鋅壓鑄合金力學(xué)性能 

鋅合金壓鑄件的力學(xué)性能不僅取決于合金成分也對(duì)鑄造條件影響的冷卻速度。條件，促進(jìn)模具快速冷卻得到最高的強(qiáng)度和硬度。因此，薄壁部分的比例比厚。表中“名義屬性”下面的拉伸性能的代表約2mm厚的聲音鑄造典型值。在不同厚度的性質(zhì)可以從隨后的表判斷。標(biāo)稱性能的“原始”的測量值約五至八周后鑄造。性能隨時(shí)間的變化；慢慢地在環(huán)境溫度下，更迅速的在升高的溫度下。合金zp5和zp8 ZP3，拉伸強(qiáng)度和硬度下降，而斷裂伸長率增加。對(duì)于ZP2伸長圖往往在最初的幾周或幾個(gè)月的室溫老化脫落，之后它開始慢慢增加。

鋅合金等常見材料的相對(duì)表現(xiàn)在“顯示與其他材料的比較”部分。

在以下各表的性能得到了各種不同的研究采用不同的設(shè)計(jì)，在不同的條件下使試樣。應(yīng)該謹(jǐn)慎的結(jié)果比較不同組的結(jié)果除非試樣及試驗(yàn)條件相同的情況下。然而盡管在鑄造條件下用于各種試驗(yàn)的潛在的巨大差異，鑄態(tài)抗拉強(qiáng)度類似厚度的試樣都驚人的一致。應(yīng)該記住的然而，各種研究人員會(huì)確保檢驗(yàn)標(biāo)本的“聲音”。幾乎所有的鋅合金壓鑄件有氣孔，和“聲音”是不是一個(gè)絕對(duì)的術(shù)語。在鋅壓鑄，氣孔率源于兩個(gè)來源。首先，從被困的空氣無法逃避的流道系統(tǒng)加上模具本身是密封，由熔化的金屬以毫秒為單位。其次，縮松是自然形成的熱液金屬變成其冷卻固態(tài)。提供的孔隙率水平之間，說，1%和5%，單個(gè)氣孔很小不明顯減弱�？紫堵实膶�(shí)際分布至少是名義上的百分比孔隙度一樣重要。因此設(shè)計(jì)師和diecasters應(yīng)保證鑄件的強(qiáng)度關(guān)鍵區(qū)域的安定性，孔隙度的地方不是那么重要，至少?zèng)]有從一個(gè)結(jié)構(gòu)完整的點(diǎn)。

隨著計(jì)算機(jī)輔助工程使用的增加已經(jīng)對(duì)材料性能要求更規(guī)范。在強(qiáng)度值過去簡單的陳述被認(rèn)為是足夠的無試件尺寸的語句和測試條件。由于這種需求變化，鋅壓鑄合金等材料的性能，目前正在重新評(píng)估。在下面的表格是完全指定的測試相關(guān)的屬性值以粗體字顯示。

因?yàn)殇\是一種低熔點(diǎn)材料，鋅合金鑄件容易蠕變。（蠕變是指隨時(shí)間變化的應(yīng)變發(fā)生在恒定載荷。）鋅合金壓鑄件，可以采用的情況下，他們經(jīng)歷了長期的，特別是在升高的溫度下，蠕變的影響需要考慮。合金zp8和ZP2的蠕變性能優(yōu)于zp5，反過來優(yōu)于ZP3。信息將允許蠕變變形發(fā)生了鑄件設(shè)計(jì)，將數(shù)量的估算，在一個(gè)給定的負(fù)載、溫度和設(shè)計(jì)壽命參數(shù)包含在蠕變特性的部分。

參考2

名義力學(xué)性能值

壓力壓鑄，測試在20o攝氏度。

這是一個(gè)完全指定的測試相關(guān)的屬性值以粗體顯示。

合金

其他的名字 ZP3

合金3，rohs標(biāo)準(zhǔn)，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 鉿合金

力學(xué)性能

極限抗拉強(qiáng)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

屈服強(qiáng)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 六 一 5,3

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

剪切強(qiáng)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

毒系數(shù)（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

沖擊強(qiáng)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） 四 五 九

旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)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

