Come ricerca e sviluppo della Cina in un determinato periodo storico, che è stato ampiamente utilizzato nella difesa nazionale e nelle attrezzature di fascia alta. Serie ZL201 Lega di alluminio per colata ad alta resistenzarappresentanti tipici dellaR14 è una sorta diResistenza a temperatura ambiente molto elevata, eccellente resistenza al calore e buona saldabilitàimportante Alluminio-Rame-Manganese (Al-Cu-Mn) Lega. La lega viene fatta passare attraverso ilRinforzo composito multiploLe sue proprietà meccaniche dopo la colata e il trattamento termico, in particolare la resistenza alla trazione, sono state per lungo tempo ai vertici delle leghe di alluminio fuse a livello nazionale, in particolare per la fabbricazione diGetti di alta qualità con carichi elevati, alte temperature di esercizio e strutture complesseE il design.

Standard e gradi per R14

• Vecchi codici nazionali/industriali::R14?Si tratta di un codice di marca originato dallo standard interno o dai primi standard aziendali del sistema dell'industria aeronautica cinese, con caratteristiche distintive dell'epoca e del settore.
• Grado standard nazionale corrispondenteLa sua composizione e le sue proprietà si avvicinano agli standard nazionali.?ZL201A (ZAlCu5MnA).
• Grado SignificatoLa “R” può significare “intensità di calore” o un numero specifico, mentre il “14” è un numero di serie. Sta per?Al-Cu-Mn-Ti?Una formula classica per le leghe di sistema.
• Caratteristiche principali::Senza silicio (Si) o a contenuto molto bassoIl principale elemento di rinforzo è il rame (Cu), cui si aggiungono manganese (Mn) e titanio (Ti) per migliorare l'organizzazione e la resistenza al calore.Deve essere sottoposto a un rigoroso trattamento termico (T5/T6) per ottenere prestazioni superiori..

Tabella di composizione della lega di alluminio R14 (ZL201A) (gamma tipica)

elementare	Intervallo di contenuto (wt%)	ruolo funzionale
Rame (Cu)	4.8-5.3	Elementi fondamentali di rafforzamento. La formazione della fase rinforzata θ' (Al?Cu) fornisce una resistenza molto elevata a temperatura ambiente e ad alta temperatura.
Manganese (Mn)	0.6-1.0	Elementi chiave di resistenza al calore e di tempra. La formazione di fasi resistenti al calore come la T (Al??Cu?Mn?) migliora le proprietà ad alta temperatura e affina i grani.
Titanio (Ti)	0.15-0.35	Forte raffinatore di cereali. Formazione di Al?Ti con alluminio, che agisce come nucleo di nucleazione eterogeneo e affina in modo significativo l'organizzazione as-cast.
Cadmio (Cd) 或 Boro (B)	Tracce (es. Cd: 0,15-0,25)	Elementi di modifica del confine del cristallo. Promuovere la precipitazione uniforme della fase θ', migliorare l'effetto di rafforzamento del trattamento termico e la resistenza all'invecchiamento eccessivo.
Ferro (Fe)	≤ 0.15	Impurità strettamente controllate. Il contenuto è estremamente basso, per evitare la formazione di dannose fasi fragili ricche di ferro.
Silicio (Si)	≤ 0.10	Impurità strettamente controllateIl contenuto molto basso è fondamentale per differenziarle dalle leghe di Al-Si. Il contenuto molto basso è fondamentale per distinguerle dalle leghe di Al-Si, garantendo una buona saldabilità a scapito della fluidità di colata.
Alluminio (Al)	tolleranza (cioè l'errore consentito)	Materiale del substrato.

