Как собственные исследования и разработки Китая в определенный период истории, которые широко использовались в национальной обороне и высокотехнологичном оборудовании Серия ZL201 Высокопрочный литейный алюминиевый сплавтипичные представителиR14 Это своего родаОчень высокая прочность при комнатной температуре, отличная термостойкость и хорошая свариваемостьвыдающийся Алюминий-медь-марганец (Al-Cu-Mn) Сплав. Сплав пропускается черезМногослойное композитное армированиеЕго механические свойства после литья и термообработки, особенно прочность на разрыв, долгое время находились на самом высоком уровне среди отечественных литых алюминиевых сплавов, специально предназначенных для производстваВысококачественные отливки с высокими нагрузками, высокими рабочими температурами и сложными структурамиИ дизайн.

Стандарты и оценки для R14

• Старые национальные/отраслевые коды::R14?Это код бренда, возникший из внутреннего стандарта или раннего стандарта предприятия в системе авиационной промышленности Китая, с отличительными характеристиками эпохи и отрасли.
• Соответствующий класс национального стандарта: его состав и свойства максимально приближены к национальным стандартам?ZL201A (ZAlCu5MnA).
• Значение оценки“R” может означать “интенсивность нагрева” или конкретное число, а “14” - это серийный номер. Он обозначает?Al-Cu-Mn-Ti?Классическая формула для системных сплавов.
• Основные характеристики::Без кремния (Si) или с очень низким его содержаниемОсновным упрочняющим элементом является медь (Cu), а марганец (Mn) и титан (Ti) добавляются для повышения прочности и термостойкости.Для достижения превосходных характеристик должны подвергаться жесткой термической обработке (T5/T6).

Таблица состава алюминиевого сплава R14 (ZL201A) (типовой диапазон)

элементарный	Диапазон содержания (wt%)	функциональная роль
Медь (Cu)	4.8-5.3	Основные элементы укрепления. Образование θ' (Al?Cu) усиленной фазы обеспечивает очень высокую комнатную и высокотемпературную прочность.
Марганец (Mn)	0.6-1.0	Основные термостойкие и упрочняющие элементы. Образование жаропрочных фаз, таких как T (Al??Cu?Mn?), улучшает высокотемпературные свойства и измельчает зерно.
Титан (Ti)	0.15-0.35	Сильный зерноочиститель. Образование Al?Ti с алюминием, который выступает в качестве гетерогенного ядра зарождения и значительно улучшает литую организацию.
Кадмий (Cd) 或 Бор (B)	Следы (например, Cd: 0,15-0,25)	Элементы модификации границ кристаллов. Способствует равномерному осаждению θ' фазы, улучшает эффект упрочнения при термообработке и устойчивость к перезреванию.
Железо (Fe)	≤ 0.15	Строго контролируемые примеси. Содержание чрезвычайно низкое, чтобы избежать образования вредных хрупких фаз с высоким содержанием железа.
Кремний (Si)	≤ 0.10	Строго контролируемые примесиОчень низкое содержание является основополагающим фактором для их отличия от сплавов Al-Si. Очень низкое содержание является основополагающим фактором, отличающим их от сплавов Al-Si, обеспечивая хорошую свариваемость за счет текучести литья.
Алюминий (Al)	подушка	Материал подложки.

R14 (ZL201A) Таблица параметров физико-механических свойств (литье в песок, типичные значения для состояний T5/T6)

Показатели эффективности	Числовой диапазон (состояние T5/T6)	Позиционирование и сравнение производительности
плотность	Приблизительно 2,78 г/см3	Выше, чем у сплавов Al-Si.
Прочность на разрыв при комнатной температуре (Rm)	400-480 МПа	верхний уровень. Значительно выше, чем у всех обычных литейных сплавов системы Al-Si (например, у ZL101A - около 310 МПа).
Предел текучести (Rp0.2)	280-350 МПа	Опять же, на высшем уровне.
Удлинение (A)	4.0-8.0%	Выделяя преимущества. Сохраняет хорошую пластичность при сверхвысокой прочности, значительно превосходя высокопрочные сплавы Al-Si (обычно <2%).
Твердость по Бринеллю (HB)	100-120	Высокая твердость.
Стойкость к высоким температурам (200°C)	талантливый	Основные достоинства. Сохранение прочности в диапазоне 150-250°C значительно выше, чем у сплавов системы Al-Si-Cu.
Свариваемость	благоприятный	Основные достоинства. Низкое содержание кремния делает его менее склонным к растрескиванию сварного шва и позволяет производить ремонт присадочным материалом.
Подвижность литья	посредственность	Основные недостатки. Широкий диапазон застывания, высокая склонность к термическому растрескиванию, необходимость использования сложного процесса литья и конструкции стояка.

Пути повышения производительности и технологические ключи
Характеристики R14 - результат сочетания “сурового состава” и “точной термообработки”:

1. Чистота и точность ингредиентов: Для примесных элементов?Железо (Fe) и кремний (Si)?Допустимые значения крайне низки, поэтому необходимо использовать первичный алюминий высокой чистоты и промежуточные сплавы. Следовые элементы?Кадмий (Cd) или бор (B)?Добавление “секретного соуса” - один из "секретных рецептов" его пиковой силы.
2. Жесткие режимы термообработки (T5/T6): Термическая обработка является ее жизненной силой и обычно включает в себя:
   • Градуированная обработка твердым раствором: например, выдерживание при более низкой температуре (например, 540°C) и последующее повышение до более высокой температуры (например, 550°C) для полного растворения фазы Al?Cu и предотвращения пережаривания.
   • Закалка в холодной воде: Чувствителен к скорости охлаждения и требует быстрого охлаждения для получения пересыщенного твердого раствора.
   • искусственное ограничение времени: Длительная выдержка при 175-185°C (например, 6-10 часов) для получения желаемого усиления осадка.
3. Передовой процесс литья: почти обязательно использовать?Инвестиционное литье?или высокое качество?песчаное литьёЧтобы справиться с его плохими литейными свойствами, последовательность затвердевания контролируется в сочетании с такими мерами, как холодное железо и агрессивное охлаждение.

