GB/T 1173-2013 铸造铝合金

　　ICS 77. 120. 10 J 31

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 1173—2013代替 GB/T 1173—1995

　　铸 造 铝 合 金

　　Casting aluminum alloy

　　2013-09-18发布 2014-06-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 1173—2013

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 合金牌号和代号 1

　　4 技术要求 2

　　5 试验方法 2

　　6 检验规则 3

　　附录 A (资料性附录) 推荐的热处理工艺 13

　　附录 B (资料性附录) 推荐的单铸试样浇注图样 15

　　Ⅰ

　　GB/T 1173—2013

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准代替 GB/T 1173—1995《铸造铝合金》。本标准与 GB/T 1173—1995相比 ,主要技术内容变化如下 :

　　— 修改了合金的化学成分 ,ZAlSi7Mg1A(ZL114A) 合金中 Mg的质量分数由 0. 45% ~ 0. 6%改为 0. 45% ~0. 75% ,Be的质量分数由 0. 04% ~0. 07%改为 0~0. 07% ;

　　— 增加了 ZAlSi7Cu2Mg合金牌号 ;

　　— 修改了杂质元素 Sn 的质量分数 , 由 0~0. 01%改为 0~0. 05% ;

　　— 增加了合金化学成分光谱检验方法 ;

　　— 修改了合金化学成分和力学性能的取样方法 ;

　　— 增加了硬度不合格的复验规则 。

　　本标准由全国铸造标准化技术委员会(SAC/TC54)提出并归 口 。

　　本标准负责起草单位 :沈阳铸造研究所 。

　　本标准参加起草单位 :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 、阜新万达铸业(集团)有限公司 、中国兵器科学研究院宁波分院 、安徽省恒泰动力科技有限公司 、青岛正大铸造有限公司 、中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 、一汽铸造有限公司 。

　　本标准主要起草人 :冯志军 、王明沧 、葛素静 、高玉良 、占亮 、陈大辉 、刘闯 、章高伟 、宋敬清 、刘国利 、孟赢 。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为 :

　　—GB/T 1173—1986、GB/T 1173—1995。

　　Ⅲ

　　GB/T 1173—2013

　　铸 造 铝 合 金

　　1 范围

　　本标准规定了铸造铝合金的牌号和代号 、技术要求 、试验方法和检验规则 。

　　本标准适用于铝合金铸件(不含压铸件)用的铸造铝合金 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 228. 1 金属材料 拉伸试验 第 1部分 :室温试验方法

　　GB/T 231. 1 金属材料 布氏硬度试验 第 1部分 :试验方法

　　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

　　GB/T 8063 铸造有色金属及其合金牌号表示方法

　　GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　GB/T 9438 铝合金铸件

　　GB/T 20975(所有部分) 铝及铝合金化学分析方法

　　3 合金牌号和代号

　　3. 1 合金牌号表示方法

　　铸造铝合金牌号表示方法按 GB/T 8063规定进行 。

　　3. 2 合金代号

　　本标准中合金代号是由表示铸铝的汉语拼音字母“ZL”及其后面的三个阿拉伯数字组成 。ZL后面第一位数字表示合金的系列 ,其中 1、2、3、4分别表示铝硅 、铝铜 、铝镁 、铝锌系列合金 ,ZL后面第二 、三位数字表示合金的顺序号 。

　　优质合金在其代号后附加字母“A”。

　　3. 3 合金铸造方法、变质处理代号

　　S— 砂型铸造

　　J— 金属型铸造

　　R— 熔模铸造

　　K— 壳型铸造

　　B— 变质处理

　　3. 4 合金热处理状态代号

　　F— 铸态

　　1

　　GB/T 1173—2013

　　T1— 人工时效

　　T2— 退火

　　T4— 固溶处理加自然时效

　　T5— 固溶处理加不完全人工时效

　　T6— 固溶处理加完全人工时效

　　T7— 固溶处理加稳定化处理

　　T8— 固溶处理加软化处理

　　4 技术要求

　　4. 1 化学成分

　　4. 1. 1 铸造铝合金的化学成分见表 1,其杂质的允许含量见表 2。合金成分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 。

　　4. 1. 2 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 。

　　4. 1. 3 在海洋环境中使用时 ,ZL101合金中铜含量不大于 0. 1% 。

　　4. 1. 4 用金属型铸造时 ,ZL203合金中硅含量允许最高为 3. 0% 。

　　4. 1. 5 ZL105合金中铁含量大于 0. 4%时 ,锰含量应大于铁含量的一半 。

　　4. 1. 6 当 ZL201、ZL201A合金用于制作在高温条件下工作的零件时 ,应加入锆 0. 05% ~0. 20% 。

　　4. 1. 7 为提高力学性能 ,在 ZL101、ZL102合金中允许含钇 0. 08% ~ 0. 20% ; 在 ZL203合金中允许含钛 0. 08% ~0. 20% 。此时它们的铁含量应不大于 0. 3% 。