壓縮屈服強(qiáng)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

筆記

（1）平板試樣，厚度1,5mm；物業(yè)8周后測鑄造。測試速度10毫米/分鐘。

（2）用引伸計(jì)應(yīng)變。L0 = 70合金2、3、5、ZA8和GDSL。L0 = 50mm為其他合金。

（3）疲勞試驗(yàn)試樣直徑= 5,55mm。階梯法確定疲勞極限

（4）年輕的彈性模量計(jì)算的應(yīng)力應(yīng)變曲線圖。

（5）試樣筒0.24“直徑0.48”的高度。氣瓶從壓鑄沖擊試驗(yàn)樣品加工。測試速度：1 MPa /秒。應(yīng)變是基于橫梁位移。

（6）優(yōu)美科研發(fā)（參考文獻(xiàn)）

（7）國際鉛-鋅研究組織（參考文獻(xiàn)）

（8）優(yōu)美科研發(fā)/布雷西亞大學(xué)（參考文獻(xiàn)6）

應(yīng)力-應(yīng)變曲線

ima01

參考5

機(jī)械性能與試驗(yàn)溫度

拉伸性能測試溫度

樣品的幾何形狀 羅 70mm

寬度 19,6mm

厚度 1.5毫米

采樣類型 壓鑄，風(fēng)冷

8周，在室溫下老化

測試設(shè)置 10測試樣品狀態(tài)

設(shè)備 茲維克/ Roell z050

測試速度 10毫米/分鐘

試驗(yàn)溫度 環(huán)境溫度（20°C）

ZP3，zp0400，znal4，合金3，Zamak 3

溫度

°C 屈服強(qiáng)度

σ0 極限強(qiáng)度

σ最大值 楊氏模量

E 斷裂應(yīng)變

ε破裂 均勻應(yīng)變

在σε最大值

平均

MPa 批發(fā)網(wǎng)

MPa 平均

MPa 批發(fā)網(wǎng)

MPa 平均

GPA 批發(fā)網(wǎng)

GPA 平均

% 批發(fā)網(wǎng)

% 平均

% 批發(fā)網(wǎng)

%

- 40 三百零三 九 三百六十 十一 八十二 十 二 一 二 一

- 20 二百九十七 七 三百四十五 十二 七十七 十 二 一 二 一

零 二百八十九 三 三百四十 四 八十五 五 二 一 二 零

二十三 二百七十六 九 三百一十五 三 八十四 十三 八 二 二 零

四十 二百四十一 三 二百九十三 三 七十八 五 十四 一 三 零

六十 二百一十三 三 二百六十 二 七十三 四 二十三 三 三 零

八十 一百八十 二 二百一十八 三 五十八 五 四十七 七 二 零

一百三十五 七十二 四 八十一 六 五十一 四

zp5，zp0410，znal4cu1，合金5，Zamak 5

溫度

°C 屈服強(qiáng)度

σ0 極限強(qiáng)度

σ最大值 楊氏模量

E 斷裂應(yīng)變

ε破裂 均勻應(yīng)變

在σε最大值

平均

MPa 批發(fā)網(wǎng)

MPa 平均

MPa 批發(fā)網(wǎng)

MPa 平均

GPA 批發(fā)網(wǎng)

GPA 平均

% 批發(fā)網(wǎng)

% 平均

% 批發(fā)網(wǎng)

%

- 40 三百二十九 十一 三百六十八 四 八十六 十二 二 零 二 零

- 20 三百一十九 九 三百六十五 十 八十六 十四 二 一 二 一

零 三百一十四 八 三百四十七 七 八十六 九 二 一 二 一

二十三 二百九十五 七 三百三十一 八 八十五 十 三 一 三 一

四十 二百八十 八 三百一十七 三 八十二 四 七 一 四 一

六十 二百三十八 六 二百七十七 二 七十六 三 十二 五 五 一

八十 一百九十八 四 二百三十二 三 六十四 三 二十 三 四 一

一百三十五 七十九 一 九十三 二 五十四 四

ZP2，zp0430，znal4cu3，合金2，該2，Kirksite

溫度

°C 屈服強(qiáng)度

σ0 極限強(qiáng)度

σ最大值 楊氏模量

E 斷裂應(yīng)變

ε破裂 均勻應(yīng)變

在σε最大值

平均

MPa 批發(fā)網(wǎng)

