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锌合金压铸力学性能

锌压铸合金力学性能 


锌合金压铸件的力学性能不仅取决于合金成分也对铸造条件影响的冷却速度。条件,促进模具快速冷却得到最高的强度和硬度。因此,薄壁部分的比例比厚。表中“名义属性”下面的拉伸性能的代表约2mm厚的声音铸造典型值。在不同厚度的性质可以从随后的表判断。标称性能的“原始”的测量值约五至八周后铸造。性能随时间的变化;慢慢地在环境温度下,更迅速的在升高的温度下。合金zp5和zp8 ZP3,拉伸强度和硬度下降,而断裂伸长率增加。对于ZP2伸长图往往在最初的几周或几个月的室温老化脱落,之后它开始慢慢增加。


锌合金等常见材料的相对表现在“显示与其他材料的比较”部分。


在以下各表的性能得到了各种不同的研究采用不同的设计,在不同的条件下使试样。应该谨慎的结果比较不同组的结果除非试样及试验条件相同的情况下。然而尽管在铸造条件下用于各种试验的潜在的巨大差异,铸态抗拉强度类似厚度的试样都惊人的一致。应该记住的然而,各种研究人员会确保检验标本的“声音”。几乎所有的锌合金压铸件有气孔,和“声音”是不是一个绝对的术语。在锌压铸,气孔率源于两个来源。首先,从被困的空气无法逃避的流道系统加上模具本身是密封,由熔化的金属以毫秒为单位。其次,缩松是自然形成的热液金属变成其冷却固态。提供的孔隙率水平之间,说,1%和5%,单个气孔很小不明显减弱。孔隙率的实际分布至少是名义上的百分比孔隙度一样重要。因此设计师和diecasters应保证铸件的强度关键区域的安定性,孔隙度的地方不是那么重要,至少没有从一个结构完整的点。


随着计算机辅助工程使用的增加已经对材料性能要求更规范。在强度值过去简单的陈述被认为是足够的无试件尺寸的语句和测试条件。由于这种需求变化,锌压铸合金等材料的性能,目前正在重新评估。在下面的表格是完全指定的测试相关的属性值以粗体字显示。


因为锌是一种低熔点材料,锌合金铸件容易蠕变。(蠕变是指随时间变化的应变发生在恒定载荷。)锌合金压铸件,可以采用的情况下,他们经历了长期的,特别是在升高的温度下,蠕变的影响需要考虑。合金zp8和ZP2的蠕变性能优于zp5,反过来优于ZP3。信息将允许蠕变变形发生了铸件设计,将数量的估算,在一个给定的负载、温度和设计寿命参数包含在蠕变特性的部分。


参考2


名义力学性能值


压力压铸,测试在20o摄氏度。

这是一个完全指定的测试相关的属性值以粗体显示。


合金

其他的名字 ZP3


合金3,rohs标准,zp0400,znal4 zp5


合金5,zamak5,zp0410,znal4cu1 2


合金2,zamak2,zp0430,znal4cu3 zp8


ZA8、zp0810,znal8cu1 GDSL


zp0730,znal7cu3 acuzinc5


zp0350,znal3cu5 ezac 铪合金

力学性能

极限抗拉强度(MPa)(1)(6) 三百一十五 三百三十一 三百九十七 386,8 三百八十七 407,79 四百一十四 二百七十六

屈服强度- 0.2%偏移:(MPA)(1)(6) 二百七十六 二百九十五 三百六十 318,6 三百一十五 337,84 三百九十三 二百三十四

延伸率:% 70mm(1)(2)(6)

在UTSε 2,37 3,09 21 2,53 1

ε破裂 7,73 3,43 5,99 3,41 1,5 5,3

弹性模量(年轻):(GPA)(1)(4)(6) 84,3 84,5 84,4 82,7 八十四 八十五 84,3

剪切强度(MPa)(7) 二百一十四 二百六十二 三百一十七 二百七十五 二百四十五 二百八十

毒系数(8) 0,27 0,27 0,27 0,29

硬度:布氏硬度(1)(6) 九十七 一百一十四 一百三十 95-110 一百一十九 一百一十五 一百四十 九十三

冲击强度

夏比缺口20°C:焦耳/厘米二(6) 一百一十六 一百三十一 九十六 162,5 九十五

夏比缺口20°C:焦耳/厘米二(6)

