現(xiàn)代汽車鑄造鋁合金應(yīng)用最廣的材料是美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）牌號(hào)A356合金，相當(dāng)于中國ZL101A、日本AC4CH、德國AlSi₇Mg、法國A-S7G03、俄羅斯A_л9-1。除A356合金外，德國還采用AlSi₉Mg、AlSi₁₀Mg、AlSi₁₁Mg，法國還采用A-S₁₁G、A-S_12.5 。這些高Si合金都不熱處理，它們液態(tài)流動(dòng)性好、補(bǔ)縮能力強(qiáng)、鑄造性能好、鑄造缺陷少。但機(jī)械性能和機(jī)加工藝性能不如A356合金。

化學(xué)組成

元素符號(hào)	成分范圍（質(zhì)量百分比，%）	備注（最大允許量或其他要求）
Si	6.5 - 7.5	主合金元素，提高流動(dòng)性
Mg	0.25 - 0.45	增強(qiáng)強(qiáng)度和熱處理響應(yīng)
Fe	≤ 0.20	雜質(zhì)元素，需嚴(yán)格控制
Cu	≤ 0.20	雜質(zhì)元素，過量會(huì)降低耐蝕性
Zn	≤ 0.10	雜質(zhì)元素
Mn	≤ 0.10	雜質(zhì)元素，可能影響機(jī)械性能
Ti	≤ 0.20	常用作晶粒細(xì)化劑（可添加）
Al	余量	基體金屬

力學(xué)性能

性能參數(shù)	典型值（砂型鑄造）	T6熱處理后典型值	備注
抗拉強(qiáng)度 (Rm)	160 - 190 MPa	230 - 260 MPa	熱處理顯著提高強(qiáng)度
屈服強(qiáng)度 (Rp0.2)	80 - 110 MPa	170 - 200 MPa	T6處理后屈服強(qiáng)度接近翻倍
延伸率 (A50mm, %)	2 - 5%	3 - 8%	塑性隨熱處理優(yōu)化提升
布氏硬度 (HB)	60 - 80 HB	80 - 100 HB	硬度與熱處理工藝相關(guān)
彈性模量	70 - 75 GPa	70 - 75 GPa	與鑄造工藝關(guān)系較小
沖擊韌性 (Charpy)	4 - 8 J/cm2	6 - 10 J/cm2	受雜質(zhì)含量和晶粒細(xì)化影響

物理屬性

物理屬性	典型值/范圍	備注
密度	2.68 g/cm3	輕質(zhì)特性，適合輕量化設(shè)計(jì)
熔點(diǎn)范圍	557 - 613°C	固相線至液相線溫度范圍
熱膨脹系數(shù) (20-100°C)	23.0 - 24.0 μm/m·K	與溫度變化相關(guān)
熱導(dǎo)率	130 - 160 W/(m·K)	良好的散熱性能
電導(dǎo)率	30 - 40% IACS	中等導(dǎo)電性，非高導(dǎo)電合金
比熱容 (25°C)	0.88 - 0.96 J/(g·K)	與合金成分和溫度相關(guān)
電阻率	4.3 - 5.5 μΩ·cm	對(duì)應(yīng)電導(dǎo)率的倒數(shù)計(jì)算值
彈性模量	70 - 75 GPa	與力學(xué)性能中的彈性模量一致

A356 不同階段牌號(hào)名稱及各元素含量標(biāo)準(zhǔn)

A356合金又分為A356.2、A356.1、A356.0，其化學(xué)成分，分別為下表：

不同時(shí)期A356	A356	Si	Mg	Ti	Fe	Cu	Zn	Mn	變質(zhì)劑	其他雜質(zhì)
										每種	總和
采購	A356.2	6.5/7.5	0.30/0.45	0.08/0.20	≤0.12	≤0.05	≤0.05	≤0.05		≤0.05	≤0.15
熔煉	A356.1	6.5/7.5	0.30/0.45	0.08/0.20	≤0.15	≤0.10	≤0.10	≤0.10	Sb=0.1～0.20 Sr=0.012～0.020	≤0.05	≤0.15
成品	A356.0	6.5/7.5	0.25/0.45	0.08/0.20	≤0.20	≤0.10	≤0.10	≤0.10	Sb=0.08～0.18 Sr=0.008～0.018	≤0.05	≤0.15

