Aluminum in the car: casting alloys

Casting aluminum alloys

Aluminum casting alloy allow to provide a wide range of mechanical properties of the products by selecting the chemical composition, and, if necessary, heat treatment and strict process control.

mikrostruktura-alyuminievogo-liteynogo-splavaFigure 1 – Микроструктура типичного доэвтектического алюминиевого литейного сплава AlSi7Mg (A356). Visible aluminum dendrites, surrounded by eutectic silicon aluminum +

Casting aluminum alloys combined four major families of alloys, которые основаны на следующих системах легирования:

  • Al-Si(-Cu);
  • Al-Cu;
  • Al-Mg(-Si);
  • Al-Zn(-Si).

Most of the cast aluminum parts and products made of aluminum-silicon alloys, благодаря их исключительно хорошим литейным свойствам (рисунок 2).

Some alloys of Al-Cu series, Al-Mg and Al-Zn have higher mechanical properties, than the alloys Al-Si, but their casting characteristics are usually quite low and it is very difficult to pour. In particular, they are very prone to hot cracking.

Aluminum-magnesium casting alloys

1) Эти сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью. They can be polished to a mirror finish, and anodizing.
2) Они обеспечивают высокие механические свойства без необходимости применения термической обработки.
3) Эти сплавы обычно применяют при изготовлении деталей методом литья под высоким давлением.

Aluminum casting alloys Al-Zn-Mg

These alloys are used, when it is necessary to avoid warping during quenching, since they are subjected to thermal hardening by aging at room temperature without preliminary hardening.

Casting alloys Al-Mg-Si and Al-Zn-Si-Mg

Additives silicon in these alloys in an amount sufficient provide them with good castability.

Aluminum casting alloys Al-Cu

1) Это самые прочные литейные алюминиевые сплавы. Mainly used in the aerospace industry.
2) Из этих сплавов изготавливают также ответственные детали автомобильной подвески.
3) Эти сплавы очень подвержены горячему растрескиванию и из них очень трудно отлить сложные формы.
4) Применяются в ограниченном количестве для деталей спортивных автомобилей и других экзотических транспортных средств.

Casting alloys Al-Si

1) Наиболее популярные литейные сплавы во всем мире (см. Figure 2).
2) Проявляют отличные литейные свойства: высокая жидкотекучесть – good stuff molds, resistant to hot cracking and generally are the most technologically advanced casting alloys.
3) Добавление магния обеспечивает хорошие механические свойства после термической обработки, and Copper improves machinability and increases strength at elevated temperatures.
4) Сплавы Al-Si-Mg применяют для изготовления колесных дисков, cast structural parts and elements of the suspension, which require high strength and good viscosity.
5) Сплавы Al-Si-Cu(-Mg) доминируют на рынке деталей и агрегатов силовых установок, such as aluminum engine blocks, cylinder head, Sleeve engine cylinders and other cast parts, for which high strength at elevated temperatures and resistance to abrasion important, than the viscosity.

diagramma-sostoyania-alyuminiy-kremniyFigure 2 - A schematic diagram of the aluminum-silicon casting alloys. Shown silicon content ranges most popular alloys. Designation alloys - adopted in international practice

A source: European Aluminium Association, 2002