旋转弯曲疲劳强度(MPa)(3)(7)

5×10八周期 四十八 五十七 五十九 一百零三

1×10七周期 八十一 八十六 一百零四 六十三 一百三十九

压缩屈服强度:MPa(5)

0.2%偏移:MPa 二百七十四 一百九十九 二百五十七 二百三十三

笔记

(1)平板试样,厚度1,5mm;物业8周后测铸造。测试速度10毫米/分钟。

(2)用引伸计应变。L0 = 70合金2、3、5、ZA8和GDSL。L0 = 50mm为其他合金。

(3)疲劳试验试样直径= 5,55mm。阶梯法确定疲劳极限

(4)年轻的弹性模量计算的应力应变曲线图。

(5)试样筒0.24“直径0.48”的高度。气瓶从压铸冲击试验样品加工。测试速度:1 MPa /秒。应变是基于横梁位移。

(6)优美科研发(参考文献)

(7)国际铅-锌研究组织(参考文献)

(8)优美科研发/布雷西亚大学(参考文献6)


应力-应变曲线


ima01

参考5


机械性能与试验温度


拉伸性能测试温度


样品的几何形状 70mm

宽度 19,6mm

厚度 1.5毫米

采样类型 压铸,风冷

8周,在室温下老化

测试设置 10测试样品状态

设备 兹维克/ Roell z050

测试速度 10毫米/分钟

试验温度 环境温度(20°C)

