More Related Content Similar to Al.alloys ppt (20) 1. CChhaapptteerr 66 OOvveerrvviieeww
FFoouurr mmaajjoorr aallllooyy ggrroouuppss mmoosstt ccoommmmoonn::
• AAlluummiinnuumm,, mmaaggnneessiiuumm,, zziinncc aanndd ZZAA
TThheessee aallllooyyss hhaavvee aa rraannggee ooff pprrooppeerrttiieess aanndd
cchhaarraacctteerriissttiiccss
• PPrrooppeerrttiieess aarree sslliigghhttllyy lleessss bbuutt oovveerrllaappppiinngg wwiitthh
sshheeeett sstteeeellss
• PPrrooppeerrttiieess aarree ggrreeaatteerr tthhaann bbuutt ssoommeewwhhaatt
oovveerrllaappppiinngg wwiitthh hhiigghh ssttrreennggtthh ppllaassttiicc rreessiinnss
6-1
2. CChhaapptteerr 66 OObbjjeeccttiivveess
CCoorrrreeccttllyy iiddeennttiiffyy tthhee mmoosstt ccoommmmoonn aallllooyy
ffrroomm eeaacchh mmaajjoorr ggrroouupp
IIddeennttiiffyy tthhee aallllooyy wwiitthh tthhee hhiigghheesstt ssttrreennggtthh
IIddeennttiiffyy tthhee mmaajjoorr aallllooyyiinngg iinnggrreeddiieennttss ffrroomm
aann aallllooyy ssppeecciiffiiccaattiioonn
LLiisstt nniinnee iimmppoorrttaanntt ccrriitteerriiaa uusseedd ttoo sseelleecctt aann
aallllooyy ffoorr aa ppaarrttiiccuullaarr jjoobb
6-2
3. NNeeww TTeerrmmss
TTeennssiillee ssttrreennggtthh
• MMaaxxiimmuumm ssttrreessss aacchhiieevveedd wwhheenn ppuulllliinngg aa tteesstt
ssppeecciimmeenn ttoo ffaaiilluurree iinn tthhee ddiirreeccttiioonn ooff iittss lleennggtthh
YYiieelldd ssttrreennggtthh
• LLeevveell ooff ssttrreennggtthh aatt wwhhiicchh eellaassttiicc ssttrraaiinn bbeeccoommeess
ppllaassttiicc ssttrraaiinn
6-3
4. NNeeww TTeerrmmss
EElloonnggaattiioonn
• AAmmoouunntt ooff ppeerrmmaanneenntt eexxtteennssiioonn iinn tthhee vviicciinniittyy ooff
tthhee ffrraaccttuurree iinn tthhee tteennssiioonn tteesstt
MMoodduulluuss ooff eellaassttiicciittyy
• SSllooppee ooff tthhee eellaassttiicc ppoorrttiioonn ooff tthhee ssttrreessss--ssttrraaiinn
ccuurrvvee iinn mmeecchhaanniiccaall tteessttiinngg
6-4
5. MMeecchhaanniiccaall PPrrooppeerrttiieess
PPrrooppeerrttiieess iinncclluuddee:: tteennssiillee ssttrreennggtthh
((uullttiimmaattee)),, yyiieelldd ssttrreennggtthh,, eelloonnggaattiioonn
((dduuccttiilliittyy)),, aanndd mmoodduulluuss ooff eellaassttiicciittyy ((MMOOEE))
PPrreeddiiccttss hhooww aallllooyy wwiillll rreeaacctt ttoo ssttrreesssseedd
ccoonnddiittiioonn
• ““SSttrroonngg”” aallllooyy:: hhiigghh vvaalluueess ooff tteennssiillee aanndd yyiieelldd
ssttrreennggtthhss aanndd MMOOEE,, aanndd llooww vvaalluueess ooff eelloonnggaattiioonn
• ““WWeeaakk”” aallllooyy:: llooww ssttrreennggtthhss aanndd MMOOEE,, aanndd
hhiigghheerr vvaalluueess ooff eelloonnggaattiioonn
6-5
6. AAlluummiinnuumm AAllllooyy CChhaarraacctteerriissttiiccss
HHaass aa ssppeecciiffiicc ggrraavviittyy ooff 22..77== lliigghhttwweeiigghhtt
AAss aa bbaassee,, iitt hhaass 33 pprriimmaarryy aallllooyyiinngg
iinnggrreeddiieennttss:: ssiilliiccoonn,, ccooppppeerr aanndd mmaaggnneessiiuumm
AAllll tthhee ootthheerr iinnggrreeddiieennttss ccaann bbee ccaalllleedd
iimmppuurriittiieess
• IInn ssoommee ccaasseess iimmppuurriittiieess mmuusstt bbee ccoonnttrroolllleedd aatt
ssppeecciiffiicc lleevveellss,, iinn ootthheerr ccaasseess tthhee lleevveell ooff
iimmppuurriittyy mmaayy bbee aann eeccoonnoommiicc ccoommpprroommiissee
6-6
