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非热处理高强高韧压铸Al-Mg-Si合金

上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心一直致力于新型高品质压铸铝合金材料的开发及其工程化应用。Al-Mg-Si（JDA2b）合金是一款由轻合金中心彭立明教授团队研发的非热处理高强高韧压铸铝合金材料。合金名义成分为AlMg7Si3，通过合理控制合金成分以及工艺技术，确保合金具备优异的机械性能以及铸造性能。

JDA2b概述

合金体系：Al-Mg-Si-Mn-RE

合金特点：无需热处理即可达到高强高韧；合金含有40-50%共晶组织；特殊处理使合金具有细小的共晶Mg2Si；良好的机加工性能；良好的可焊性、抛光性

JDA2b合金机械性能

合金状态	屈服强度	抗拉强度	延伸率
铸态	180-220MPa	360-420MPa	8-12%
T5态	230-250MPa	360-380MPa	5-8%

备注：

材料密度：2.58-2.65g/cm3；
杨氏模量：~72GPa；
剪切模量：~27GPa；
泊松比：~0.32；

典型组织特征

该合金含有45-55%的三元共晶组织，有利于合金铸造性能的提高与凝固过程中补缩，保证合金具有优良的铸造性能。另外，共晶组织中的Mg2Si细小，合金具有优异的力学性能。

JDA2b合金典型微观组织

JDA2b合金组织中Mg2Si形貌与尺寸

应用领域

目前，大型薄壁铝合金压铸件一般采用国外价格昂贵的专利合金，例如德国莱茵公司Silafont36合金（需采用真空压铸+后续热处理）。因此，中国急需自主知识产权的新型铝合金。JDA2b非热处理高强高韧压铸Al-Mg-Si合金的开发补充了我国在该领域的不足。该合金可应用于汽车、机械、轨道交通等领域，替代钣金设计的轻量化车身结构件或汽车上与碰撞性能相关的压铸结构件。

典型应用：JDA2b铝合金减震塔

成本分析

JDA2b为非热处理高强高韧压铸铝合金材料，相较于国外专利合金（Silafont36）或国内高性能合金（AlSi10MnMg）具有成本优势。另外，由于合金无需热处理，可省去常规高性能压铸铝合金T6/T7等热处理费用以及后续零部件矫形费用。因此，采用JDA2b生产的零件产品具有价格优势。

备注：

（1）以铝合金减震塔零件（产品净重3.2Kg）为例对比三种合金零部件成本；JDA2b：18元/Kg，Silafont36：23元/Kg，AlSi10MnMg：16元/Kg；

（2）制备工艺：2500T力劲压铸机+高真空压铸；

（3）热处理费用以立式炉为例；产品热处理变形率按照30-40%；

（4）JDA2b产品不良率按照8%计算，Silafont36、AlSi10MnMg产品不良率按照20%计算。