ZP3,zp0400,znal4,合金3,Zamak 3

温度


°C 屈服强度

σ0 极限强度

σ最大值 杨氏模量

E 断裂应变

ε破裂 均匀应变

在σε最大值

平均

MPa 批发网

MPa 平均

MPa 批发网

MPa 平均

GPA 批发网

GPA 平均

% 批发网

% 平均

% 批发网

%

- 40 三百零三 三百六十 十一 八十二

- 20 二百九十七 三百四十五 十二 七十七

二百八十九 三百四十 八十五

二十三 二百七十六 三百一十五 八十四 十三

四十 二百四十一 二百九十三 七十八 十四

六十 二百一十三 二百六十 七十三 二十三

八十 一百八十 二百一十八 五十八 四十七

一百三十五 七十二 八十一 五十一

zp5,zp0410,znal4cu1,合金5,Zamak 5

温度


°C 屈服强度

σ0 极限强度

σ最大值 杨氏模量

E 断裂应变

ε破裂 均匀应变

在σε最大值

平均

MPa 批发网

MPa 平均

MPa 批发网

MPa 平均

GPA 批发网

GPA 平均

% 批发网

% 平均

% 批发网

%

- 40 三百二十九 十一 三百六十八 八十六 十二

- 20 三百一十九 三百六十五 八十六 十四

三百一十四 三百四十七 八十六

二十三 二百九十五 三百三十一 八十五

四十 二百八十 三百一十七 八十二

六十 二百三十八 二百七十七 七十六 十二

八十 一百九十八 二百三十二 六十四 二十

一百三十五 七十九 九十三 五十四

ZP2,zp0430,znal4cu3,合金2,该2,Kirksite

温度


°C 屈服强度

σ0 极限强度

σ最大值 杨氏模量

E 断裂应变

ε破裂 均匀应变

在σε最大值

平均

MPa 批发网

MPa 平均

MPa 批发网

MPa 平均

GPA 批发网

GPA 平均

% 批发网

% 平均

% 批发网

%

- 40 四百零七 二十六 四百四十三 二十六 八十五 十二

- 20 四百一十六 十三 四百四十九 七十九

三百九十一 四百三十一 八十四

二十三 三百六十 三百九十七 八十四 十一

四十 三百二十三 三百七十六 八十一

六十 二百八十 三百三十八 七十九 十五

八十 二百三十六 二百九十六 六十八 十八

一百三十五 八十二 一百零九 五十八

zp8,ZA8、zp0810,znal8cu1,合金8

温度


°C 屈服强度

σ0 极限强度

σ最大值 杨氏模量

E 断裂应变

ε破裂 均匀应变

在σε最大值

平均

MPa 批发网

MPa 平均

MPa 批发网

MPa 平均

GPA 批发网

GPA 平均

% 批发网

% 平均

% 批发网

%

- 40 三百六十三 四百二十七 九十

- 20 三百四十六 十三 四百一十二 十一 八十六

三百三十八 四百零六 八十三 十三

二十 三百一十九 三百八十七 八十五

四十 二百九十一 十二 三百五十六 七十七 01

六十 二百三十三 三百零八 七十六 十五

八十 一百八十三 二百六十 六千九百六十八 十二 三十六

一百三十五 五十七 八十 五十一

上表显示图形的下面

参考5


压缩性能测试温度


压缩屈服强度zp5 ZP2和ZP3,,zp8被确定在六个温度下:- 40 - 20°oC,C,C 22 C 0°°°C,75,和135°C.三样本进行测试,在每种情况下的每个合金。试件的配置是一个圆柱体的0.24“直径0.48”的高度。气瓶从压铸冲击试验样品加工。测试速度:1 MPa /秒。试验停在5%压缩(6% - 40°C)。应变是基于横梁位移。


这些结果总结见下表

临时雇员.

°C

强度

MPa 2 ZP3 zp5 zp8

意思是 st.dev。 意思是 st.dev。 意思是 st.dev。 意思是 st.dev。

- 40 0.2%偏移 三百三十九 十八 二百四十三 二百八十四 十四 三百四十九 十八

2%偏移 四百五十四 三百一十六 三百七十七 十一 四百五十三 十一

- 20 0.2%偏移 三百一十 十五 二百二十五 二百五十六 三百三十七 三十三

2%偏移 四百二十四 三百零三 三百六十七 四百四十六

0.2%偏移 三百零四 二百一十二 二百五十六 三百二十七 二十四

2%偏移 四百零三 二百七十七 三百五十三 四百一十一

二十二 0.2%偏移 二百五十七 二百七十四 一百九十九 二百三十三

2%偏移 三百七十九 三百七十三 二百六十六 三百二十一

七十五 0.2%偏移 二百一十二 二十二 一百五十六 十三 一百八十五 一百八十 十三

2%偏移 二百八十八 一百九十九 二百四十三 二百五十八

一百三十五 0.2%偏移 一百三十八 一百零二 一百零九 九十三

2%偏移 一百九十二 一百三十六 一百五十三 一百三十四

上面的表格是下面的图示

试验温度对合金ZP3的冲击强度的影响,zp5和ZP2

冲击能量(焦耳/厘米二)为无缺口酒吧后8周的老化。


温度

°C ZP3

价值 zp5

价值 2

价值

- 40

- 20 十一 十三 十三

- 10 二十五

四十四 一百三十 五十五

二十 一百一十六 一百三十一 九十六

四十 一百零六 一百一十一 一百零四

八十 一百一十二 一百零三 一百一十六

冲击能量随温度冲击试验,1 / 4“矩形试样,80mm,第= 0403cm二,年龄2个月。冲击试验进行了一个“特”冲击试验机。10试验各工况下的平均值。空气冷却样品后压铸


冲击能量(焦耳/厘米二)为缺口酒吧后8周的老化


温度

°C zp0400

价值 zp0410

价值 zp0430

价值

- 40

- 20

二十

四十 十二 十一

八十 十三 十四 十二

冲击能量随温度冲击试验,1 / 4“矩形试样,80mm,第= 0403cm二,年龄2个月。2mm,45°缺口包括(压铸试样缺口)。冲击试验进行了一个“特”冲击试验机在室温下。10试验各工况下的平均值。空气冷却样品后压铸


参考5

试验温度对合金的冲击强度透明效果,zp5和ZP2

6.35mm平方杆无缺口(0.40cm二)

6.35mm方钢2mm 45°V型缺口

参考5

拉伸性能与壁厚


样品的几何形状 70mm

宽度 12毫米的厚度为1 mm的样品

其他样品19,6mm

厚度 3 - 3毫米

采样类型 压铸,风冷

8周,在室温下老化

测试设置 10测试样品状态

设备 兹维克/ Roell z050

测试速度 10毫米/分钟

试验温度 环境温度(20°C)

