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鑄造條件影響的冷卻速度。條件，促進模具快速冷卻得到最高的強度和硬度。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，拉伸強度和硬度下降，而斷裂伸長率增加。對于ZP2伸長圖往往在最初的幾周或幾個月的室溫老化脫落，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，在不同的條件下使試樣。應(yīng)該謹慎的結(jié)果比較不同組的結(jié)果除非試樣及試驗條件相同的情況下。然而盡管在鑄造條件下用于各種試驗的潛在的巨大差異，鑄態(tài)抗拉強度類似厚度的試樣都驚人的一致。應(yīng)該記住的然而，各種研究人員會確保檢驗標(biāo)本的“聲音”。幾乎所有的鋅合金壓鑄件有氣孔，和“聲音”是不是一個絕對的術(shù)語。在鋅壓鑄，氣孔率源于兩個來源。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%，單個氣孔很小不明顯減弱�？紫堵实膶嶋H分布至少是名義上的百分比孔隙度一樣重要。因此設(shè)計師和diecasters應(yīng)保證鑄件的強度關(guān)鍵區(qū)域的安定性，孔隙度的地方不是那么重要，至少沒有從一個結(jié)構(gòu)完整的點。

隨著計算機輔助工程使用的增加已經(jīng)對材料性能要求更規(guī)范。在強度值過去簡單的陳述被認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。

因為鋅是一種低熔點材料，鋅合金鑄件容易蠕變。（蠕變是指隨時間變化的應(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，將數(shù)量的估算，在一個給定的負載、溫度和設(shè)計壽命參數(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，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）疲勞試驗試樣直徑= 5,55mm。階梯法確定疲勞極限

（4）年輕的彈性模量計算的應(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）

（7）國際鉛-鋅研究組織（參考文獻）

（8）優(yōu)美科研發(fā)/布雷西亞大學(xué)（參考文獻6）

應(yīng)力-應(yīng)變曲線

ima01

參考5

機械性能與試驗溫度

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

試驗溫度 環(huán)境溫度（20°C）

ZP3，zp0400，znal4，合金3，Zamak 3

溫度

°C 屈服強度

σ0 極限強度

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 屈服強度

σ0 極限強度

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 屈服強度

σ0 極限強度

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 屈服強度

σ0 極限強度

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

壓縮屈服強度zp5 ZP2和ZP3，，zp8被確定在六個溫度下：- 40 - 20°oC，C，C 22 C 0°°°C，75，和135°C.三樣本進行測試，在每種情況下的每個合金。試件的配置是一個圓柱體的0.24“直徑0.48”的高度。氣瓶從壓鑄沖擊試驗樣品加工。測試速度：1 MPa /秒。試驗停在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

臨時雇員.

°C 讓

強度

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

試驗溫度對合金ZP3的沖擊強度的影響，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

價值 zp5

價值 2

價值

- 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，1 / 4“矩形試樣，80mm，第= 0403cm二，年齡2個月。沖擊試驗進行了一個“特”沖擊試驗機。10試驗各工況下的平均值�？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

價值 zp0410

價值 zp0430

價值

- 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，1 / 4“矩形試樣，80mm，第= 0403cm二，年齡2個月。2mm，45°缺口包括（壓鑄試樣缺口）。沖擊試驗進行了一個“特”沖擊試驗機在室溫下。10試驗各工況下的平均值。空氣冷卻樣品后壓鑄

參考5

試驗溫度對合金的沖擊強度透明效果，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度值的圖示如下

在常溫和高溫下老化的影響

拉伸試驗條件

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

試驗溫度 環(huán)境溫度（20°C）

沖擊試驗條件：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沖擊試驗機

試驗溫度 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

蠕變是指隨時間變化的應(yīng)變發(fā)生在恒定負載。三個階段的蠕變可以區(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，和時間的壓力下。當(dāng)鋅合金受到連續(xù)的負荷，有相當(dāng)長的一段時間，實際測試經(jīng)驗的數(shù)學(xué)關(guān)系或伸長，應(yīng)力，在給定的負載，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)計計算。鋅合金的彈性模量的值取決于應(yīng)力、應(yīng)變率和溫度，并從短時拉伸試驗確定。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。然而，長期荷載作用下，鋅合金經(jīng)驗額外的不可逆轉(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)計壓力（MPa）σ溫度T（°K），使用壽命T（時間，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（隨每個合金，應(yīng)如下圖所示）

使用這個公式，它是可能的計算壓力，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120°C.（方程被發(fā)現(xiàn)給次給定的伸長，與所有已知的實驗數(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）的兩個因素。因此，是否一個給定的應(yīng)變?nèi)渥儔勖鼜膶嶋H測試或使用公式描述先前確定的，至少有兩個額外的因素應(yīng)該是適用于任何生命或應(yīng)變考慮這樣的個體差異。

在高溫下的結(jié)果，在所有鋅合金時效服務(wù)。當(dāng)室溫時效對3合金的蠕變強度的影響進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蠕變強度條件下降低。高負荷下的測試結(jié)果表明，蠕變強度下降多達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個因素適用于容許應(yīng)力值從上面給出的公式計算。

zp5合金的蠕變率，高達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。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。

有限的蠕變試驗進行合金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。