MPa 平均

MPa 批發(fā)網(wǎng)

MPa 平均

GPA 批發(fā)網(wǎng)

GPA 平均

% 批發(fā)網(wǎng)

% 平均

% 批發(fā)網(wǎng)

%

- 40 四百零七 二十六 四百四十三 二十六 八十五 十二 二 二 二 二

- 20 四百一十六 十三 四百四十九 四 七十九 九 四 一 三 一

零 三百九十一 九 四百三十一 三 八十四 七 四 一 四 一

二十三 三百六十 九 三百九十七 四 八十四 十一 六 一 二 一

四十 三百二十三 七 三百七十六 五 八十一 四 九 一 二 一

六十 二百八十 三 三百三十八 三 七十九 四 十五 三 二 零

八十 二百三十六 三 二百九十六 四 六十八 四 十八 四 三 零

一百三十五 八十二 一 一百零九 二 五十八 四

zp8，ZA8、zp0810，znal8cu1，合金8

溫度

°C 屈服強(qiáng)度

σ0 極限強(qiáng)度

σ最大值 楊氏模量

E 斷裂應(yīng)變

ε破裂 均勻應(yīng)變

在σε最大值

平均

MPa 批發(fā)網(wǎng)

MPa 平均

MPa 批發(fā)網(wǎng)

MPa 平均

GPA 批發(fā)網(wǎng)

GPA 平均

% 批發(fā)網(wǎng)

% 平均

% 批發(fā)網(wǎng)

%

- 40 三百六十三 十 四百二十七 七 九十 七 二 零 二 零

- 20 三百四十六 十三 四百一十二 十一 八十六 十 二 零 二 零

零 三百三十八 十 四百零六 八 八十三 十三 二 一 三 一

二十 三百一十九 七 三百八十七 五 八十五 三 三 零 三 一

四十 二百九十一 十二 三百五十六 七 七十七 十 三 01 十 三

六十 二百三十三 七 三百零八 五 七十六 八 三 零 十五 七

八十 一百八十三 十 二百六十 八 六千九百六十八 十二 三 零 三十六 六

一百三十五 五十七 三 八十 三 五十一 三

上表顯示圖形的下面

參考5

壓縮性能測試溫度

壓縮屈服強(qiáng)度zp5 ZP2和ZP3，，zp8被確定在六個(gè)溫度下：- 40 - 20°oC，C，C 22 C 0°°°C，75，和135°C.三樣本進(jìn)行測試，在每種情況下的每個(gè)合金。試件的配置是一個(gè)圓柱體的0.24“直徑0.48”的高度。氣瓶從壓鑄沖擊試驗(yàn)樣品加工。測試速度：1 MPa /秒。試驗(yàn)停在5%壓縮（6% - 40°C）。應(yīng)變是基于橫梁位移。

這些結(jié)果總結(jié)見下表

臨時(shí)雇員.

°C 讓

強(qiáng)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 七 二百八十四 十四 三百四十九 十八

2%偏移 四百五十四 四 三百一十六 九 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 一 二百五十六 三 三百三十七 三十三