参考5


在不同厚度的锌合金ZP3和zp5的应力-应变图下面的图了。

在四桌以上的屈服强度值的图示如下

在常温和高温下老化的影响


拉伸试验条件


样品的几何形状 70mm

宽度 12毫米的厚度为1 mm的样品

其他样品19,6mm

厚度 3 - 3毫米

采样类型 压铸,风冷

在室温下老化

测试设置 10测试样品状态

设备 兹维克/ Roell z050

测试速度 10毫米/分钟

试验温度 环境温度(20°C)

冲击试验条件:冲击能量(焦耳/厘米二)为无缺口样品


样品的几何形状 l 80mm

区域 1 / 4“×1 / 4 = 0.4cm二

条件 无缺口

采样类型 压铸,风冷

在室温下老化

测试设置 10测试样品状态

设备 Wolpert冲击试验机

试验温度 环境温度(20°C)


参考5

从以上表格中的一些数据以图形方式显示如下

衰老在升高的温度效应

经过95°C 10天的性质,在20°C相比8周室温老化的样品测试。Lo 70毫米,速度10mm/min,试样厚度1.5mm




参考5


上表中的数据以图形方式给出以下








维氏硬度上市合金在100oC 老化时间的函数的厚度为三



参考3

 


参考8


 


参考8


蠕变性能


蠕变是指随时间变化的应变发生在恒定负载。三个阶段的蠕变可以区分。




1。主要发生在减少蠕变,蠕变应变率。

2。二次蠕变蠕变应变显示最小和几乎恒定的速率。

三.第三蠕变蠕变应变表现出加速,通常导致破裂。


伸长率(株)锌合金的行为是应力,非线性函数的使用温度,和时间的压力下。当锌合金受到连续的负荷,有相当长的一段时间,实际测试经验的数学关系或伸长,应力,在给定的负载,并使用温度必须用于预测各合金的应变行为。弹性(Young)的工程合金模量定义为应力除以应变,是常用的设计计算。锌合金的弹性模量的值取决于应力、应变率和温度,并从短时拉伸试验确定。弹性模量的值只适用于应力、应变率和温度条件下,测定了。当短期应力-应变曲线,弹性模量可以很容易确定和弹性变形估计。然而,长期荷载作用下,锌合金经验额外的不可逆转的延伸和公式的使用,在这部分的规定是需要估计在给定的应力应变结果。


压力压铸合金ZP3和zp8 2毫米墙段的蠕变行为可以用下面的方程建模。它是有效的在25°℃范围内的120°C这些合金。公式中,涉及的最大设计压力(MPa)σ温度T(°K),使用寿命T(时间,秒),应变,被发现:


在σ=C + Q / RT -在T

N


在这里,N是应力指数= 3.5

Q是激活能量= 106kj /摩尔

R是气体常数= 8.3143 x 10- 3kJ/mol°K

C =常数为给定的允许应变(随每个合金,应如下图所示)


使用这个公式,它是可能的计算压力,温度和允许的组合,任何蠕变应变的范围在0.2至1%的蠕变寿命。该方程是有效应力为50 MPa,温度高达120°C.(方程被发现给次给定的伸长,与所有已知的实验数据关联)。


在大多数合金系统蠕变延伸可以高度不一致。锌也不例外,显然相同的样品可以从平均寿命(或应变)的两个因素。因此,是否一个给定的应变蠕变寿命从实际测试或使用公式描述先前确定的,至少有两个额外的因素应该是适用于任何生命或应变考虑这样的个体差异。


在高温下的结果,在所有锌合金时效服务。当室温时效对3合金的蠕变强度的影响进行了研究,结果发现,蠕变强度条件下降低。高负荷下的测试结果表明,蠕变强度下降多达16%两年内老化室温或加热在75°C至95 C三天°。因此,有人建议,0.8个因素适用于容许应力值从上面给出的公式计算。


zp5合金的蠕变率,高达100°C,可以通过使用本部分中所示为合金ZP3和10°C增加温度给出的数据估计。那是,合金zp5提供在温度高于10°C显示合金ZP3近似等效蠕变行为。


有限的蠕变试验进行合金ZP2表明其性能相当于合金zp8。正在继续研究确定C与应变曲线为合金zp5和ZP2。



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