7. AAlluummiinnuumm PPrroodduucctt AApppplliiccaattiioonnss
338800 aalluummiinnuumm aallllooyy mmoosstt ccoommmmoonnllyy uusseedd
• LLaawwnn mmoowweerr hhoouussiinnggss,, eelleeccttrroonniiccss cchhaassssiiss,,
eennggiinnee ccoommppoonneennttss,, hhoommee aapppplliiaanncceess,, ttoooollss
338833 aanndd 338844:: ffoorr iinnttrriiccaattee ccoommppoonneennttss,,
iimmpprroovveedd ddiiee ffiilllliinngg,, iimmpprroovveedd rreessiissttaannccee ttoo
hhoott ccrraacckkiinngg
336600:: iimmpprroovveedd ccoorrrroossiioonn rreessiissttaannccee,, ssuuppeerriioorr
ssttrreennggtthh
6-7
8. AAlluummiinnuumm PPrroodduucctt AApppplliiccaattiioonnss
444433:: ggrreeaatteesstt dduuccttiilliittyy
441133:: eexxcceelllleenntt pprreessssuurree ttiigghhttnneessss,, hhiigghhllyy fflluuiidd
aanndd uusseeffuull ffoorr iinnttrriiccaattee ddeettaaiill
339900:: ggrreeaatteesstt wweeaarr rreessiissttaannccee
551188:: vveerryy ggoooodd ccoorrrroossiioonn rreessiissttaannccee aanndd
dduuccttiilliittyy;; uusseedd iinn mmaarriinnee aanndd aaiirrccrraafftt
hhaarrddwwaarree aanndd aallssoo iinn eessccaallaattoorrss
6-8
9. MMaaggnneessiiuumm AAllllooyy
CChhaarraacctteerriissttiiccss
HHaass aa ssppeecciiffiicc ggrraavviittyy ooff 11..7744 == lliigghhtteesstt
ccoommmmoonnllyy uusseedd ssttrruuccttuurraall mmeettaall
AAss aa bbaassee,, iitt hhaass 44 pprriimmaarryy aallllooyyiinngg
iinnggrreeddiieennttss::
• AAlluummiinnuumm,, zziinncc,, mmaannggaanneessee aanndd ssiilliiccoonn
AAllll ootthheerr iinnggrreeddiieennttss aarree iimmppuurriittiieess aanndd aarree
ccoonnttrroolllleedd ttoo mmaaxxiimmuumm lliimmiittss
6-9
10. MMaaggnneessiiuumm PPrroodduucctt AApppplliiccaattiioonnss
AAZZ9911DD:: ffoouunndd iinn ddrriivvee ttrraaiinn aauuttoommoottiivvee
ccoommppoonneennttss aass wweellll aass hhaannddhheelldd aanndd llaappttoopp
ccoommppuutteerrss
AAMM6600AA:: hhaass ggoooodd eelloonnggaattiioonn aanndd ttoouugghhnneessss;;
uusseedd iinn aauuttoommoottiivvee wwhheeeellss aanndd sstteeeerriinngg
wwhheeeellss aanndd aarrcchheerryy eeqquuiippmmeenntt
AASS4411AA:: hhaass ccrreeeepp ssttrreennggtthh aatt eelleevvaatteedd
tteemmppeerraattuurreess
6-10
11. ZZiinncc AAllllooyy CChhaarraacctteerriissttiiccss
HHaass aa ssppeecciiffiicc ggrraavviittyy ooff 77..00 == oonnee ooff tthhee
hheeaavviieerr ccoommmmoonnllyy uusseedd ssttrruuccttuurraall mmeettaall
AAss aa bbaassee,, hhaass 33 pprriimmaarryy aallllooyyiinngg iinnggrreeddiieennttss::
• AAlluummiinnuumm,, mmaaggnneessiiuumm aanndd ccooppppeerr
AAllll ootthheerr iinnggrreeddiieennttss aarree iimmppuurriittiieess aanndd aarree
ccoonnttrroolllleedd ttoo mmaaxxiimmuumm lliimmiittss
SSoommeettiimmeess rreeffeerrrreedd ttoo aass ZZaammaakk
HHiigghheesstt ppuurriittyy ooff tthhee ddiiee ccaassttiinngg aallllooyyss 6-11
12. ZZiinncc AAllllooyy PPrroodduucctt AApppplliiccaattiioonnss
##33 zziinncc:: ssppeecciiffiieedd mmoosstt ffrreeqquueennttllyy ffoorr
ffuunnccttiioonnaall aanndd hhaarrddwwaarree ccaassttiinnggss
##55 zziinncc:: hhaass hhiigghheerr tteennssiillee ssttrreennggtthh,,
hhaarrddnneessss,, ccrreeeepp rreessiissttaannccee;; aauuttoommoottiivvee lloocckkss
##77 zziinncc:: hhaass sslliigghhttllyy lloowweerr hhaarrddnneessss aanndd
