R14-T6 고강도 주조 알루미늄 합금에 대한 종합 가이드: 까다로운 조성, 정밀 열처리 및 항공우주 응용 분야
发布时间：2026-01-31 分类：공개 정보 浏览量：286
특정 기간 동안 국방 및 고급 장비에 널리 사용되었던 중국의 자체 연구 및 개발로 인해 ZL201 시리즈 고강도 주조 알루미늄 합금의 전형적인 대표자R14 일종의매우 높은 실온 강도, 우수한 내열성 및 우수한 용접성눈에 띄는 알루미늄-구리-망간(Al-Cu-Mn) 합금. 합금은다중 복합 보강주조 및 열처리 후 기계적 특성, 특히 인장 강도는 오랫동안 국내 주조 알루미늄 합금 중 최고 수준이었으며 특히 다음과 같은 제조에 사용되었습니다.높은 하중, 높은 작동 온도 및 복잡한 구조를 가진 고품질 주물그리고 디자인.
R14의 표준 및 등급
- 기존 국가/산업 코드::R14 중국 항공 산업 시스템의 내부 표준 또는 초기 기업 표준에서 유래한 브랜드 코드로, 시대와 산업의 특징이 뚜렷합니다.
- 해당 국가 표준 등급구성 및 특성이 국가 표준에 가장 근접합니다. ZL201A(ZAlCu5MnA).
- 성적 의미“R”은 “열 강도” 또는 특정 숫자를 의미할 수 있으며, “14”는 일련 번호입니다. 이는 다음을 의미합니다. Al-Cu-Mn-Ti 시스템 합금의 고전적인 공식입니다.
- 핵심 기능::실리콘(Si) 무함유 또는 매우 낮은 함량주요 강화 원소는 구리(Cu)이며, 조직과 내열성을 향상시키기 위해 망간(Mn)과 티타늄(Ti)이 첨가됩니다.우수한 성능을 달성하기 위해 엄격한 열처리(T5/T6)를 거쳐야 합니다..
R14 (ZL201A) 알루미늄 합금 조성표(일반 범위)
| 집합의 요소 | 콘텐츠 범위(wt%) | 기능적 역할 |
|---|---|---|
| 구리(Cu) | 4.8-5.3 | 핵심 강화 요소. θ'(Al₂Cu) 강화상의 형성은 매우 높은 실내 및 고온 강도를 제공합니다. |
| 망간(Mn) | 0.6-1.0 | 주요 내열성 및 강화 요소. T(Al₂₀Cu₂Mn₃)와 같은 내열상 형성은 고온 특성을 개선하고 입자를 정제합니다. |
| 티타늄(Ti) | 0.15-0.35 | 강력한 곡물 정제기. 이질적인 핵 형성 코어로 작용하고 주조 조직을 크게 개선하는 알루미늄으로 Al₃Ti를 형성합니다. |
| 카드뮴(Cd) 或 붕소(B) | 추적(예: Cd: 0.15-0.25) | 결정 경계 수정 요소. θ' 단계의 균일한 침전을 촉진하고 열처리 강화 효과 및 과노화에 대한 내성을 향상시킵니다. |
| 철(Fe) | ≤ 0.15 | 엄격하게 제어되는 불순물. 해로운 취성 철이 풍부한 상이 형성되는 것을 방지하기 위해 함량이 매우 낮습니다. |
| 실리콘(Si) | ≤ 0.10 | 엄격하게 제어되는 불순물매우 낮은 함량은 Al-Si 합금과의 차별화의 기본입니다. 매우 낮은 함량은 주조 유동성을 희생하는 대신 우수한 용접성을 보장하여 Al-Si 합금과 차별화되는 기본 요소입니다. |
| 알루미늄(Al) | 쿠션 | 인쇄물 소재. |
R14(ZL201A) 물리적 및 기계적 특성 파라미터 표(모래 주조, T5/T6 상태의 일반값)
| 성과 지표 | 수치 범위(T5/T6 상태) | 성능 포지셔닝 및 비교 |
|---|---|---|
| 밀도 | 약 2.78g/cm³ | Al-Si 합금보다 높습니다. |