A356鋁合金應(yīng)用

A356鋁合金是汽車制造領(lǐng)域的“明星材料”，尤其適合通過壓鑄工藝生產(chǎn)復(fù)雜形狀的零部件。它兼具輕量化、高強(qiáng)度和耐腐蝕性，是提升車輛性能與節(jié)能效率的關(guān)鍵材料。

為什么選擇A356鋁合金？

1. 輕量化：密度僅為鋼的1/3，可顯著減輕車身重量，幫助降低油耗或延長電動(dòng)車?yán)m(xù)航。
2. 堅(jiān)固耐用：通過熱處理（如T6工藝），強(qiáng)度可提升至傳統(tǒng)鋁材的1.5倍，輕松應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)支架、輪轂等高負(fù)荷場景。
3. 精密鑄造：優(yōu)異的流動(dòng)性適合壓鑄復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如薄壁件、曲面造型），減少后續(xù)加工成本。
4. 安全可靠：嚴(yán)格控制的雜質(zhì)含量（如鐵、銅）確保長期使用中抗腐蝕、抗疲勞，延長零件壽命。

典型應(yīng)用

• 燃油車：發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱殼體、底盤支架。
• 電動(dòng)車：電池包殼體、電機(jī)支架、輕量化車身結(jié)構(gòu)。
• 通用領(lǐng)域：航空航天支架、工業(yè)泵閥等高要求部件。

作為工程師，我們通過優(yōu)化鑄造工藝和熱處理參數(shù)，確保每一件A356零件在輕量化的同時(shí)，滿足安全、耐用與成本的最優(yōu)平衡。

1. A356鋁合金和其他高硅鋁合金（如AlSi9Mg）有什么區(qū)別？

A356鋁合金通過熱處理（如T6工藝）顯著提升強(qiáng)度，適合高負(fù)荷部件（如輪轂、發(fā)動(dòng)機(jī)支架）。而AlSi9Mg、AlSi10Mg等合金雖然鑄造性能優(yōu)異（流動(dòng)性好、缺陷少），但未經(jīng)熱處理時(shí)機(jī)械性能和機(jī)加工能力較弱，適合形狀復(fù)雜但強(qiáng)度要求較低的零件。

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2. 為什么A356鋁合金需要熱處理？

熱處理（如T6工藝）通過固溶和時(shí)效強(qiáng)化，使抗拉強(qiáng)度從190 MPa提升至260 MPa，屈服強(qiáng)度翻倍至200 MPa，同時(shí)保持良好塑性。這是其成為汽車關(guān)鍵部件首選材料的重要原因。

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3. A356鋁合金適合哪些領(lǐng)域？

• 汽車：發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、電動(dòng)車電池殼體（輕量化減重30%以上）。
• 航空航天：高強(qiáng)度支架、耐疲勞結(jié)構(gòu)件。
• 工業(yè)：泵閥殼體、高散熱部件（導(dǎo)熱率達(dá)160 W/m·K）。

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4. A356.0、A356.1、A356.2有什么區(qū)別？

三者成分標(biāo)準(zhǔn)略有差異：

• A356.2：雜質(zhì)控制最嚴(yán)（如Fe≤0.12%），適合精密零件。
• A356.1：添加鍶（Sr）或銻（Sb）細(xì)化晶粒，改善鑄造性能。
• A356.0：通用級(jí)別，雜質(zhì)容忍度稍高，成本更低。

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5. 如何平衡A356的輕量化和強(qiáng)度？

通過優(yōu)化壓鑄工藝（如真空鑄造減少氣孔）和精準(zhǔn)熱處理參數(shù)（如時(shí)效溫度155°C×4小時(shí)），可在保證密度僅2.68 g/cm3（鋼的1/3）的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度250 MPa以上。

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6. A356鋁合金在高溫下會(huì)失效嗎？

其長期使用溫度建議不超過150°C。高溫下強(qiáng)度會(huì)下降，但通過添加鈦（Ti）細(xì)化晶粒或表面涂層處理，可提升短期耐熱性。

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7. 為什么A356的雜質(zhì)（如Fe、Cu）要嚴(yán)格控制？

過量鐵（Fe＞0.2%）會(huì)形成脆性化合物，降低韌性和耐腐蝕性；銅（Cu＞0.1%）可能引發(fā)電化學(xué)腐蝕。嚴(yán)格管控雜質(zhì)是延長零件壽命的關(guān)鍵。