سبيكة الألومنيوم المصبوب ZL118 (ZAlSi5Cu1MgA): سبيكة ألومنيوم مصبوب عالية النقاء ومتعددة التقوية ذات قوة عالية ومقاومة جيدة للحرارة وموثوقية عالية في مجال الطيران.
تاريخ النشر:2026-03-13 التصنيف:التدوين عدد المشاهدات:1833
فهرس المقالات
كمعيار وطني صيني (GB/T 1173) فيسبائك صب الألومنيوم والسيليكون والنحاس والمغنيسيوم عالية القوةوهو ما يمثل ترقية عالية النقاء.ZL118 (ZAlSi5Cu1MgA) عن طريققوة عالية في درجات حرارة الغرفة، وأداء ممتاز في درجات الحرارة العالية، وقابلية جيدة للسبك وموثوقية عالية في مجال الطيرانوهي معروفة جيداً. السبيكة من سبيكة ZL105إصدار عالي النقاءعن طريقتحديد صارم لمحتوى عناصر الشوائب (خاصة الحديد)يمكن استخدام ZL105 في تصنيع سبائك الألومنيوم والنحاس ذات القوة العالية بعد المعالجة الحرارية T6، مع الاحتفاظ بقابلية أفضل لمعالجة الصب مقارنةً بسبائك الألومنيوم والنحاس، استنادًا إلى الحفاظ على أداء الصب الجيد لـ ZL105.معدات الطيران والفضاء والمعدات المتطورة في مجال المسبوكات الرئيسية لتحمل الأحمال العالية، ومتطلبات الموثوقية العاليةالمادة المثالية لـ
الرتبة الوطنية ل ZL118 هي ZAlSi5Cu1MgA.
- الدرجة القياسية الوطنية:: وفقاً لـ GB/T 1173، فإن درجته هيZAlSi5Cu1MgAيعكس الاسم مباشرةً نظام السبائك الأساسية: السيليكون (Si) والنحاس (Cu) والمغنيسيوم (Mg). يعكس الاسم انعكاسًا مباشرًا لنظام السبائك الأساسية: السيليكون (Si) والنحاس (Cu) والمغنيسيوم (Mg)، مع وجود اللاحقة “A” التي تشير إلى النسخة عالية النقاء.
- رمز الصناعة/المؤسسة:ZL118 وهي تسمية مستخدمة على نطاق واسع لهذه المادة في الرسومات والكتيبات والمعايير المؤسسية في مجال الطيران والفضاء والصب المتطور.
- الميزات الأساسية:محتوى منخفض إلى متوسط من السيليكون (4.5-5.51 TP3T) ضمان سيولة الصب الأساسية;مركب النحاس (1.0-1.5%) مع المغنيسيوم (0.4-0.6%)توفير تأثيرات تعزيزات متعددة;تحكم صارم للغاية في الشوائب (الحديد ≤ 0.15%) إنها ميزتها الأساسية، والتي تحسن بشكل كبير من الخواص الميكانيكية والموثوقية؛ فبعد المعالجة الحرارية T6، يمكن أن تحصل علىقوة عالية متوازنة مع مقاومة جيدة للحرارة.
