Guia completo da liga de alumínio A356: Propriedades, aplicações e perguntas frequentes
发布时间：2025-04-30 分类：informação pública 浏览量：7071
O material mais utilizado nas ligas de alumínio fundido para automóveis modernos é a liga A356 da American Society for Testing and Materials (ASTM), que é equivalente à ZL101A da China, à AC4CH do Japão e à AlSi da Alemanha.7Mg, França A-S7G03, Rússia AлPara além da liga A356, a Alemanha utiliza a liga AlSi9Mg, AlSi10Mg, AlSi11Mg, a França também utiliza A-S11G, A-S12.5 . Estas ligas com elevado teor de Si não são tratadas termicamente, têm boa fluidez líquida, capacidade de contração de maquilhagem, bom desempenho de fundição, menos defeitos de fundição. No entanto, as propriedades mecânicas e o desempenho do processo de maquinagem não são tão bons como os da liga A356.
composição química
| símbolo do elemento | Gama de composição (massa por cento, %) | Observações (máximo admissível ou outros requisitos) |
|---|---|---|
| Si | 6.5 - 7.5 | Elementos de liga primários para melhorar a fluidez |
| Mg | 0.25 - 0.45 | Maior resistência e resposta ao tratamento térmico |
| Fe | ≤ 0.20 | Elementos de impureza, que devem ser rigorosamente controlados |
| Cu | ≤ 0.20 | Elementos de impureza, o excesso reduz a resistência à corrosão |
| Zn | ≤ 0.10 | elemento de impureza |
| Mn | ≤ 0.10 | Elementos de impureza, que podem afetar as propriedades mecânicas |
| Ti | ≤ 0.20 | Normalmente utilizado como refinador de cereais (pode ser adicionado) |
| Al | tolerância (ou seja, erro permitido) | metal de base |
propriedade mecânica
| Parâmetros de desempenho | Valores típicos (fundição em areia) | Valores típicos após tratamento térmico T6 | nota |
|---|---|---|---|
| Resistência à tração (Rm) | 160 - 190 MPa | 230 - 260 MPa | O tratamento térmico melhora significativamente a resistência |
| Resistência ao escoamento (Rp0.2) | 80 - 110 MPa | 170 - 200 MPa | O limite de elasticidade quase duplicou após o tratamento T6 |
| Alongamento (A50mm, %) | 2 - 5% | 3 - 8% | A plasticidade melhora com a otimização do tratamento térmico |
| Dureza Brinell (HB) | 60 - 80 HB | 80 - 100 HB | A dureza está relacionada com o processo de tratamento térmico |
| módulo de elasticidade | 70 - 75 GPa | 70 - 75 GPa | Menos relevante para o processo de fundição |
| Dureza de impacto (Charpy) | 4 - 8 J/cm² | 6 - 10 J/cm² | Afetado pelo teor de impurezas e pelo refinamento do grão |
propriedade física
| propriedade física | Valor típico/intervalo | nota |
|---|---|---|
| densidade | 2,68 g/cm³ | Propriedades leves para designs leves |
| Intervalo do ponto de fusão | 557 - 613°C | Gama de temperaturas entre a linha da fase sólida e a linha da fase líquida |
| Coeficiente de expansão térmica (20-100°C) | 23,0 - 24,0 µm/m-K | Correlaciona-se com a mudança de temperatura |
| condutividade térmica | 130 - 160 W/(m-K) | Bom desempenho térmico |
| condutividade | 30 - 40% IACS | Liga moderadamente condutora, não altamente condutora |
| Capacidade térmica específica (25°C) | 0,88 - 0,96 J/(g-K) | Depende da composição da liga e da temperatura |
| resistividade | 4,3 - 5,5 µΩ-cm | Valor calculado do recíproco da condutividade correspondente |
| módulo de elasticidade | 70 - 75 GPa | Consistente com o módulo de elasticidade nas propriedades mecânicas |
A356 Nomes de classes e normas de conteúdo elementar para diferentes fases
A liga A356 é subdividida em A356.2, A356.1 e A356.0, e as suas composições químicas, respetivamente, são apresentadas na tabela abaixo:
| A356 em alturas diferentes | A356 | Si | Mg | Ti | Fe | Cu | Zn | Mn | detergente | Outras impurezas | |
| cada | agregado | ||||||||||
| adquirir (para uma 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 | |
| cheirar | 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 |
| um produto 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 |
Aplicações da liga de alumínio A356
A liga de alumínio A356 é o "material estrela" no sector do fabrico de automóveis e é particularmente adequada para a produção de peças com formas complexas através do processo de fundição injetada. Com a sua combinação de peso leve, elevada resistência e resistência à corrosão, é um material fundamental para melhorar o desempenho dos veículos e a eficiência energética.
