金属收缩率对照表

焊接铝合金需要注意:

铝合金材料,强度高和质量轻量。主要焊接工艺为手工MIG焊和自动MIG焊,其母材、焊丝、保护气体、焊接设备。

铝合金是以铝为基体元素和加入一种或多种合金元素组成的合金。由于钨极氩弧焊焊枪热能比较集中，电弧燃烧稳定，焊缝金属致密，焊接接头的强度和塑性较高，接头质量较优，所以是焊接铝合金最常用的方法。另外我们在焊接铝合金时，还需要注意以下六个要点：

（一）热导率高

铝合金的热导率和比热容均为碳素钢和低合金钢的2倍多。铝的热导率是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊枪焊接过程中，大量的热量被迅速传导到基体金属内部，熔池形成困难。因此应当采用能量集中、功率大的能源，根据结构尺寸、环境温度等条件，也可预热；

（二）无色泽变化

铝合金焊接熔池金属由固态变成液态时，没有明显的色泽变化，这和钢在临熔化前呈现红色不一样，会给焊枪操作带来不便。不能准确判断坡口母材在什么时候开始熔化，熔融的铝表面张力小、强度低、流动性好，从而易造成焊缝金属的塌陷或烧穿。因此，要求铝焊接操作者有更熟练的操作技能，善于利用熔池表面的微小变化来判断铝的加热温度；

（三）氧化能力强

铝和氧的亲和力很强，铝在空气中极易与氧化合而生成致密结实的薄膜，其熔点高达2050℃远远超过铝和铝合金的熔点。并且氧化铝薄膜的相对密度较大，约为铝的1.4倍。在使用焊枪进行焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，易造成夹渣。氧化铝薄膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再次氧化；

（四）热裂倾向大

铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的2倍。铝凝固时的体积收缩率较大，达6.5％，而铁为3.5％。熔融铝合金高温时强度低，如果工艺措施不当，焊缝及近缝区在冷却过程中还会产生很大的焊接应力、拘束应力及热应力。因而，铝焊接熔池凝固时容易产生缩孑L、缩松、热裂纹及较高的内应力；

（五）易蒸发烧损

铝合金中含有低沸点的元素，如镁、锌、锰等，在高温电弧作用下，极易蒸发烧损，从而改变焊缝金属的化学成分，使焊缝性能下降；

（六）气孔敏感性高

铝合金液体熔池很容易吸收氢等气体，高温下溶入的大量气体在焊枪焊后冷却凝固过程中来不及析出，聚集在焊缝中会形成气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，焊接前对母材坡口与焊丝进行清理是很有必要的。

铝合金产品的收缩率，不一样的产品是不一样的，我见过国外一份收缩率表格的数据，有一页那么多，是他们的研究人员（博士），做试验和的产物。

如果你只做些300mm毫米以内的、尺寸要求不高的普通压铸件件，用0.5 %的收缩率，就可以了！

一些薄壁、大尺寸零件或厚壁零件，收缩率就需要自己试验确认一下；

大尺寸零件，模具温度对产品的尺寸，影响也非常大！

导热系数为2.23 j／(cm·s·℃） 一、化学成分化学成分 A356.2铸造铝合金锭化学成分执行标准：ASTM 合金含量：Si：65.-7.5，Mg：0.300.45，Ti《0.2，Fe《0.12，Mn《0.05，Cu《0.1，Zn《0.05 ，Al余量二、A356铝合金的力学性能在室温条件下对铸造A356铝合金的平均屈服强度、断裂强度、延伸率和断面收缩率分别为216．64MPa，224MPa，1．086％和0．194％，合金的拉伸屈服强度随离浇道口平面距离的增加而减小，而断裂强度则是先减小然后再增大，延伸率随高度变化不明显。　把356.2合金之不纯份减少，改良机械性性质者?(比356.2合金伸长率更好)。有极佳之铸造性及高强度，伸长率适用于薄部材及要耐压性之地方。三、性能优点具有流动性好，无热裂倾向，线收缩小，气密性好等良好的铸造性能，比重小，耐蚀性良好，易气焊，随铸件壁厚增加强度降低的程度小，铸态下使用，变质后机械性能提高。　四、产品形状标准制品形状，砂模、金属模铸件。五、主要用途代表的用途，各种外壳，航空机泵部品，航空机接头，汽车变速器，带轮，燃料箱，要最高耐热性支应力部材，其他机械工具部品。

铝合金材料的线性膨胀系数(1/k)为24.10-6，是铁的2倍，对环境温度的变化比较敏感。受温度变化的影响，在加工过程中不仅要考虑设备与刀具对工件精度的影响，还要根据环境对工件温度的影响变化来微调加工数据，温度的变化引起工件长度方向加工尺寸的变化是必须要考虑的因素。在环境温度小于10℃或大于30℃时，工件长度随温度变化量不稳定，无法保证加工尺寸。