R14 (ZL201A) Tabella dei parametri delle proprietà fisiche e meccaniche (colata in sabbia, valori tipici per gli stati T5/T6)

Indicatori di prestazione	Gamma di valori (stato T5/T6)	Posizionamento e confronto delle prestazioni
densità	Circa 2,78 g/cm3	Superiore alle leghe Al-Si.
Resistenza alla trazione a temperatura ambiente (Rm)	400-480 MPa	livello superiore. Significativamente superiore a tutte le leghe di fusione convenzionali del sistema Al-Si (ad es. ZL101A circa 310 MPa).
Resistenza allo snervamento (Rp0,2)	280-350 MPa	Ancora una volta, al livello più alto.
Allungamento (A)	4.0-8.0%	Evidenziare i vantaggi. Mantiene una buona plasticità a resistenze elevatissime, di gran lunga superiori alle leghe Al-Si ad alta resistenza (tipicamente <2%).
Durezza Brinell (HB)	100-120	Elevata durezza.
Resistenza alle alte temperature (200°C)	di talento	Punti di forza fondamentali. Il mantenimento della resistenza nell'intervallo 150-250°C è molto più elevato rispetto alle leghe del sistema Al-Si-Cu.
Saldabilità	favorevole	Punti di forza fondamentali. Il basso contenuto di silicio lo rende meno soggetto a cricche di saldatura e consente di riparare il riempimento.
Mobilità di fusione	mediocre	Principali svantaggi. Ampio intervallo di solidificazione, elevata tendenza al cracking termico, necessità di utilizzare un processo di colata complesso e di progettare il riser.

Percorsi di miglioramento delle prestazioni e chiavi tecnologiche
Le prestazioni dell'R14 sono il risultato della combinazione di “composizione dura” e “trattamento termico preciso”:

1. Purezza e precisione degli ingredientiPer gli elementi di impurità?Ferro (Fe) e silicio (Si)?La tolleranza è estremamente bassa ed è necessario utilizzare alluminio primario e leghe intermedie di elevata purezza. Elementi in traccia?Cadmio (Cd) o boro (B)?L'aggiunta della “salsa segreta” è una delle "ricette segrete" per la sua massima potenza.
2. Regimi di trattamento termico severi (T5/T6)Il trattamento termico è la sua linfa vitale e di solito comprende:
   • Trattamento con soluzione solida graduata: ad esempio, mantenendo una temperatura più bassa (ad esempio 540°C) e aumentando poi la temperatura a una più alta (ad esempio 550°C) per sciogliere completamente la fase Al?Cu ed evitare una cottura eccessiva.
   • Tempra in acqua freddaSensibile alla velocità di raffreddamento e richiede un raffreddamento rapido per ottenere una soluzione solida supersatura.
   • limite di tempo artificiale: Lunga maturazione a 175-185°C (ad es. 6-10 ore) per ottenere il rafforzamento della precipitazione desiderato.
3. Processo di fusione avanzato: è quasi obbligatorio utilizzare?Colata a iniezione?o di alta qualità?colata in sabbiaPer far fronte alle sue scarse proprietà di colata, la sequenza di solidificazione viene controllata insieme a misure come il ferro freddo e il raffreddamento aggressivo.

Gradi internazionali corrispondenti
Come classica lega da colata ad alta resistenza del sistema Al-Cu-Mn, sono disponibili a livello internazionale materiali con una posizione simile:

• Standard nazionale cinese::ZL201A?(GB/T 1173)
• American Standard::A201.0?(ASTM) sono molto simili per orientamento e composizione delle prestazioni.
• Standard russo::AAЛ9?(Simile a ZL205A, maggiore resistenza, stesso sistema)
• Standard UENon c'è una controparte diretta, ma una parte dellaLeghe di alluminio-rame fuse della serie 200.