Соответствующие международные оценки
Являясь классическим высокопрочным литейным сплавом системы Al-Cu-Mn, аналогичные материалы доступны во всем мире:

• Китайский национальный стандарт::ZL201A?(GB/T 1173)
• Американский стандарт::A201.0?(ASTM) очень похожи по направленности и составу.
• Русский стандарт::ААЛ9?(Аналогично ZL205A, более высокая прочность, та же система)
• стандарт ЕС: Не имеет прямого аналога, но является частьюЛитые алюминиево-медные сплавы серии 200.

R14 (ZL201A) в литейной промышленности
Его применение в основном направлено на использованиеЭкстремальные требования к производительности, относительно нечувствительные к стоимостиВысокая часть поля:

1. Аэрокосмическая и оборонная промышленность (традиционные основные области применения)
   • Конструктивные элементы самолетов: Подвески самолетов, крылья ракет, каркасы фюзеляжей БПЛА, сложные соединения вертолетов.
   • Аксессуары для двигателя: Компрессорные магазины, опоры двигателя, высокопрочные кронштейны.
   • Военные автомобилиКорпуса для деталей трансмиссии танков, бронетранспортеров, зрительных установок.
2. Высокотехнологичное гражданское оборудование
   • Высокопроизводительные гонки: Опоры подвески, поворотные кулаки, корпус коробки передач.
   • Прецизионные приборы и роботы: Высокожесткие, легкие шарниры роботизированных рук, корпуса датчиков высокой нагрузки.
   • Производство пресс-форм: Выдувные формы, стеклянные формы (для использования их высокой термической прочности).
3. Детали по специальным требованиям
   • Большие и сложные отливки, требующие ремонта под сварку.
   • Рабочая температура при150-250°Cмежду ними и требуют высокопрочных компонентов.

Алюминиевый сплав R14 (ZL201A) Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Каковы основные плюсы и минусы R14?

• величайшая сила::Пик комбинированных механических свойств-Одновременно достигается в литых алюминиевых сплавахВысочайшая прочность, хорошая пластичность и отличные высокотемпературные свойстваисвариваемость.
• главный недостаток::Крайне низкое качество изготовления отливки(Плохая текучесть, высокая склонность к термическому растрескиванию),Чрезвычайно высокая стоимость производства(требовательность к сырью и технологиям),Общая коррозионная стойкость(Содержит большое количество меди).

Вопрос 2: Может ли R14 быть изготовлен методом литья под давлением?

• Почти невозможно и нецелесообразноКрайне плохая текучесть и широкий диапазон температур застывания. Его чрезвычайно плохая текучесть, широкий диапазон температуры застывания и высокая чувствительность к термическому растрескиванию, совершенно не подходит для литья под высоким давлением быстрого заполнения, быстрого охлаждения характеристики процесса. Она специально разработана для?Литье в песчаные формы, литье по выплавляемым моделям?Предназначен для процессов, позволяющих точно контролировать процесс затвердевания.

Вопрос 3: Какова коррозионная стойкость R14? Нужна ли ему обработка поверхности?

• Плохая коррозионная стойкость. Высокое содержание меди делает их гораздо менее устойчивыми к коррозии, чем сплавы Al-Si и Al-Mg для общих атмосферных и морских условий.
• Должна быть обработана поверхность. Обычно это делается с помощьюТвердое анодирование或ливрея (на самолете или автомобиле компании)Защита. Хорошая прочность подложки также обеспечивает поддержку обработки толстого слоя.

Вопрос 4: В чем принципиальная разница между R14 и обычными сплавами Al-Si, такими как ZL101A и ZL104?

• Это две совершенно разные системы сплава.::
  • R14 (система Al-Cu-Mn): КвестПредельные механические свойства(математика) родПлохая литейная способность и высокая стоимость, например, литье сплавов в “специальная сталь”。
  • ZL101A/104 (система Al-Si-Mg): КвестХорошее соотношение общей производительности и технологичности(математика) родХорошая литейная прочность и низкая стоимостьДа.“Инженерные пластмассы общего назначения”。
  • Выбор был сделан только тогда, когда сплав Al-SiПрочность абсолютно неудовлетворительнаяСплавы Al-Cu, такие как R14, рассматриваются только в тех случаях, когда конструкция должна быть отлита из одного куска.

Вопрос 5: Является ли R14 устаревшим в современном производстве?

• Не устаревшие, но узкоспециализированные сценарии применения. С развитием высокопроизводительных сплавов Al-Si (например, ZL114A), алюминиевых матричных композитов и обработки с ЧПУ (резка из кованых заготовок) появилось больше возможностей для многих применений, где раньше требовался R14. Однако вТребования к предельной удельной прочности (прочность/плотность), сложные конструкции с цельной формовкой и высокие рабочие температуры.的Критические компоненты для аэрокосмической и оборонной промышленностиС другой стороны, R14 и его улучшенные сорта (например, ZL205A) по-прежнему имеют незаменимую ценность.