جدول تركيب سبائك الألومنيوم ZL118 (بناءً على المتطلبات النموذجية GB/T 1173)
| عنصري | نطاق المحتوى (wt%) | الدور الوظيفي |
|---|---|---|
| السيليكون (Si) | 4.5-5.5 | عنصر السبائك الأساسي. يوفر سيولة الصب الأساسية، ومحلول صلب مقوى جزئياً. |
| النحاس (النحاس) | 1.0-1.5 | عنصر التقوية الأساسي. يشكّل أطوارًا معزّزة بالنحاس الأصفر والنحاس الأصفر، مما يزيد بشكل كبير من قوة الغرفة ودرجات الحرارة العالية. |
| المغنيسيوم (Mg) | 0.4-0.6 | عنصر تقوية رئيسي. يشكل Mg₂Si مع السيليكون ويتآزر مع النحاس لإنتاج تأثير تقوية مركب. |
| الحديد (Fe) | ≤ 0.15 | نقطة الاختلاف الأكثر أهمية في الشوائب. بالمقارنة مع ZL105 (Fe≤0.5%)، يتم تقليل محتوى الحديد بشكل كبير، مما يقلل بشكل كبير من المراحل الهشة ويحسن من خصائص اللدونة والتعب. |
| المنجنيز (Mn) | 0.3-0.5 (يمكن إضافتها) | يحيد الآثار الضارة للحديد المتبقي ويحسن مقاومة الحرارة. |
| التيتانيوم (Ti) | 0.1-0.2 (يمكن إضافتها) | مصفاة الحبوب |
| الزنك (Zn) | ≤ 0.1 | الشوائب. تخضع لرقابة صارمة. |
| الألومنيوم (Al) | وسادة | مادة الركيزة. |
جدول معلمات الخواص الفيزيائية والميكانيكية ZL118 (نوع المعدن المسبوك، القيم النموذجية)
| مؤشرات الأداء | المصبوب (F) | حالة الشيخوخة T5 | محلول T6 الصلب + حالة الشيخوخة | تحديد موقع الأداء وتفسيره |
|---|---|---|---|---|
| الكثافة | 2.68 إلى 2.70 جم/سم مكعب | -- | -- | -- |
| قوة الشد (Rm) | 180-220 ميجا باسكال | 260-300 ميجا باسكال | 320-360 ميجا باسكال | قوة ممتازة في حالة T6وصل إلى أعلى مستوى من الألومنيوم المصبوب عالي القوة. |
| قوة الخضوع (Rp0.2) | 100-130 ميجا باسكال | 200-230 ميجا باسكال | 260-300 ميجا باسكال | تزداد قوة الخضوع بشكل كبير بعد المعالجة الحرارية، وتكون قدرة التحميل عالية. |
| الاستطالة (أ) | 2.0-4.0% | 2.0-3.0% | 3.0-5.0% | نقاط القوة الأساسية:: مرونة أعلى بكثير بالمقارنة مع ZL105 (الاستطالة 1.5-3.0%). |
| صلابة برينل (HB) | 60-70 | 90-100 | 100-115 | صلابة عالية ومقاومة جيدة للتآكل. |
| مقاومة درجات الحرارة العالية (250 درجة مئوية) | مواتية | موهوب | موهوب | مركب النحاس والمغنيسيوم يسمح له بالحفاظ على أداء ممتاز في درجات الحرارة العالية. |
| حركة الصب | متوسط | -- | -- | محتوى أقل من السيليكون وأقل سيولة من سبائك السيليكون العالية. |
| مقاومة التآكل | متوسط | متوسط | متوسط | إن محتوى النحاس يجعلها أقل مقاومة للتآكل من السبائك الخالية من النحاس. |
| ثبات الدفعة | مواتية | مواتية | موهوب | يؤدي التحكم الصارم في الشوائب إلى اتساق أفضل في الأداء. |
مسارات تحسين الأداء والميزات التقنية
يأتي أداء ZL118 من “تعزيز متعدد التعقيدات + ترقية عالية التنقية”المسارات التقنية:
- التسليح المركب من النحاس والمغنيسيوم المركب:: يتم تحسين نسبة النحاس (1.0-1.51-1.5%) إلى المغنيسيوم (0.4-0.6%) للحصول، بعد المعالجة الحرارية T6، علىأطوار Al₂Cu وMg₂Si المزدوجة المقواةويؤدي التأثير التآزري إلى زيادة كبيرة في القوة والتوزيع المنتظم لمراحل التسليح، مع الحفاظ على خصائص جيدة في درجات الحرارة العالية.
- ترقية عالية النقاء:: تقليل محتوى الحديد من ≤0.5% في ZL105 إلى≤0.15%مما يقلل بشكل كبير من تكوين الطور الحديدي الهش الحبيبي الغني بالحديد، وهواستطالة مضاعفة وأداء إجهاد محسنالسبب الجذري لـ
- استجابة ممتازة للمعالجة الحرارية:
- T5 (الشيخوخة الاصطناعية):: للتطبيقات التي تتطلب ثباتًا عالي الأبعاد ويجب تقليل مخاطر التشوه إلى الحد الأدنى.