| 실온 인장 강도(Rm) | 400-480 MPa | 최상위 레벨. 기존의 모든 Al-Si 시스템 주조 합금보다 훨씬 높습니다(예: ZL101A 약 310MPa). |
| 항복 강도(Rp0.2) | 280-350 MPa | 다시 말하지만, 최상위 레벨입니다. |
| 연신율(A) | 4.0-8.0% | 장점 강조. 초고강도에서도 우수한 가소성을 유지하며, 고강도 Al-Si 합금(일반적으로 <2%)보다 훨씬 우수합니다. |
| 브리넬 경도(HB) | 100-120 | 높은 경도. |
| 고온 내구성(200°C) | 재능 있는 | 핵심 강점. 150-250°C 범위의 강도 유지력은 Al-Si-Cu 시스템 합금보다 훨씬 높습니다. |
| 용접성 | 유리한 | 핵심 강점. 실리콘 함량이 낮기 때문에 용접 균열이 덜 발생하고 필러 수리가 가능합니다. |
| 캐스팅 이동성 | 평범한 | 주요 단점. 넓은 응고 범위, 높은 열 균열 경향, 복잡한 주조 공정 및 라이저 설계를 사용해야 합니다. |
성능 향상 경로 및 기술 핵심 사항
R14의 성능은 “가혹한 구성'과 ”정밀한 열처리'가 결합된 결과입니다:
- 성분의 순도 및 정밀도불순물 요소의 경우 철(Fe) 및 실리콘(Si) 허용 오차는 매우 낮으며 고순도 1차 알루미늄과 중간 합금을 사용해야 합니다. 미량 원소 카드뮴(Cd) 또는 붕소(B) “비법 소스'를 첨가하는 것이 최고의 맛을 내는 ”비법' 중 하나입니다.
- 가혹한 열처리 체제(T5/T6)열처리가 핵심이며 일반적으로 열처리가 포함됩니다:
- 등급별 고체 용액 처리예: 낮은 온도(예: 540°C)에서 유지한 다음 높은 온도(예: 550°C)로 높여 Al₂Cu 상이 완전히 용해되고 너무 익는 것을 방지합니다.
- 냉수 담금질냉각 속도에 민감하며 과포화 고체 용액을 얻으려면 빠른 냉각이 필요합니다.
- 인위적인 시간 제한175-185°C(예: 6-10시간)에서 장시간 숙성하여 원하는 강수량 강화 효과를 얻을 수 있습니다.
- 고급 캐스팅 프로세스거의 의무적으로 사용해야 합니다. 투자 캐스팅 또는 고품질 모래 주조열악한 주조 특성에 대처하기 위해 냉철 및 공격적인 냉각과 같은 조치와 함께 응고 순서를 제어합니다.
해당 국제 성적
Al-Cu-Mn 계통의 고전적인 고강도 주조 합금으로, 전 세계적으로 비슷한 위치의 소재를 사용할 수 있습니다:
- 중국 국가 표준::ZL201A (GB/T 1173)
- 미국 표준::A201.0 (ASTM)은 성능 방향과 구성이 매우 유사합니다.
- 러시아어 표준::AAЛ9 (ZL205A와 유사, 더 높은 강도, 동일한 시스템)
- EU 표준직접적으로 대응하는 것은 아니지만200 시리즈 주조 알루미늄-구리 합금.
파운드리 산업에서의 R14(ZL201A)
이 애플리케이션은 주로 다음과 같은 사용에 중점을 둡니다.비용에 상대적으로 민감하지 않은 극한의 성능 요구 사항이 분야의 최고급 제품입니다:
- 항공우주 및 방위(전통적인 핵심 애플리케이션)
- 항공기 구조 부품항공기 행거, 미사일 날개, 무인 항공기 동체 프레임, 헬리콥터 복합 조인트.
- 엔진 액세서리컴프레서 매거진, 엔진 마운트, 고강도 브래킷.
- 군용 차량탱크, 장갑차, 뷰어 마운트의 변속기 부품용 하우징.
