PDF《国家标准《铸造铝合金》解读》

铸造标准

21 2013/10 铸造世界报

1 标准概况 1.

1 标准历次版本变化情况 铸造铝合金具有良好的比强度和铸造性能,被广 泛地应用于航空、航天、兵器、造船、汽车、轨道交 通、仪表、化工及电器等工业领域. 我国在1986年首次制定GB/T 1173―1986《铸造 铝合金》,并于1995年进行了第1次修订,标准发布 将近20年.随着科技水平和铸造铝合金熔炼水平的提 高,现有的《铸造铝合金》标准在某些方面已无法满 足现实需要,为此全国铸造标准化技术委员会把GB/ T1173―1995《铸造铝合金》列入修订计划项目中, 修订计划项目编号为:20101523-T-469. 1.2 标准修订过程 全国铸造标准化技术委员会委托沈阳铸造研究 所、安徽华菱西厨装备股份有限公司、天津立中合金 集团有限公司等9家单位共同修订《铸造铝合金》国 家标准. 2012年4月铸造标委会在沈阳组织召开了《铸造 铝合金》标准起草工作会议,会议上确定将国际标 准ISO3522:2007和先进的铝合金相关标准作为此次 标准修订的参照.2012年10月在广泛征求全国铸造标 准化技术委员会铸造有色合金分技术委员会以及同行 业专家意见的基础上,完成了《铸造铝合金》标准送 审稿的编制工作.2012年12月在天津召开了标准审查 会,对送审稿进行了审查和修改,最后完成了标准的 报批稿.

2 标准的主要内容 本标准是铝合金铸件(不含压铸件)用的铸造铝合 金国家标准,与GB/T 9438《铝合金铸件》配套使用. 2.1 规范性引用文件 按照GB/T1.1―2009第1部分《标准的结构与编 写》的要求,本标准将原标准的 引用标准 改为 规范性引用文件 .本标准中列出了8个规范性引 用文件的编号和名称,主要是关于铸造铝合金的相关 规定、试验方法和数字修约规则,相比原标准增加 引用了GB/T

5678 《铸造合金光谱分析取样方法》、 GB/T 7999《铝及铝合金光电直读发射光谱分析方 法》和GB/T 8170《数字修约规则》规范性引用文 件.规范性引用文件均为国家标准,使用者可据此查 阅原文以加深了解和应用本标准. 2.2 技术要求 参照ISO 3522:

2007、美国、日本、法国标准及 HB962标准,结合国内生产的实际情况,本标准修改 了部分技术要求. 2.2.1 化学成分 ⑴ 本标准中增加了耐热高强ZAlSi7Cu2Mg合金, 标准中规定化学成分和杂质允许的质量分数百分含量 见表1. 国家标准《铸造铝合金》解读 冯志军,占亮,李宇飞 (沈阳铸造研究所,辽宁沈阳 110022) 表1 标准中ZAlSi7Cu2Mg合金的化学成分和杂质含量 /% 合金 Si Cu Mg Mn Ti Fe Al ZAlSi7Cu2Mg 6.0~8.0 1.3~1.8 0.2~0.5 0.10~0.30 0.1~0.25 ≤0.3 余量 ⑵ ZL114A是国内广泛应用的一种高强度铸造铝 合金,原标准规定Mg的质量分数为0.45%~0.60%, ISO3522《铝及铝合金铸件的化学成分和力学性能》 中AlSi7Mg规定Mg的质量分数0.45%~0.70%,HB962 《铸造铝合金》标准中ZL114A规定Mg的质量分数为 0.45%~0.75%,综上,本标准把Mg的质量分数修改 为0.45%~0.75%;

原标准规定ZL114A中Be的质量分 数为0.04%~0.07%,在保证合金力学性能前提下可 以不加Be,HB962中规定ZL114A的化学成分不含有 Be.Be是有毒元素,不应提倡使用该元素.为此, 本标准规定Be的质量分数为0~0.07%. ⑶ 原标准铸造铝合金杂质允许含量表中规定杂 质Sn(wt%)≤0.01%.查阅美国ASTM B26 《铝合金 砂型铸件》、ASTM B108《铝合金永久型铸件》、日本JIS H5202《铝合金铸件》和ISO 3522《铝及铝合金 铸件的化学成分和力学性能》,这些标准中规定杂质 Sn的质量分数为≤0.05%.另外,国内合金锭中杂质 Sn的含量也难于控制在0~0.01%的范围内,鉴于上 述原因,标准中规定杂质Sn的质量分数≤0.05%. ⑷ 原标准中仅规定铸造铝合金化学成分和杂质 铸造标准