- T6 (محلول + تعتيق اصطناعي كامل):: للحصول على أقصى قوة، مناسبة للعناصر الهيكلية الحاملة.
- المعالجة النموذجية T6: 515-525 درجة مئوية × 6-12 ساعة من المحلول الصلب، التبريد بالماء الدافئ (60-80 درجة مئوية)، 160-180 درجة مئوية × 6-10 ساعات من التقادم.
- رقابة صارمة على الجودة:: تضمن المتطلبات الصارمة بشأن نقاء الألومنيوم الأولي، وعملية الصهر وعملية المعالجة الحرارية أناتساق الأداء من دفعة إلى أخرىيفي بمتطلبات الموثوقية في مجال الطيران.
الدرجات الدولية المناظرة
ZL118 كنسخة عالية النقاء من ZL105 لها نظير دولي واضح:
| القاعدة | الدرجات | ملاحظة |
|---|---|---|
| الصين GB/T 1173 | ZL118 (ZAlSi5Cu1MgA) | إصدار عالي النقاء من ZL105، ZL105، Fe≤0.15% |
| ASTM، الولايات المتحدة الأمريكية | A355.0 或 354.0 | A355.0 متقارب في التركيب، 354.0 يحتوي على نسبة أعلى من السيليكون |
| الاتحاد الأوروبي EN | EN AC-45200 (AlSi5Cu1Mg) | الحاجة إلى استخدام درجة نقاء عالية، تقابل الحديد ≤ 0.15% |
| فرنسا NF | A-S5U | نسخة عالية النقاء جزئيًا |
| ISO 3522 | AlSi5Cu1Mg | درجة نقاء عالية النقاء مطلوبة |
ZL118 في صناعة المسابك
استنادًا إلىقوة عالية، وأداء ممتاز في درجات الحرارة المرتفعة، ومرونة جيدة وموثوقية من الدرجة الفضائيةالميزات، يستخدم ZL118 بشكل أساسي في المجالات التالية:
- الفضاء والدفاع (التطبيقات الأساسية)
- الأجزاء الهيكلية للطائرات:: دعامات الإجهاد، والمفاصل، والإطارات، وقضبان الفتحات ومكونات معدات الهبوط.
- مكونات المحرك:: مخازن الضاغط، ومبيتات محرك الملحقات، ومبيتات مضخة الوقود، ومشعبات السحب.
- مكونات القذيفة:: حوامل الدفة، والأعضاء الهيكلية لحجرة الأدوات، وحلقات التوصيل.
- السيارات عالية الأداء وسيارات السباق
- مكونات المحرك:: رؤوس الأسطوانات عالية الأداء، والمكابس (ليست في منطقة التحميل الحراري الأعلى)، ومشعبات السحب.
- نظام الإرسال:: مبيت ناقل الحركة، ومبيت القابض، ومبيت الموزع.
- نظام التعزيز:: مبيت وسيط الشاحن التوربيني ومبيت الضاغط.
- النقل بالسكك الحديدية والمعدات الثقيلة
- أجزاء عربة السكك الحديدية عالية السرعة، هيكل علبة التروس للشاحنات الثقيلة، جسم الصمام الهيدروليكي لآلات البناء.
- المعدات المدنية المتطورة
- كتل الضواغط، وأجسام المضخات ذات الضغط العالي، ومكونات الروبوتات الصناعية التي تتطلب موثوقية عالية.
الأسئلة المتداولة عن سبائك الألومنيوم ZL118
س1: ما الفرق الرئيسي بين ZL118 و ZL105؟ كيف تختار النوع؟
- هذه هي المقارنة المركزية:
- ZL105:: الإصدار الأساسي، محتوى الحديد ≤ 0.5%.نسبة الجودة إلى السعرتفي القوة بمعظم التطبيقات الصناعية مع استطالة تتراوح بين 1.5 و3.01 TP3T.
