（1）为便于对铸造铝合金中Al-Mg合金的具体选用，不可不知我国制定的Al-Mg合金牌号、代号、化学成分及其力学性能Al-Mg类合金，是所有铸造铝合金中相对密度最小、综合力学性能很高、在海洋和大气气氛中有极好耐蚀性的合金；它还具有良好的切削加工性能和焊接性，因此广泛用于航空、造船等工业部门。根据我国国家标准GB/T 1173—1995摘出的有关牌号、代号的化学成分及杂质总量，见表3-149，而其力学性能见表3-150。

表3-149 铸造铝合金中Al-Mg合金的化学成分（GB/T 1173—1995）

表3-150 铸造铝合金中Al-Mg合金的力学性能（GB/T 1173—1995）

①S、J、R、K的含义参见表3-143的注①。

②T₄的含义参见表3-143的注②。

（2）为确保铸造铝合金中常用的Al-Mg二元合金有良好的强度和伸长率，其镁含量一般不宜超过11.5%图3-130所示为Al-Mg二元相图铝角，是简单的共晶型合金。当镁含量小于35%时，平衡组织为α和β两相。α相为镁在铝中的固溶体，在共晶温度451℃时，镁在α固溶体中的溶解度很大，达14.9%，但在铸造条件下非平衡结晶时，因冷却速度的不同，在镁量大于9%时，组织中就会出现离异共晶α+β（Al₃Mg₂）。由于镁的原子半径比铝大13%，固溶处理后，镁大量溶入α中，使α固溶体结晶点阵发生很大的扭曲，从而大大提高合金的力学性能，因此Al-Mg合金可以经过热处理强化（参见图3-131）。由图3-131可知，镁含量为12%左右时，合金的抗拉强度值最大，而镁含量在10%左右时，伸长率最高。镁含量大于12%时，β相不能完全溶入α固溶体，而在晶界上出现脆性β相，不仅不能强化合金，反而将大大削弱基体，使力学性能急剧下降。所以实用的Al-Mg二元合金的镁含量不超过11.5%。

图3-130 Al-Mg二元相图铝角

（3）铸造铝合金中常用的Al-Mg二元合金，例如代号为ZL301的铸铝合金，其在潮湿空气或海水等腐蚀性介质中有很高的耐蚀性，但其工作温度一般不应超过100℃，其原因不可不究 铝镁二元合金，例如代号ZL301，其耐蚀性高，是因为固溶处理后，在室温为单相固溶体型组织，而且合金表面有一层高耐蚀性的尖晶石膜（Al₂O₃、MgO、XR_nO_m，R为其他合金元素），因此，ZL301可用作在潮湿空气或海水等腐蚀性介质中承受冲击载荷的大、中、小零件，如发动机的机匣、飞机起落架零件、海轮配件、船用舷窗等。应注意的是，它在硝酸中的耐蚀性却比Al-Si合金低得多。另外，此类合金件的力学性能稳定性低，经淬火的工件，在室温下长期使用过程中，会出现自然时效现象，即沿晶界析出β相并不断聚集长大，使合金的力学性能显著恶化。当温度超过100℃时，这一过程将更明显，耐蚀性也随之降低（如果组织中出现游离的β相，由于β相与α固溶体间的电位差很大，会成为容易腐蚀的“阳极区”，从而使耐蚀性大大降低）。故此合金工作温度一般不允许超过100℃。(www.daowen.com)

图3-131 镁含量对Al-Mg二元合金力学性能的影响

实线—固溶处理T₄ 虚线—铸态

（4）为防止生产的代号为ZL301的铸造Al-Mg二元合金的力学性能低下，其化学成分中的

Fe、Si、Mn等杂质的含量决不可偏高ZL301合金对Fe、Si及氧化物夹杂、气孔等均甚敏感。它们都能剧烈地降低力学性能。原因是Fe和Si在Al-Mg合金中，能形成粗大的针状组织：FeAl₃和Mg₂Si，它们无论在铸态或热处理状态都不能溶入α固溶体中，只能沿晶界析出，因此降低了合金的力学性能和耐蚀性。同时由于杂质Fe、Si的存在，在淬火处理时，β相不容易全部溶入α固溶体中，从而降低了合金的抗应力腐蚀性能，故Fe、Si含量都限制在0.3%以下。