2%偏移 四百二十四 十 三百零三 五 三百六十七 二 四百四十六 一

零 0.2%偏移 三百零四 七 二百一十二 二 二百五十六 九 三百二十七 二十四

2%偏移 四百零三 四 二百七十七 八 三百五十三 九 四百一十一 一

二十二 0.2%偏移 二百五十七 五 二百七十四 三 一百九十九 二 二百三十三 二

2%偏移 三百七十九 四 三百七十三 三 二百六十六 五 三百二十一 四

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 六 一百八十 十三

2%偏移 二百八十八 十 一百九十九 九 二百四十三 五 二百五十八 十

一百三十五 0.2%偏移 一百三十八 八 一百零二 三 一百零九 七 九十三 九

2%偏移 一百九十二 七 一百三十六 二 一百五十三 四 一百三十四 八

上面的表格是下面的圖示

試驗(yàn)溫度對(duì)合金ZP3的沖擊強(qiáng)度的影響，zp5和ZP2

沖擊能量（焦耳/厘米二）為無缺口酒吧后8周的老化。

溫度

°C ZP3

價(jià)值 zp5

價(jià)值 2

價(jià)值

- 40 六 六 五

- 20 十一 十三 十三

- 10 二十五

零 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

沖擊能量隨溫度沖擊試驗(yàn)，1 / 4“矩形試樣，80mm，第= 0403cm二，年齡2個(gè)月。沖擊試驗(yàn)進(jìn)行了一個(gè)“特”沖擊試驗(yàn)機(jī)。10試驗(yàn)各工況下的平均值�？諝饫鋮s樣品后壓鑄

沖擊能量（焦耳/厘米二）為缺口酒吧后8周的老化

溫度

°C zp0400

價(jià)值 zp0410

價(jià)值 zp0430

價(jià)值

- 40 二 一 二

- 20 二 二 二

零 二 二 三

二十 五 九 四

四十 十二 十一 八

八十 十三 十四 十二

沖擊能量隨溫度沖擊試驗(yàn)，1 / 4“矩形試樣，80mm，第= 0403cm二，年齡2個(gè)月。2mm，45°缺口包括（壓鑄試樣缺口）。沖擊試驗(yàn)進(jìn)行了一個(gè)“特”沖擊試驗(yàn)機(jī)在室溫下。10試驗(yàn)各工況下的平均值�？諝饫鋮s樣品后壓鑄

參考5

試驗(yàn)溫度對(duì)合金的沖擊強(qiáng)度透明效果，zp5和ZP2

6.35mm平方桿無缺口（0.40cm二）

6.35mm方鋼2mm 45°V型缺口

參考5

拉伸性能與壁厚

樣品的幾何形狀 羅 70mm

寬度 12毫米的厚度為1 mm的樣品

其他樣品19,6mm

厚度 3 - 3毫米

采樣類型 壓鑄，風(fēng)冷

8周，在室溫下老化

測試設(shè)置 10測試樣品狀態(tài)

設(shè)備 茲維克/ Roell z050

測試速度 10毫米/分鐘

試驗(yàn)溫度 環(huán)境溫度（20°C）

參考5

在不同厚度的鋅合金ZP3和zp5的應(yīng)力-應(yīng)變圖下面的圖了。

在四桌以上的屈服強(qiáng)度值的圖示如下

在常溫和高溫下老化的影響

拉伸試驗(yàn)條件

樣品的幾何形狀 羅 70mm

寬度 12毫米的厚度為1 mm的樣品

其他樣品19,6mm

厚度 3 - 3毫米

采樣類型 壓鑄，風(fēng)冷

在室溫下老化

測試設(shè)置 10測試樣品狀態(tài)

設(shè)備 茲維克/ Roell z050

測試速度 10毫米/分鐘

試驗(yàn)溫度 環(huán)境溫度（20°C）

沖擊試驗(yàn)條件：沖擊能量（焦耳/厘米二）為無缺口樣品

樣品的幾何形狀 l 80mm

區(qū)域 1 / 4“×1 / 4 = 0.4cm二

條件 無缺口

采樣類型 壓鑄，風(fēng)冷

在室溫下老化

測試設(shè)置 10測試樣品狀態(tài)

設(shè)備 Wolpert沖擊試驗(yàn)機(jī)

試驗(yàn)溫度 環(huán)境溫度（20°C）

參考5

從以上表格中的一些數(shù)據(jù)以圖形方式顯示如下

衰老在升高的溫度效應(yīng)