hhiigghheerr dduuccttiilliittyy;; hhiigghheerr fflluuiiddiittyy tthhaann eeiitthheerr ##33
oorr ##55;; ccoouulldd bbee aa bbeetttteerr cchhooiiccee ffoorr tthhiinnnneerr
wwaallllss aanndd ffiinneerr ddeettaaiill
6-12
13. ZZAA AAllllooyy CChhaarraacctteerriissttiiccss
DDeevveellooppeedd iinn 11995500’’ss
AAllllooyyss ooff zziinncc,, aalluummiinnuumm aanndd ccooppppeerr
SSuuppeerriioorr pprrooppeerrttiieess oovveerr ZZiinncc AAllllooyyss
• WWeeaarr rreessiissttaannccee
• CCrreeeepp rreessiissttaannccee
• HHiigghheerr ssttrreennggtthh
• LLiigghhtteerr wweeiigghhtt
6-13
14. 99 CCrriitteerriiaa:: AAllllooyy CCoosstt
AAnn iimmppoorrttaanntt ffaaccttoorr iinn oovveerraallll pprroodduucctt ccoosstt
CCoosstt ooff aallllooyy sshhoouulldd bbee ccoonnvveerrtteedd ttoo aa
vvoolluummee bbaassiiss
AAlluummiinnuumm aallllooyyss uussuuaallllyy hhaavvee lloowweesstt ccoosstt
ppeerr ccuubbiicc iinncchh
MMaaggnneessiiuumm aanndd zziinncc ccaann bbee ccoommppeettiittiivvee
bbeeccaauussee ccaann bbee ccaasstt wwiitthh tthhiinnnneerr wwaallllss aanndd aatt
rreedduucceedd vvoolluummee
6-14
15. 99 CCrriitteerriiaa:: PPrroocceessss CCoosstt
AAnn iimmppoorrttaanntt ccoommppoonneenntt ooff oovveerraallll pprroodduucctt
ccoosstt
AAllllooyyss rruunn wwiitthh hhoott cchhaammbbeerr pprroocceessss uussuuaallllyy
rruunn iinn ssmmaalllleerr DDCCMMss aanndd aatt hhiigghheerr
pprroodduuccttiioonn rraatteess tthhaann eeqquuiivvaalleenntt ccaassttiinngg wwiitthh
tthhee ccoolldd cchhaammbbeerr pprroocceessss
MMaaiinntteennaannccee aanndd rreeppllaacceemmeenntt ccoossttss ccaann vvaarryy
ssiiggnniiffiiccaannttllyy
6-15
16. 99 CCrriitteerriiaa:: SSttrruuccttuurraall PPrrooppeerrttiieess
AAlluummiinnuumm aallllooyyss hhaavvee tthhee hhiigghheesstt mmoodduulluuss
ooff eellaassttiicciittyy ((MMOOEE))
• RReellaattiivveellyy hhiigghh ssttrreennggtthh//llooww ddeennssiittyy
MMaaggnneessiiuumm hhaass lloowweerr ssttrreennggtthh aanndd rriiggiiddiittyy
• CCoommppeettiittiivvee wwiitthh aalluummiinnuumm iinn ssoommee aapppplliiccaattiioonnss
tthhrroouugghh ssttrraatteeggiicc ppllaacceemmeenntt ooff rreeiinnffoorrcciinngg rriibbss
ZZAA aallllooyyss ooffffeerr hhiigghheesstt tteennssiillee aanndd yyiieelldd
ssttrreennggtthhss
6-16
17. 99 CCrriitteerriiaa:: MMiinniimmuumm WWeeiigghhtt
MMaaggnneessiiuumm aallllooyyss aarree tthhee ddoommiinnaanntt cchhooiiccee iiff
wweeiigghhtt mmuusstt bbee mmiinniimmiizzeedd
6-17
18. 99 CCrriitteerriiaa:: IImmppaacctt
SSttrreennggtthh aanndd DDeenntt RReessiissttaannccee
HHiigghheesstt aammoonngg tthhee zziinncc ((ZZaammaakk)) aallllooyyss
• DDiimmiinniisshheess sshhaarrppllyy aass tteemmppeerraattuurree iiss rreedduucceedd
bbeellooww 3322ºFF ((00ºCC))
IImmppaacctt rreessiissttaannccee ooff aalluummiinnuumm aanndd
mmaaggnneessiiuumm aallllooyyss vvaarriieess wwiitthhiinn eeaacchh aallllooyy
ggrroouupp
6-18
19. 99 CCrriitteerriiaa:: SSuurrffaaccee FFiinniisshh
SSuurrffaaccee ffiinniisshh bbeesstt aacchhiieevveedd bbyy tthhee zziinncc aanndd
mmaaggnneessiiuumm aallllooyyss
• DDiiee sstteeeell ssuurrffaaccee qquuaalliittyy iiss eesssseennttiiaall ttoo ccaassttiinngg
ssuurrffaaccee qquuaalliittyy
6-19
20. 99 CCrriitteerriiaa:: CCoorrrroossiioonn RReessiissttaannccee
6-20
CCoorrrroossiioonn rreessiissttaannccee vvaarriieess ffrroomm aallllooyy ttoo