Mn在其他铸铝合金中，通常是为抵消铁的有害作用而加入的合金元素；但在ZL301这样的Al-Mg二元合金中，它非但不能起到上述作用，相反，会在合金中形成粗大的MnAl₆相，使合金变脆，降低耐蚀性，故Mn的含量限制在0.1%以下。

（5）硅在ZL301合金中是有害杂质，但在ZL303合金中却加0.8%～1.3%的硅，其原因不可不究 硅在镁含量较高的ZL301合金中是有害杂质，但为了改善铸造性能而适当降低镁含量并加入1%左右的硅以后，组织中就出现了相当数量的共晶α+β（Mg₂Si），不出现Al₃Mg₂，使合金的铸造性能得到显著的改善，提高了充型能力，减小了线收缩率，尤其明显减轻了疏松和热裂倾向。但合金组织中的Mg₂Si相，不溶于α固溶体中，不能使合金热处理强化，反而使其力学性能下降。国标GB/T1173—1995中的Al-Mg_- Si合金是ZL303，成分：Mg含量只有4.5%～5.5%，Si0.8%～1.3%，Mn0.1%～0.4%，余为铝。生成的Mg₂Si沿α固溶体的晶界分布。由于热处理不能使Mg₂Si溶入α固溶体，这种合金铸件只能直接在铸态下使用。它的室温力学性能比ZL301低得多，但它在高温下，α固溶体不会析出Al₃Mg₂相，Mg₂Si又能起到一定阻碍α（Al）变形的作用，所以高温力学性能较ZL301高。而且硅的存在对合金的耐蚀性影响不大，并且由于硅的存在，合金中加入锰可形成AlSiMnFe四元化合物，降低杂质铁所形成的Al₃Fe和β（A19Si₂Fe₂）脆性化合物对合金力学性能的有害影响。

ZL303合金可用于在潮湿空气或海水中承受中等载荷的零件，在严寒大气中以及工作温度不超过200℃的零件，如海轮配件、零件、航空及内燃机车的零件。

（6）代号为ZL305的Al-Mg-Zn合金，为确保其具有较高的抗拉强度和必要的塑性，其锌含量一般不宜低于1.0%，不可高于1.7%在Al-Mg合金中加入大于1%的锌后，由于锌能同时溶于α固溶体和β（Al₃Mg₂）中，形 成Mg₃₂（Al、Zn）49，降低了镁原子的扩散能力，抑制了镁原子的扩散。因而阻止了β相的析出，抑制了Al-Mg合金自然时效；同时，加入锌能使析出的β相呈不连续分布，从而显著提高了合金的抗应力腐蚀能力。锌含量低于1%时，抗拉强度较低。随着锌量的增加，抗拉强度提高，但引起塑性降低。当锌量大于1.7%时，塑性下降十分明显，所以锌含量一般选择为1.0%～1.5%。代号为ZL305的Al-Mg-Zn合金，按国标GB/T1173—1995，其成分为：Mg7.5%～9.0%，Zn1.0%～1.5%，Ti0.1%～0.2%，Be0.03%～0.10%，余为铝。铸态组织和ZL301相似，由α（Al）+离异共晶Mg₃₂（Al、Zn）₄₉组成，固溶处理[（440±5）℃保温8h，（490±5）℃保温6h，淬入80～100℃水中]后，Mg₃₂（Al、Zn）₄₉溶入α（Al）中，强化合金。Mg₃₂（Al、Zn）₄₉的点阵结构复杂，在零件使用过程中不易脱溶、聚集长大，具有良好的自然时效稳定性。锌量在1.0%～1.5%范围内时，合金的综合力学性能最佳，σ_b≥290MPa，δ₅≥8%，但工作温度不宜超过100℃。

ZL305用作在海水中承受重大载荷的零件，如鱼雷壳体、潜水服等。