　　4. 1. 8 与食品接触的铝合金制品,不允许含有铍 ;砷含量不大于 0. 015% ;锌含量不大于 0. 3% ;铅含量不大于 0. 05% 。

　　4. 1. 9 当 用 杂 质 总 和 来 表 示 杂 质 含 量 时 , 如 无 特 殊 规 定 , 其 中 每 一 种 未 列 出 的 元 素 含 量 不 大 于0. 05% 。

　　4. 2 力学性能

　　4. 2. 1 铸造铝合金在砂型铸造 、金属型铸造 、熔模铸造和壳型铸造条件下单铸试样的力学性能见表 3。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 。

　　4. 2. 2 硬度值除需方规定按表 3要求检验外 ,仅作参考 ,不作验收依据 。

　　4. 3 热处理工艺

　　合金的热处理工艺由供需双方商定 。推荐的热处理工艺参见附录 A。

　　5 试验方法

　　5. 1 化学成分

　　合金化学成分的检验方法按 GB/T 20975或 GB/T 7999的规定执行 。在保证分析精度的条件下 ,允许使用其他检测方法 。 当分析结果有争议时 ,应按 GB/T 20975进行仲裁 。

　　5. 2 力学性能

　　5. 2. 1 拉伸试验按 GB/T 228. 1 的规定执行 。

　　2

　　GB/T 1173—2013

　　5. 2. 2 硬度试验按 GB/T 231. 1 的规定执行 。

　　6 检验规则

　　6. 1 组批

　　同一熔炼炉次 、同一热处理状态作为一个检验批次 。

　　6. 2 取样方法

　　6. 2. 1 化学成分

　　一个熔炼炉次合金 ,在浇注前或全部铸件浇注的持续时间的一半时浇注化学成分试样 。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 。 当浇注持续时间超过 4 h,在第二个 4 h 的一半时另浇注化学成分试样进行分析 , 以此类推 。

　　6. 2. 2 力学性能

　　6. 2. 2. 1 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 的一半时另浇注力学性能试样送检 , 以此类推 。

　　6. 2. 2. 2 合金硬度的检验部位可取自拉伸试样夹持端 。

　　6. 3 单铸试样

　　6. 3. 1 可用砂型铸造 、金属型铸造 、熔模铸造和壳型铸造单铸毛坯试样进行拉伸试验 ,亦允许用加工试样进行拉伸试验 。毛坯试样上的毛刺和浇冒 口的残留量 ,应清理干净 。ZL205A合金验收以加工试样性能为准 。 当需要测定合金的规定非比例伸长应力时 ,应采用加工试样 。

　　6. 3. 2 砂型铸造试样的形状和尺寸见图 1,金属型铸造试样的形状和尺寸见图 2,砂型 、金属型加工试样的形状和尺寸见图 3,熔模铸造试样的形状和尺寸见图 4。

　　单位为毫米

　　图 1 砂型铸造试样

　　3

　　GB/T 1173—2013

　　单位为毫米

　　图 2 金属型铸造试样

　　单位为毫米

　　注 1: 允许缩短或加长试样夹持端尺寸 。

　　注 2: 允许将 R10改动 ,只需满足 R≥0. 75d0 (d0 为圆形试样平行长度的直径) 。

　　图 3 砂型、金属型加工试样

　　单位为毫米

　　注 : 允许缩短或加长试样夹持端尺寸 。

　　图 4 熔模铸造试样

　　6. 3. 3 砂型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 , 为保证单铸试样的质量 ,推荐选用的试样浇注工艺图样见附图 B. 1。

　　4

　　GB/T 1173—2013

　　6. 3. 4 金属型试样应在 金 属 型 中 铸 成 , 为 保 证 单 铸 试 样 的 质 量 , 推 荐 选 用 的 试 样 浇 注 工 艺 图 样 见 附图 B. 2, 对于结晶温度范围宽的铝合金(如 Al-Cu合金)可经供需双方商定选用其他的金属模具 。

　　6. 3. 5 熔模铸造试样应完全在型壳中铸成 ,无需人工冷却 。

　　6. 4 判定及复验

　　6. 4. 1 合金化学成分第一次送检分析结果不合格时 ,允许重新取样分析不合格元素 。若第二次分析仍不合格 ,则判定该熔炼炉次合金化学成分不合格 。

　　6. 4. 2 一个熔炼炉次合金 ,首次送检三根铸态或热处理状态单铸试样测定力学性能 ,若有两根或以上试样的力学性能符合表 3 的规定 ,则判定该炉次合金力学性能合格 。单铸试样第一次检验不合格时 ,可重复热处理后取样进行检验 ,若还不合格 ,允许进行第三次热处理 ,若试验结果仍不合格 ,则判定该炉次合金力学性能不合格 。

