19.1.5 铸造铝合金
铸造铝合金按照主要合金元素的不同，可分为四类：
1）Al-Si铸造铝合金，如ZL101、ZL105等。
2）Al-Cu铸造铝合金，如ZL201、ZL203等。
3）Al-Mg铸造铝合金，如ZL301、ZL302等。
4）Al-Zn铸造铝合金，如ZL401、ZL402等。
各类铸造铝合金的牌号、力学性能及用途见表19-3。
表19-3 铸造铝合金的牌号、力学性能及用途
（续）
注：S—砂型铸造；J—金属型铸造；B—变质处理；T1—时效处理；T4—淬火加自然时效；T5—淬火和部分人工时效；T6—淬火和完全人工时效。
1.Al-Si铸造铝合金
Al-Si铸造铝合金通常称为铝硅明，它包括简单铝硅明（Al-Si二元合金）和复杂铝硅明（Al-Si-Mg-Cu等多元合金）。w（Si）=11%～13%的简单铝硅明（ZL102）铸造后几乎全部是共晶组织。因此，这种合金流动性好，铸件产生的热裂倾向小，适用于铸造复杂形状的零件。它的耐蚀性能高，有较低的膨胀系数，焊接性良好。该合金的不足之处是铸造时吸气性高，结晶时能产生大量分散缩孔，使铸件的致密度下降。由于Al-Si合金组织中的共晶硅呈粗大的针状，使合金的力学性能降低，所以必须采用变质处理。
内燃机活塞是在高速、高温、高压、变负荷下工作的，所以要求制造活塞的材料必须密度低、高耐磨、高耐蚀性、耐热性好，还要求活塞材料的线膨胀系数接近气缸体的线膨胀系数。复杂铝硅明基本上能满足这一要求，它是制造活塞的理想材料。
2.Al-Cu铸造铝合金
Al-Cu合金的强度较高，耐热性好，但铸造性能不好，有热裂和疏松倾向，耐蚀性较差。ZL201的室温强度高，塑性比较好，可制作在300℃以下工作的零件，常用于铸造内燃机气缸头、活塞等零件；ZL202塑性较低，多用于高温下不受冲击的零件；ZL203经淬火时效后，强度较高，可用作结构材料铸造受中等载荷和形状较简单的零件。
3.Al-Mg铸造铝合金
Al-Mg合金（ZL301、ZL302）强度高，密度低（约为2.55g/cm3），有良好的耐蚀性，但铸造性能不好，耐热性低。Al-Mg合金可进行时效处理，通常采用自然时效。多用于制造承受冲击载荷，在腐蚀性介质中工作的，外形不太复杂的零件，如舰船配件、氨用泵体等。
4.Al-Zn铸造铝合金
Al-Zn合金（ZL401、ZL402）价格便宜，铸造性能优良，经变质处理和时效处理后强度较高，但耐蚀性差，热裂倾向大。常用于制造汽车、拖拉机的发动机零件及形状复杂的仪器零件，也可用于制造日用品。
铸造铝合金铸件由于形状较复杂，组织粗糙，化合物粗大，并有严重的偏析，因此它的热处理与变形铝合金相比，淬火温度应高一些，加热保温时间要长一些，以使粗大析出物完全溶解并使固溶体成分均匀化。淬火一般用水冷却，并多采用人工时效。