那么，如何解决这一问题，我们从加工和测量两个方面进行分析。

1、加工尺寸计算

我们可以计算铝合金型材在正常使用温度范围内的尺寸变化，即线性膨胀/收缩率公式如下：

L=L0(1+αΔT)

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其中：L为当前环境温度下的实际测量值，L0为20℃时理论值

ΔT=T1-T2，T1为当前环境下的实际温度，T2=20℃

铝热膨胀系数α=0.0000241(铝合金各种牌号稍有差别，但在这个温度范围内都是24左右)

测量：用卷尺/精确度+/-1mm

例如：24.2m的铝合金型材，在温度升高1℃后的长度为：L=24.2（1+0.0000241×1）=24.20058m。24.2m的铝合金型材，温度变化1℃长度变化0.58mm。

利用上述公式，将图纸中要求的加工尺寸换算到加工车间实际的环境温度下的加工尺寸，如：车间当前温度在15℃，那么，图纸要求加工至24.2m的尺寸当前温度环境下需要加工至尺寸为：L=24.2（1-0.

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0000241×5）=24.197m，比图纸尺寸应减少3mm。同理，假如车间当前温度在25℃，则需要加工至24.2029m，比图纸尺寸要增加3mm。同样，边梁上在长度方向的所有线性加工尺寸都要如此类推通过计算后按照计算的数值进行

加工编程及数据微调。

2、测量尺寸计算

在进行工件的尺寸测量时，先测量出当前温度下的尺寸值，并应用上面的公式进行反推计算出工件在20℃下，尺寸是否达到图纸的尺寸要求：

L=L0(1+αΔT)推出L0=L/(1+αΔT)。

通过以上计算，我们可以得知，在温度允许的情况下，以20℃为基准，20m型材为参考，温度每升高或降低一度，长度尺寸相应的增加或减少0.4mm左

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右。加工时工艺员需要根据当前的工件温度来调整加工参数。

值得一提的是，以上温度参数实际上应为工件的温度，即表温仪测量的工件表面的温度，在生产中一般以车间的环境温度为计算值即可，但要保证原材料存放于车间24小时以上，即与车间的环境温度基本一致。

通过以上的科学计算及实际测量出的数据，加工完后的工件尺寸基本与理论数据吻合。产品在批量供应客户后，经过与其他部件的组装调试均能够满足组对精度要求，产品的尺寸精度及质量稳定性得到了客户的极大认可。

314（S31400）不锈钢属于美标奥氏体耐热钢，执行标准“ASTM A276/A276M-17 ”

314（S31400）不锈钢具有较高的高温强度及耐氧化性，抗蠕变性能好，对含硫环境较敏感，在600~800度有析出相的脆化倾向。314（S31400）不锈钢适用于制作承受应力的各种炉用构件，用于炉管、石油、电子、化工、医药、轻纺、食品、机械、建筑、核电、航空航天、军工等行业!

314（S31400）化学成分如下图：

316属于美标奥氏体不锈钢，执行标准：ASTM A240/A240M-19

316不锈钢因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）；高温强度优秀，主要用于海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母。

316不锈钢化学成分：

铝合金在有色金属材料中用途最广，用量最多。但在某些环境条件下，材料性能有所改变。试验表明，在不同温度下，特别在高温下，铝合金复合材料的强度明显高于铝合金。

铝及铝合金的力学、热学、物理性能符号和含义 ：

名称 符号 单位 含意 备注

比例极限 δp MPa 材料在拉伸过程中，应力与应变保持正比关系的最大应力。这个阶段的最大极限负荷Pp除以试棒的原始横截面积，即为比例极限 1 kgf/mm2 = 9.80665MPa

1 MPa = 0.10197kgf/mm2

英制：PSI ：lb/in2

KPSI = 1000PSI

=6.896MPa

弹性极限 δe MPa 材料在受载过程中，未产生塑性变形的最大应力

拉 伸

弹 性 模 量 E GPa 金属承受拉伸载荷时，在弹性范围内，应力与应变成正比例关系时，这个比例系数为拉伸弹性模量 1 kgf/mm2 = 0.0098067GPa

1GPa = 101.97162kgf/mm2

剪切

弹性模量 G GPa 金属在弹性范围内进行扭转试验时，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比例关系时，这个比例系数称为剪切弹性模量

屈服强度 （条件屈服强度） δ0.2 MPa 在拉伸过程中，一般规定标距长度部分塑性变形量达到的原标距长度的规定数值时之负荷除以原始横截面积所得的应力，称为屈服强度或条件屈服强度。一般规定数值为拉伸试样原标距长度的0.2%，即用δ0.2表示

压缩屈服强度 （条件屈服强度） δ-0.2 MPa 试样在压缩过稆中，标距部分残余压缩达到原标距长度规定数值时的负荷除以原始横截面积所得的应力称为压缩屈服强度或条件压缩屈服强度。一般规定数值为压缩试样原标距长度的0.2%，由于受力方向与拉伸相反，故压缩屈服强度常用δ-0.2表示

