, mais la résistance à la chaleur à court terme peut être améliorée par l'affinement du grain avec l'ajout de titane (Ti) ou par des traitements de revêtement de surface.
7) Pourquoi les impuretés (par exemple Fe, Cu) sont-elles strictement contrôlées dans l'A356 ?
L'excès de fer (Fe > 0,2%) forme des composés fragiles qui réduisent la ténacité et la résistance à la corrosion ; le cuivre (Cu > 0,1%) peut déclencher une corrosion galvanique. Un contrôle strict des impuretés est la clé de la prolongation de la durée de vie des pièces.