- 하이엔드 민간 장비
- 고성능 레이싱서스펜션 마운트, 스티어링 너클, 기어박스 하우징.
- 정밀 기기 및 로봇고강성 경량 로봇 팔 조인트, 고하중 센서 하우징.
- 금형 산업블로우 몰드, 유리 몰드(높은 열 강도를 활용하기 위해).
- 특별 요구 사항 부품
- 용접 수리가 필요한 크고 복잡한 주물.
- 작동 온도150-250°C사이에 있으며 고강도 구성 요소가 필요합니다.
R14 (ZL201A) 알루미늄 합금 자주 묻는 질문
Q1: R14의 가장 큰 장단점은 무엇인가요?
- 가장 큰 강점::결합된 기계적 특성의 피크-주조 알루미늄 합금으로 동시에 구현됨최고의 강도, 우수한 가소성 및 우수한 고온 특성그리고용접 가능.
- 가장 큰 단점::극도로 열악한 주조 솜씨(유동성이 떨어지고 열 균열이 발생하는 경향이 높음),매우 높은 제작 비용(까다로운 원자재 및 프로세스),일반 내식성(구리 함량이 높음).
Q2: R14를 다이캐스팅할 수 있나요?
- 거의 불가능하고 부적합유동성이 극히 낮고 응고 온도 범위가 넓습니다. 유동성이 매우 낮고 응고 온도 범위가 넓으며 열 균열에 대한 민감도가 높아 고압 다이캐스팅 급속 충전, 급속 냉각 공정 특성에는 전혀 적합하지 않습니다. 다음을 위해 특별히 설계되었습니다. 모래 주조, 인베스트먼트 주조 고형화 공정을 미세하게 제어할 수 있는 공정용으로 설계되었습니다.
Q3: R14의 내식성은 어떤가요? 표면 처리가 필요한가요?
- 열악한 내식성. 구리 함량이 높기 때문에 일반적인 대기 및 해양 환경에서 사용되는 Al-Si 및 Al-Mg 합금보다 부식에 대한 내성이 훨씬 낮습니다.
- 표면 처리해야 함. 일반적으로 사용경질 알루마이트 처리或정복(항공사 또는 회사 차량)보호. 또한 우수한 기질 강도로 두꺼운 필름층 처리를 지원합니다.
Q4: R14와 ZL101A 및 ZL104와 같은 일반적인 Al-Si 합금의 근본적인 차이점은 무엇인가요?
- 이들은 완전히 다른 두 가지 합금 시스템입니다.::
- R14(Al-Cu-Mn 시스템)퀘스트궁극의 기계적 특성(수학.) 속열악한 캐스팅 성능과 높은 비용에서 합금을 주조하는 것과 같이“특수 강철”。
- ZL101A/104(Al-Si-Mg 시스템)퀘스트전반적으로 우수한 성능과 처리 능력의 균형(수학.) 속우수한 캐스팅 성능과 저렴한 비용맞습니다.“일반 엔지니어링 플라스틱”。
- 선택은 Al-Si 합금이강도는 절대적으로 만족스럽지 않습니다.R14와 같은 Al-Cu 합금은 구조가 일체형으로 주조되어야 하는 경우에만 고려됩니다.
Q5: 현대 제조업에서 R14는 더 이상 사용되지 않나요?
- 구식은 아니지만 애플리케이션 시나리오에 매우 특화되어 있습니다.. 고성능 Al-Si 합금(예: ZL114A), 알루미늄 매트릭스 복합재 및 CNC 가공(단조 빌릿에서 절단)의 개발로 인해 이전에는 R14가 필요했던 많은 응용 분야에 더 많은 옵션이 있습니다. 그러나궁극적인 비강도(강도/밀도), 일체형 몰딩의 복잡한 구조, 높은 작동 온도에 대한 요구 사항.的항공우주 및 방위 핵심 구성 요소반면에 R14와 그 업그레이드된 등급(예: ZL205A)은 여전히 대체할 수 없는 가치를 지니고 있습니다.