抗剪强度 MPa 试样剪切时，在剪断面上所承受的最大负荷除以原始横截面积所得的应力，称为搞剪强度。表示材料在剪切力作用下抵抗破坏的最大能力。

抗拉强度 δb MPa 在单向均匀拉伸载荷作用下，断裂时材料的最大负荷除以原始横截面积所得的应力。

疲劳极限 δ-1 MPa 材料在重复交变应力作用下，承受过无限次循环而不产生断裂的最最大应力值

疲劳强度 δN

MPa 试样在交变应力作用下，在规定的循环次数内（如106、107、108次等），不至于产生断裂的最大应力值

伸长率

（延伸率） δ5

δ10 % 材料拉伸时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。

是标距为5倍直径时的伸长率，是标距为10倍直径时的伸长率

断面收缩率 ψ % 金属试样在拉断后，其缩颈处横截面积与原始横截面积的百分比

冲击韧度 αk J/cm2

或

kJ/m2 用一定尺寸和形状的U型缺口标准试样，在规定类型试验机上受冲击载荷折断时，试样刻槽处单位横截面积上所消耗的冲击功。它表示金属材料对冲击载荷的抵抗能力。 1 kgf•m/cm2 = 98.0665kJ/m2

1kJ/m2 = 0.010197kgf/cm2

布氏硬度 HBS 用一定直径的淬硬钢球压入试样表面，并在规定载荷下保持一定时间，以其载荷除压痕面积所得的商表面材料的布氏硬度。其计算公式为

HBS = 2P/лD[D – （D2-d2）1/2]

P——载荷

D——压头直径，mm；

d——压痕直径，mm 通常由测得的压痕直径直接查表得硬度值

洛氏硬度 HRB

HRF 在洛氏硬度机上，用直径为1。58mm的淬硬钢球作压头，载荷为980N试验所得的硬度值。

用1.58mm淬硬钢球作压头，载荷为588N测得的洛氏硬度值 HRB常用作测量淬火时效后铝合金硬度值。

HRF用作测量铝合金煅件硬度

显微维氏硬度 HV 用夹角为136o的金刚石四棱锥压头以小于等于0.2kgf（常扩大至1kgf）的载荷压入试样，以单位面积上所受载荷表示材料的硬度值。仪器上装有金相显微镜，用于测量合金的显微组织和极薄表面层的硬度值

密度 ρ g/cm3或

kg/m3 金属材料单位体积的质量

熔点 ℃ 材料由固态转变为液态时的熔化温度

平均线膨系数 α

µm/(m•k) 物体的长度随温度变化而改变，在指定的温度范围内，每当温度升降1，其单位长度胀缩的长度称平均线膨胀系数 膨胀及收缩率计算式见表1-5

热导率

（导热系数） λ W/(m•℃) 表示物体导热的能力。以物体内维持单位温度梯度（ΔL/ΔT）时，在单位时间（t）内流经垂直于热流方向的单位面积（A）上的热量（Q）表示 1 cal/(s•cm•℃) = 418.68W/(m•℃)

λ=1/A•Q/t•ΔL/ΔT

比热容 С

J/(kg•K)

或

J/(kg•℃) 将单位质量的物质在等压过程（或等容过程）中温度升高1K度时吸收的热量或温度降低1K度放出的热量 1 kcal/(kg•K) = 4186.8J(kg•K)

1 kcalth/(kg•K) = 4186.8J(kg•K)

电阻率

（比电阻电阻系数） ρ Ω•m

чΩ•m

nΩ•m 表征物质导电能力的一个物理常数，它等于长1m、横截面为1mm2 的导线两端间的电阻，也可用一个单位立方体的两平等端面间的电阻表示 1µΩ•cm = 10-8Ω•m

1nΩ•cm = 10-9Ω•m

电导率 λ S/m 电阻率的倒数叫电导率。在数值上它等于导体维持单位电位梯度时，流过单位面积的电流

电阻温度

系数 αp ℃-1 温度每升1℃，材料电阻率的改变量与原电阻率之比

表1—2为铝及铝合金的膨胀与收缩率计算式。表中L0为0℃时的长度；Lt 为在给定定温度范围内，t ℃时的长度；C为合金常数，其数值在表达1—3中列出。

表1—2 铝及铝合金的膨胀率与收缩率计算式

温度范围，℃ t ℃时的长度

-196 ~ 0

0 ~500

-60 ~ 10 Lt = L0[1+C(20.83t – 0.01177t2 - 0.0001446t3) x 10-6]

Lt = L0[1+C(22.29t + 0.01009t2 ) x 10-6]

Lt = L0[1+C(22.16t + 0.01219t2 ) x 10-6]