　　6. 4. 3 单铸试样的热处理必须与同一批次浇注的铸件同炉热处理 。

　　6. 4. 4 各种铸造方法均允许用砂型或金属型试样测定力学性能 ,并按砂型或金属型试样的相应指标验收 。

　　6. 4. 5 硬度不合格可重复热处理 ,但总热处理次数不得多于 3 次 ,热处理后的合金 , 除检验硬度外 ,还需检验合金的抗拉强度和伸长率 。

　　6. 4. 6 当拉伸试样存在铸造缺陷或由于试验本身故障造成检验结果不合格的 ,不计入检验次数 ,但是需要更换试样重新送检 。

　　6. 4. 7 当测得的化学成分和力学性能数值遇界限值时 ,允许按本标准规定的有效位数进行修约 ,修约规则按 GB/T 8170执行 。

　　5

　　GB/T 1173— 2013

　　6

　　表 1 铸造铝合金化学成分

　　合金种类

　　合金牌号

　　合金代号

　　主要元素(质量分数)/%

　　si

　　CU

　　Mg

　　Zn

　　Mn

　　Ti

　　其他

　　Al

　　Al-si合金

　　ZAlsi7Mg

　　ZL101

　　6 . 5~7 . 5

　　0 . 25~0 . 45

　　余量

　　ZAlsi7MgA

　　ZL101A

　　6 . 5~7 . 5

　　0 . 25~0 . 45

　　0. 08~0 . 20

　　余量

　　ZAlsi12

　　ZL102

　　10 . 0~13 . 0

　　余量

　　ZAlsi9Mg

　　ZL104

　　8 . 0~10 . 5

　　0 . 17~0 . 35

　　0 . 2~0 . 5

　　余量

　　ZAlsi5CU1Mg

　　ZL105

　　4. 5~5 . 5

　　1 . 0~1 . 5

　　0 . 4~0 . 6

　　余量

　　ZAlsi5CU1MgA

　　ZL105A

　　4. 5~5 . 5

　　1 . 0~1 . 5

　　0 . 4~0 . 55

　　余量

　　ZAlsi8CU1Mg

　　ZL106

　　7 . 5~8 . 5

　　1 . 0~1 . 5

　　0 . 3~0 . 5

　　0 . 3~0 . 5

　　0 . 10~0 . 25

　　余量

　　ZAlsi7CU4

　　ZL107

　　6 . 5~7 . 5

　　3 . 5~4 . 5

　　余量

　　ZAlsi12CU2Mg1

　　ZL108

　　11 . 0~13 . 0

　　1 . 0~2 . 0

　　0 . 4~1 . 0

　　0 . 3~0 . 9

　　余量

　　ZAlsi12CU1Mg1Ni1

　　ZL109

　　11 . 0~13 . 0

　　0 . 5~1 . 5

　　0 . 8~1 . 3

　　Ni 0. 8~1 . 5

　　余量

　　ZAlsi5CU6Mg

　　ZL110

　　4. 0~6 . 0

　　5 . 0~8 . 0

　　0 . 2~0 . 5

　　余量

　　ZAlsi9CU2Mg

　　ZL111

　　8 . 0~10 . 0

　　1 . 3~1 . 8

　　0 . 4~0 . 6

　　0 . 10~0 . 35

　　0 . 10~0 . 35

　　余量

　　ZAlsi7Mg1A

　　ZL114A

　　6 . 5~7 . 5

　　0 . 45~0 . 75

　　0 . 10~0 . 20

　　Be 0~0 . 07

　　余量

　　ZAlsi5Zn1Mg

　　ZL115

　　4. 8~6 . 2

　　0 . 4~0 . 65

　　1 . 2~1 . 8

　　sb 0. 1~0 . 25

　　余量

　　ZAlsi8MgBe

　　ZL116

　　6 . 5~8 . 5

　　0 . 35~0 . 55

　　0 . 10~0 . 30

　　Be 0. 15~0 . 40

　　余量

　　ZAlsi7CU2Mg

　　ZL118

　　6 . 0~8 . 0

　　1 . 3~1 . 8

　　0 . 2~0 . 5

　　0 . 1~0 . 3

　　0 . 10~0 . 25

　　余量

　　7

　　GB/T 1173— 201

　　表 1 (续)

　　合金种类

　　合金牌号

　　合金代号

　　主要元素(质量分数)/%

　　si

　　cu

　　Mg

　　Zn

　　Mn

　　Ti

　　其他

　　Al

　　Al-cu合金

　　ZAlcu5Mn

　　ZL201

　　4. 5~5 . 3

　　0 . 6~1 . 0

　　0 . 15~0 . 35

　　余量

　　ZAlcu5MnA

　　ZL201A

　　4. 8~5 . 3

　　0 . 6~1 . 0

　　0 . 15~0 . 35

　　余量

　　ZAlcu10

　　ZL202

　　9 . 0~11 . 0

　　余量

　　ZAlcu4

　　ZL203

　　4. 0~5 . 0

　　余量