aallllooyy aanndd wwiitthhiinn aann aallllooyy ggrroouupp
• CCaann bbee iimmpprroovveedd wwiitthh llooww-ccoosstt ssuurrffaaccee
ttrreeaattmmeennttss
21. 99 CCrriitteerriiaa:: BBeeaarriinngg
PPrrooppeerrttiieess aanndd WWeeaarr RReessiissttaannccee
BBeeaarriinngg pprrooppeerrttiieess aanndd wweeaarr rreessiissttaannccee
• GGoooodd ffoorr hhyyddrrooddyynnaammiicc bbeeaarriinngg aapppplliiccaattiioonnss
• IIff ppaarrttiiaall lluubbrriiccaattiioonn oonnllyy,, ZZAA aallllooyyss aanndd 339900
aalluummiinnuumm rreessiissttaanntt ttoo aabbrraassiioonn aanndd wweeaarr
6-21
22. 6-22
99 CCrriitteerriiaa:: MMaacchhiinneeaabbiilliittyy
MMaacchhiinneeaabbiilliittyy ooff aallll aallllooyyss eexxcceelllleenntt
• MMaaggnneessiiuumm aallllooyyss ooffffeerr bbeesstt mmaacchhiinnaabbiilliittyy iinn
tteerrmmss ooff ttooooll lliiffee,, eenneerrggyy ccoonnssuummppttiioonn aanndd llooww
ccuuttttiinngg ffoorrcceess
23. FFrreeeezziinngg
SSaammee aass wwaatteerr
VVaarriioouuss mmeettaallss ffrreeeezzee aatt aa ppaarrttiiccuullaarr tteemmppeerraattuurree ffoorr
tthhaatt mmeettaall
TTiimmee vveerrssuuss tteemmppeerraattuurree cchhaarrtt iiss sslliigghhttllyy ddiiffffeerreenntt
tthhaann tthhaatt ffoorr eelleemmeennttss ((ppuurree mmeettaallss)) aanndd ccoommppoouunnddss
6-23
24. QQuuaalliittyy
AAllllooyy cchheemmiiccaall ccoommppoossiittiioonn iiss ccoonnttrroolllleedd bbyy
aann AASSTTMM,, AAmmeerriiccaann SSoocciieettyy ffoorr TTeessttiinngg aanndd
MMaatteerriiaallss,, ssppeecciiffiiccaattiioonn
EEaacchh ddiiee ccaassttiinngg ppllaann hhaass aa mmeetthhoodd ffoorr
mmaaiinnttaaiinniinngg aallllooyy qquuaalliittyy
• BBeeggiinnss wwiitthh ppuurrcchhaassiinngg ooff mmaatteerriiaall,, aanndd
ccoonnttiinnuueess tthhrroouugghh mmaannuuffaaccttuurriinngg pprroocceessss aanndd
sshhiippmmeenntt
6-24
25. QQuuaalliittyy:: CClleeaannlliinneessss
CClleeaannlliinneessss ccoommppoonneenntt ooff aallllooyy qquuaalliittyy
NNoott aass eeaassiillyy cchheecckkeedd aass cchheemmiiccaall
ccoommppoossiittiioonn
EEaacchh ttiimmee aallllooyy iiss mmeelltteedd,, ssoommee mmaatteerriiaall iiss
ooxxiiddiizzeedd
• OOxxiiddeess aarree iimmppuurriittiieess iinn aallllooyy tthhaatt ccoouulldd aaffffeecctt
tthhee ccaassttiinngg’’ss pprrooppeerrttiieess iiff nnoott rreemmoovveedd
• PPrroocceesssseess ttoo mmiinniimmiizzee aammoouunntt ooff ooxxiiddaattiioonn aanndd
rreemmoovvee tthhee ooxxiiddeess ffrroomm tthhee aallllooyy 6-25
26. SSuummmmaarryy
DDeessiiggnneerrss ccoonnssiiddeerr rraannggee ooff iissssuueess wwhheenn
ccrreeaattiinngg aa ddiiee ccaassttiinngg
EEaacchh aallllooyy hhaass ddiiffffeerreenntt mmeecchhaanniiccaall
pprrooppeerrttiieess:: tteennssiillee ssttrreennggtthh,, yyiieelldd ssttrreennggtthh,,
eelloonnggaattiioonn,, aanndd MMOOEE
TThhee aallllooyy cchhoosseenn mmuusstt bbee aapppprroopprriiaattee ttoo tthhee
ddiiee ccaassttiinngg’’ss aapppplliiccaattiioonn
AAllllooyy sseelleeccttiioonn iiss bbaasseedd oonn cchhaarraacctteerriissttiiccss
aanndd pprrooppeerrttiieess ooff tthhee aallllooyyss iinn 99 ccaatteeggoorriieess 6-26
Editor's Notes Review course objectives.
Tell participants that all testing will be based on the course and chapter level objectives.