經(jīng)過95°C 10天的性質(zhì)，在20°C相比8周室溫老化的樣品測試。Lo 70毫米，速度10mm/min，試樣厚度1.5mm

參考5

上表中的數(shù)據(jù)以圖形方式給出以下

維氏硬度上市合金在100oC 老化時(shí)間的函數(shù)的厚度為三

參考3

參考8

參考8

蠕變性能

蠕變是指隨時(shí)間變化的應(yīng)變發(fā)生在恒定負(fù)載。三個(gè)階段的蠕變可以區(qū)分。

1。主要發(fā)生在減少蠕變，蠕變應(yīng)變率。

2。二次蠕變?nèi)渥儜?yīng)變顯示最小和幾乎恒定的速率。

三.第三蠕變?nèi)渥儜?yīng)變表現(xiàn)出加速，通常導(dǎo)致破裂。

伸長率（株）鋅合金的行為是應(yīng)力，非線性函數(shù)的使用溫度，和時(shí)間的壓力下。當(dāng)鋅合金受到連續(xù)的負(fù)荷，有相當(dāng)長的一段時(shí)間，實(shí)際測試經(jīng)驗(yàn)的數(shù)學(xué)關(guān)系或伸長，應(yīng)力，在給定的負(fù)載，并使用溫度必須用于預(yù)測各合金的應(yīng)變行為。彈性（Young）的工程合金模量定義為應(yīng)力除以應(yīng)變，是常用的設(shè)計(jì)計(jì)算。鋅合金的彈性模量的值取決于應(yīng)力、應(yīng)變率和溫度，并從短時(shí)拉伸試驗(yàn)確定。彈性模量的值只適用于應(yīng)力、應(yīng)變率和溫度條件下，測定了。當(dāng)短期應(yīng)力-應(yīng)變曲線，彈性模量可以很容易確定和彈性變形估計(jì)。然而，長期荷載作用下，鋅合金經(jīng)驗(yàn)額外的不可逆轉(zhuǎn)的延伸和公式的使用，在這部分的規(guī)定是需要估計(jì)在給定的應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果。

壓力壓鑄合金ZP3和zp8 2毫米墻段的蠕變行為可以用下面的方程建模。它是有效的在25°℃范圍內(nèi)的120°C這些合金。公式中，涉及的最大設(shè)計(jì)壓力（MPa）σ溫度T（°K），使用壽命T（時(shí)間，秒），應(yīng)變，被發(fā)現(xiàn)：

在σ=C + Q / RT -在T

N

在這里，N是應(yīng)力指數(shù)= 3.5

Q是激活能量= 106kj /摩爾

R是氣體常數(shù)= 8.3143 x 10- 3kJ/mol°K

C =常數(shù)為給定的允許應(yīng)變（隨每個(gè)合金，應(yīng)如下圖所示）

使用這個(gè)公式，它是可能的計(jì)算壓力，溫度和允許的組合，任何蠕變應(yīng)變的范圍在0.2至1%的蠕變壽命。該方程是有效應(yīng)力為50 MPa，溫度高達(dá)120°C.（方程被發(fā)現(xiàn)給次給定的伸長，與所有已知的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)）。

在大多數(shù)合金系統(tǒng)蠕變延伸可以高度不一致。鋅也不例外，顯然相同的樣品可以從平均壽命（或應(yīng)變）的兩個(gè)因素。因此，是否一個(gè)給定的應(yīng)變?nèi)渥儔勖鼜膶?shí)際測試或使用公式描述先前確定的，至少有兩個(gè)額外的因素應(yīng)該是適用于任何生命或應(yīng)變考慮這樣的個(gè)體差異。

在高溫下的結(jié)果，在所有鋅合金時(shí)效服務(wù)。當(dāng)室溫時(shí)效對(duì)3合金的蠕變強(qiáng)度的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蠕變強(qiáng)度條件下降低。高負(fù)荷下的測試結(jié)果表明，蠕變強(qiáng)度下降多達(dá)16%兩年內(nèi)老化室溫或加熱在75°C至95 C三天°。因此，有人建議，0.8個(gè)因素適用于容許應(yīng)力值從上面給出的公式計(jì)算。

zp5合金的蠕變率，高達(dá)100°C，可以通過使用本部分中所示為合金ZP3和10°C增加溫度給出的數(shù)據(jù)估計(jì)。那是，合金zp5提供在溫度高于10°C顯示合金ZP3近似等效蠕變行為。

有限的蠕變?cè)囼?yàn)進(jìn)行合金ZP2表明其性能相當(dāng)于合金zp8。正在繼續(xù)研究確定C與應(yīng)變曲線為合金zp5和ZP2。