22 铸造世界报 2013/10 的允许含量,未明确规定铸造铝合金化学成分检验的 要求,参照国际标准ISO3522:2007合金化学成分检验 的要求,本标准规定铸造铝合金中的主要元素和主要 杂质元素(由需方确定)为必检元素,其余杂质元素 仅在需方要求时才进行分析. ⑸ 考虑到国内很多铸造企业熔炼铝合金用锶变 质,本标准规定铝硅系需要变质的合金用钠或锶(含 钠盐和铝锶中间合金)进行变质处理,在不降低合金 使用性能的前提下,允许采用其他变质剂或变质方法 进行变质处理. ⑹ Pb对人体危害大,国外对与食品接触的铝合 金制品中Pb的含量控制严格,法国NF A57-105标准 规定与食品接触的铝合金制品中Pb的含量≤0.05%. 参考该标准,本标准将原标准规定与食品接触的铝合 金制品中Pb含量由≤0.15%改为≤0.05%. 2.2.2 力学性能 ⑴ 原标准规定 铸造铝合金用单铸试样检验力 学性能 ,考虑到本标准与GB/T 9438《铝合金铸 件》配套使用,本标准中规定铸造铝合金用单铸或附 铸试样检验力学性能,亦可用同炉铸件上切取的本体 试样检验.附铸试样和铸件本体试样验收指标按GB/ T 9438规定执行. ⑵ 参考国内企业生产试验ZAlSi7Cu2Mg合金经T6 处理后的力学性能数据和航天标准QJ1700A―2004中ZAlSi7Cu2Mg的T6力学性能,标准确定ZAlSi7Cu2Mg 合金不同铸造方法T6处理后力学性能,见表2. 表2 ZAlSi7Cu2Mg合金不同铸造方法T6处理后的力学性能 合金牌号 铸造方法 合金状态 力学性能 ≥ 抗拉强度Rm/MPa 伸长率A/% 布氏硬度/HBW ZAlSi7Cu2Mg SB、RB T6

290 1.0

90 JB T6

305 2.5

105 2.2.3 热处理工艺 参照HB962标准,增加了合金热处理工艺,为了 突出客户需求的特点,标准规定合金的热处理工艺由 供需双方商定.推荐的热处理工艺见标准中附录A. 2.3 试验方法 参照ISO 3522:2007国际标准,化学成分的试验 方法有以下改动. 国际标准ISO352:22007中规定允许用发射光谱 测定合金化学成分.光谱测定化学成分具有快速、方 便及高效等特点,且光谱测定合金化学成分的技术成 熟.为此本标准规定合金化学成分的检验方法按GB/ T 20975(所有部分)或GB/T 7999《铝及铝合金光电 直读发射光谱分析方法》的规定执行,在保证分析精 度的条件下,允许使用其他测试方法. 2.4 检验规则 2.4.1 组批 参照HB962标准,本标准中增加了组批,规定同 一熔炼炉次和同一热处理状态作为一个检验批次. 2.4.2 取样方法 ⑴ 标准中规定一个熔炼炉次合金,在浇注前或 全部铸件浇注的持续时间之半时浇注化学成分试样. 这是由于对于浇注少量铸件时,合金浇注开始前浇注 化学成分分析试样并进行测定,待化学成分合格后再 进行浇注;

由于浇注时间较短,合金化学成分变化不 大,测定结果可以代表铸件的化学成分.对于长时间 批量浇注铸件时,合金中易烧损的元素含量降低,所 以规定全部铸件浇注的持续时间之半时浇注化学成分 试样.本标准规定合金化学成分光谱试样及取样方法 按GB/T 5678规定执行,也可从铸件取样分析. ⑵ 标准中将原标准中 当浇注持续时间超过8 h,在第二个8 h之半时浇注化学成分试样进行分析, 以此类推 改成 当浇注持续时间超过4 h,在第二 个4 h之半时浇注化学成分试样进行分析,以此类 推 .这是由于一个熔炼批次长时间浇注,有些合 金元素会烧损,影响合金的化学成分含量.参考GB/ T23301―2009《汽车车轮用铸造铝合金》中规定 超过4h,在第二个4h之半时浇注化学成分试样 ,汽车 用铝合金铸件一般是长时间批量浇注的,为此标准中 将8h改成4h. ⑶ 标准中规定一个熔炼炉次合金,在浇注前或 全部铸件浇注的持续时间之半时浇注力学性能试样. 当浇注持续时间超过4 h时,在第二个4 h之半时浇注 力学性能试样送检,以此类推.把原标准中的8h改成 4h,是由于长时间熔炼会烧损某些元素,影响合金力 学性能,借鉴化学试样是在超过4h时需再取样,所以 标准中将8h改成4h. ⑷ 当用砂型单铸试棒进行拉伸试验时,为了保 证测试力学的砂型试样与铸件在同一条件下成形,标 准规定砂型单铸试样应在没有人工激冷的砂型中浇注 成形,且使用的型砂与铸件使用的型砂相同;

熔模铸 铸造标准

23 2013/10 铸造世界报 造试样应完全在陶瓷型中铸成,无需人工冷却. ⑸ 实际生产中按照标准的........