Discuss sand, investment, and lost foam casting.
Use gravity to fill the mold. The mold is destroyed to remove the casting. Mold making is as important part as is making the casting.
Metal flow is slow.
Walls are much thicker than in die casting.
Cycle time longer because of inability of mold material to remove heat.
Discuss permanent mold casting.
A cousin to die casting. The mold is reused, not destroyed. The process uses gravity to fill the casting.
Metal flow is slow.
Mold is steel with comparatively good thermal conductivity, hence the release agents used in this process are also insulators. This keeps the casting from freezing periodically and prevents filling.
Machines for this process are smaller than machines used to die cast for similar sized castings.
Discuss centrifugal casting.
Frequently made by jewelers. The choice for low volume castings with a small amount of pressure.
The molds are placed around the circumference of a centrifuge. As the centrifuge spins, metal is poured in at the center and centrifugal force distributes the metal to the molds.
Discuss sand, investment, and lost foam casting.
Use gravity to fill the mold. The mold is destroyed to remove the casting. Mold making is as important part as is making the casting.
Metal flow is slow.
Walls are much thicker than in die casting.
Cycle time longer because of inability of mold material to remove heat.
Discuss permanent mold casting.
A cousin to die casting. The mold is reused, not destroyed. The process uses gravity to fill the casting.
Metal flow is slow.
Mold is steel with comparatively good thermal conductivity, hence the release agents used in this process are also insulators. This keeps the casting from freezing periodically and prevents filling.
Machines for this process are smaller than machines used to die cast for similar sized castings.
Discuss centrifugal casting.
Frequently made by jewelers. The choice for low volume castings with a small amount of pressure.
The molds are placed around the circumference of a centrifuge. As the centrifuge spins, metal is poured in at the center and centrifugal force distributes the metal to the molds.
Discuss sand, investment, and lost foam casting.
Use gravity to fill the mold. The mold is destroyed to remove the casting. Mold making is as important part as is making the casting.
Metal flow is slow.
Walls are much thicker than in die casting.
Cycle time longer because of inability of mold material to remove heat.
Discuss permanent mold casting.
A cousin to die casting. The mold is reused, not destroyed. The process uses gravity to fill the casting.
Metal flow is slow.
Mold is steel with comparatively good thermal conductivity, hence the release agents used in this process are also insulators. This keeps the casting from freezing periodically and prevents filling.
Machines for this process are smaller than machines used to die cast for similar sized castings.
Discuss centrifugal casting.
Frequently made by jewelers. The choice for low volume castings with a small amount of pressure.
The molds are placed around the circumference of a centrifuge. As the centrifuge spins, metal is poured in at the center and centrifugal force distributes the metal to the molds.