R14 (ZL201A) nell'industria della fonderia
La sua applicazione si concentra principalmente sull'uso diRequisiti di prestazione estremi, relativamente insensibili ai costiLa fascia alta del campo:

1. Aerospaziale e difesa (applicazioni principali tradizionali)
   • Parti strutturali di aeromobili: appendici di aeromobili, ali di missili, telai di fusoliere di UAV, giunti complessi di elicotteri.
   • Accessori per il motoreCaricatori del compressore, supporti del motore, staffe ad alta resistenza.
   • Veicoli militari: Alloggiamenti per organi di trasmissione di carri armati, veicoli blindati, supporti per visori.
2. Attrezzature civili di alto livello
   • Corse ad alte prestazioniSupporti delle sospensioni, snodi dello sterzo, scatola del cambio.
   • Strumenti di precisione e robotGiunti per bracci robotici altamente rigidi e leggeri, alloggiamenti per sensori ad alto carico.
   • Industria degli stampiStampi di soffiaggio, stampi in vetro (per sfruttare la loro elevata resistenza termica).
3. Parti con requisiti speciali
   • Fusioni grandi e complesse che richiedono riparazioni per saldatura.
   • Temperatura di esercizio a150-250°Ce richiedono componenti ad alta resistenza.

Domande frequenti sulla lega di alluminio R14 (ZL201A)

D1: Quali sono i maggiori pro e contro di R14?

• la forza più grande::Picco delle proprietà meccaniche combinate-Ottenuto simultaneamente nelle leghe di alluminio fusoMassima resistenza, buona plasticità ed eccellenti proprietà alle alte temperatureesaldabilità.
• Il più grande svantaggio::Lavorazione della fusione estremamente scadente(Scarsa fluidità, elevata tendenza al cracking termico),Costi di produzione estremamente elevati(materie prime e processi impegnativi),Resistenza generale alla corrosione(Contiene un elevato contenuto di rame).

D2: R14 può essere pressofuso?

• Quasi impossibile e inadatto. La sua fluidità estremamente scarsa, l'ampio intervallo di temperatura di solidificazione e l'elevata sensibilità alle cricche termiche lo rendono del tutto inadatto al riempimento rapido della pressofusione ad alta pressione e alle caratteristiche del processo di raffreddamento rapido. è appositamente progettato per?Colata in sabbia, colata a iniezione?Progettato per processi che consentono un controllo fine del processo di solidificazione.

Q3: Qual è la resistenza alla corrosione di R14? Ha bisogno di un trattamento superficiale?

• Scarsa resistenza alla corrosione. L'elevato contenuto di rame le rende molto meno resistenti alla corrosione rispetto alle leghe Al-Si e Al-Mg per gli ambienti atmosferici e marini in generale.
• Deve essere trattato in superficie. Di solito questo viene fatto daAnodizzato duro或livrea (su linea aerea o veicolo aziendale)Protezione. La sua buona resistenza al substrato fornisce anche un supporto per i trattamenti a strato spesso.

D4: Qual è la differenza fondamentale tra R14 e le comuni leghe di Al-Si come ZL101A e ZL104?

• Si tratta di due sistemi di leghe completamente diversi.::
  • R14 (sistema Al-Cu-Mn)La ricercaProprietà meccaniche finali(matematica) genereScarsa colabilità e costo elevato, come la fusione di leghe in “acciaio speciale”。
  • ZL101A/104 (sistema Al-Si-Mg)La ricercaBuon equilibrio tra prestazioni complessive e processabilità(matematica) genereBuona colabilità e basso costoLo è“.“Plastica per l'ingegneria generale”。
  • La scelta è stata fatta solo quando la lega Al-SiLa forza è assolutamente insoddisfacenteLe leghe Al-Cu, come la R14, vengono prese in considerazione solo quando la struttura deve essere fusa in un unico pezzo.

D5: R14 è obsoleto nella produzione moderna?

• Non obsoleti, ma altamente specializzati negli scenari applicativi. Con lo sviluppo di leghe Al-Si ad alte prestazioni (ad esempio ZL114A), di compositi a matrice di alluminio e di lavorazioni CNC (taglio da billette forgiate), sono disponibili più opzioni per molte applicazioni in cui in passato era necessario l'R14. Tuttavia, inRequisiti di resistenza specifica ultima (forza/densità), strutture complesse con stampaggio in un unico pezzo e temperature di esercizio elevate.的Componenti critici per il settore aerospaziale e della difesaD'altra parte, l'R14 e i suoi gradi aggiornati (ad esempio, ZL205A) hanno ancora un valore insostituibile.