铝的密度小 , 塑性高 , 具有优良的电性能和热性能 , 表面有致密的氧化膜保护 , 抗腐蚀性能好。 铝在地壳中的蕴藏量大 , 据统计 , 地壳中铁占 4.7% ( 质量分数 , 下同 ) , 铝占 7.5% 。目前铝已经成为非铁金属中生产量最大的金属。
铸造铝合金是在纯铝的基础上加入其他金属或非金属元素 , 不仅能保持纯铝的基本性能 , 而且由于合金化及热处理的作用 , 使铝合金具有良好 的综合性能。铝及铝合金在工业上占有重要的地位 , 大量用于军事、工业、农业和交通运输等领域 , 也广泛用作建筑结构材料、家庭生活用具和体育用品等。
在这类合金中 Si 是主要合金化元素 , Si 改善合金的流动性 , 降低热裂倾向 , 减少疏松 , 提高气密性。这类合金具有好的耐腐蚀性能和中等的机加工性能 , 具有中等的强度和硬度 , 但塑性较低。 按合金中的 Si 含量多少 , 该系合金可分为共晶铝硅合金 (ZL102 、 YL102 、 ZL108 、 YL108 和 ZL109) 、过共晶铝硅合金 ( ZL1l7 和 YL1l7) 和 亚共晶铝硅合金 ( 其余合金 ) .
ZLI02是典型的二元共晶铝硅合金 , 合金中 Si 的质量分数为 10%-13% , 该合金具有优良的 铸造性能 , 但力学性能和切削加工性能较差。为了改善ZL102合金的室温和高温力学性能 , 加入一定量的 Mg, Cu 和 Mn, 成为ZL108合金 , 使热膨 胀系数小 , 耐磨性能提高。ZL109也是共晶铝硅合金 , 与ZL108合金相比 , 降低了 Cu 含量 , 提高了 Mg 含量 ,并且用 Ni 代替 Mn, 合金具有更好的耐热性。ZL108 和 ZL109合金广泛地用做内燃机的活塞。YL102 和 YL108主要用作压铸合金。
亚共晶铝硅合金中属Al-Si-Mg系的合金有ZL101 、 ZL101 A 、 ZL104 、 YL104 、 ZL114A 、 ZLl15 和 ZL1l6。这类合金在成分上的主要区别是 :ZL104合金加入了 Mn,ZL115合金加入了 Zn 和他 ,ZL1l6合金加入了 Ti 和 Be,ZL101A 和 ZL114A合金是用高纯度的精铝作原材料 , 减少杂质含量。这类合金具有良好的铸造性能 , 中等的力学性能和良 好的抗腐蚀性能 , 在工业中应用广泛。属于Al-Si-Cu系的合金有ZL105 、 ZL105A 、 ZL106 、 ZL11O 、 ZL111 、 ZL107 、 YL112 和 YL113。前五个合金含 有 Mg, 后三个合金无 Mg, 但 Cu 含量偏高。此外 在ZLI06和ZL111合金中还加入了少量的 Mn 和 TicZL110合金的 Cu 含量高 , Mg 含量低。 Al-Si- Cu 系合金具有良好的铸造性能 , 中等的力学性能 , 抗腐蚀性能与 Al-Si-Mg 系合金相比较差 ,YL112 和 YL113合金主要用作压铸合金 , 其他合金用于砂型铸造、金属型铸造和精密铸造等。
过共晶铝硅合金中 Si 的质量分数一般超过 15% 。美国的 390. 0 合金、德国的 KS281 合金和我国的 YL117 合金中 Si 的质量分数为 18% 左右 ; 我国的 ZL117 合金、德国的 KS280 合金中 Si 的质量分数为 21% 左右 ; 德国的 KS282 合金中 Si 的质量分数为 24% 左右。这类合金随着 Si 含量的增加 , 密度减小 , 热膨胀系数降低 , 硬度、耐磨性和体积稳定性相应提高 , 主要用作活塞材料 , 其主要缺点是难于机加工 , 对刀具的要求严格。