Porquê escolher a liga de alumínio A356?
- leveCom uma densidade de apenas 1/3 da do aço, pode reduzir significativamente o peso da carroçaria e ajudar a reduzir o consumo de combustível ou a aumentar a autonomia dos veículos eléctricos.
- resistente e duradouroO alumínio é um material de alta resistência: Através de tratamento térmico (por exemplo, processo T6), a resistência pode ser aumentada para 1,5 vezes a do alumínio convencional, que pode facilmente lidar com cenários de carga elevada, como suportes de motor e cubos de roda.
- fundição de precisãoExcelente fluidez para a fundição sob pressão de estruturas complexas (por exemplo, peças de paredes finas, formas curvas), reduzindo os custos de processamento subsequentes.
- seguro e fiávelO teor de impurezas rigorosamente controlado (por exemplo, ferro, cobre) garante a resistência à corrosão e à fadiga numa utilização a longo prazo, prolongando a vida útil das peças.
aplicação típica
- veículo económico em termos de combustívelBloco do motor, caixa da caixa de velocidades, suportes do chassis.
- carro elétricoEstrutura da bateria, suportes do motor, estrutura leve da carroçaria.
- Área geralComponentes altamente exigentes, como suportes aeroespaciais, bombas e válvulas industriais.
Como engenheiros, asseguramos que cada peça em A356 cumpre o equilíbrio ideal entre segurança, durabilidade e custo, ao mesmo tempo que é leve, optimizando os processos de fundição e os parâmetros de tratamento térmico.
1) Qual é a diferença entre a liga de alumínio A356 e outras ligas de alumínio com elevado teor de silício, como a liga AlSi9Mg?
A liga de alumínio A356 tem uma resistência significativamente aumentada através de tratamento térmico (por exemplo, processo T6) e é adequada para componentes de carga elevada (por exemplo, cubos de roda, suportes de motor). Enquanto que as ligas AlSi9Mg, AlSi10Mg e outras têm um excelente desempenho de fundição (boa fluidez, poucos defeitos), mas as propriedades mecânicas e a maquinabilidade são mais fracas quando não são tratadas termicamente, tornando-as adequadas para peças com formas complexas mas com requisitos de resistência mais baixos.
2) Porque é que a liga de alumínio A356 necessita de tratamento térmico?
O tratamento térmico (por exemplo, processo T6) reforça a resistência à tração por solução sólida e envelhecimento a partir de190 MPa até 260 MPaO limite de elasticidade duplica para200 MPaÉ por isso que é o material de eleição para os principais componentes automóveis. Esta é uma razão importante pela qual é o material de eleição para os principais componentes automóveis.
3) Em que áreas é que a liga de alumínio A356 é adequada?
- veículos a motorBloco do motor, caixa da bateria do veículo elétrico (redução do peso leve de 30% ou mais).
- aeroespacialSuporte de alta resistência, componentes estruturais resistentes à fadiga.
- sectores: carcaças de bombas e válvulas, componentes de elevada dissipação de calor (condutividade térmica de160 W/m-K).
4) Qual é a diferença entre A356.0, A356.1 e A356.2?
Os critérios para os três componentes diferem ligeiramente:
- A356.2Controlo rigoroso das impurezas (por exemplo, Fe≤0,12%), adequado para peças de precisão.
- A356.1Adição de estrôncio (Sr) ou antimónio (Sb) para refinar o grão e melhorar o desempenho da fundição.
- A356.0Grau de pureza para fins gerais com tolerância de impureza ligeiramente superior e custo mais baixo.
5) Como equilibrar a leveza e a resistência do A356?
Através da otimização do processo de fundição sob pressão (por exemplo, fundição sob vácuo para reduzir a porosidade) e de parâmetros precisos de tratamento térmico (por exemplo, temperatura de envelhecimento 155°C x 4 horas), é possível garantir uma densidade de apenas2,68 g/cm³(1/3 do aço), atingindo uma resistência à tração de250 MPa e superior.
6) A liga de alumínio A356 pode falhar a altas temperaturas?
Recomenda-se que a sua temperatura de utilização a longo prazo não exceda150°C. A resistência diminui a temperaturas elevadas, mas a resistência ao calor a curto prazo pode ser melhorada através do refinamento do grão com a adição de titânio (Ti) ou de tratamentos de revestimento da superfície.
7) Porque é que as impurezas (por exemplo, Fe, Cu) no A356 são rigorosamente controladas?
O excesso de ferro (Fe > 0,2%) forma compostos frágeis que reduzem a tenacidade e a resistência à corrosão; o cobre (Cu > 0,1%) pode iniciar a corrosão galvânica. O controlo rigoroso das impurezas é fundamental para prolongar a vida útil das peças.