- ZL118:: نسخة عالية النقاء، محتوى الحديد ≤ 0.15%.تحسينات كبيرة في الأداءوتصل الاستطالة إلى 3.0-5.0%، مع أداء إجهاد أفضل وثبات الدفعة.
- الاختيار:: اختيار التطبيقات الصناعية التقليديةZL105؛ للفضاء، والدفاع، والمركبات عالية الأداء، وما إلى ذلك تأثير كبير علىمتطلبات موثوقية وصلابة عاليةمناسبات للاختيارZL118.
س2: ما مدى ارتفاع تكلفة ZL118 عن ZL105؟ هل تستحق الزيادة في الأداء ذلك؟
- عادة ما تكون التكاليف أعلى20-30%ويرجع السبب الرئيسي في ذلك إلى المتطلبات الأكثر صرامة لنقاء الألومنيوم الأولي، والتحكم في عملية الصهر واختبارها.
- ما إذا كان الأمر يستحق العناءاعتمادًا على الاستخدام: بالنسبة للآلات الصناعية العامة، يكون أداء ZL105 كافيًا؛ أما بالنسبة للفضاء ورياضة السيارات، وما إلى ذلك، فإن أداء ZL105 كافٍ.تتطلب الموثوقية والعمر الافتراضي للتعبالمناسبات، فإن تحسين أداء ZL118 هويجب أن يكونتدفع علاوة مقابل “الموثوقية”. تدفع علاوة مقابل "الموثوقية".
س3: ما هو الفرق بين عملية المعالجة الحرارية ل ZL118 و ZL105؟
- نفس المعلمات الأساسيةومع ذلك، يحتوي ZL118 على شوائب أقل، وتنظيم متجانس ومعالجة حرارية.نافذة أوسع لاتساق أفضل في الأداء. مع نفس العملية، يحقق ZL118 دائمًا خصائص أفضل، خاصةً الاستطالة.
س4: ما هو أداء صب ZL118؟ كيف يمكن مقارنته مع ZL105؟
- مماثل ل ZL105. مع نفس محتوى السيليكون (4.5-5.51 TP3T)، تكون السيولة كافية لمعظم المسبوكات متوسطة التعقيد. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن سيولتها ليست جيدة مثل سبائك السيليكون العالية مثل ZL104 وZL111 وغيرها. يجب تحسين نظام الصب عند تصميم الأجزاء رقيقة الجدران.
س5: ما هو أداء إصلاح اللحام في ZL118؟
- الطبقة المتوسطة العليا. محتوى معتدل من النحاس (1.0-1.5%)، وميل اللحام الساخن للتكسير أقل من ZL107 وسبائك النحاس العالية الأخرى. عند إجراء لحام حشو اللحام بقوس الأرجون، يوصى بما يليالتسخين المسبق (100-150 درجة مئوية)يتم استخدام نفس نوعية السلك المستخدم، ويتم اللحام بعد اللحام.تخفيف التوتر. النقاء العالي يجعل جودة اللحام أكثر استقرارًا.
س6: ما هي مقاومة ZL118 للتآكل؟ هل يحتاج إلى معالجة سطحية؟
- متوسط. إن محتوى النحاس يجعلها أقل مقاومة للتآكل من ZL101A، ZL104 الخالية من النحاس والمستخدمة في الهواء الطلق أو في البيئات الرطبة.يوصى بحماية السطح، مثل الطلاء والأكسدة (قد يكون الفيلم رمادي اللون)، إلخ.
س7 ：هل يمكن استخدام ZL118 بدلاً من A355.0 المستورد؟
- ممكنتتوافق ZL118 إلى حد كبير مع A355.0 من حيث التركيب والخصائص، وهي مادة بديلة مثالية للتوطين. ومع ذلك، من الضروري التأكد مما إذا كانت مؤشرات الأداء المحددة (خاصةً الاستطالة وقوة التعب) تفي بمتطلبات التصميم والتحقق منها بشكل كامل.
📊 العمود الموسع: تحليل مقارن ل ZL118 و ZL105 والسبائك ذات الصلة
| بُعد المقارنة | ZL118 (إصدار عالي النقاء) | ZL105 (أساسي) | ZL101A (نقاوة عالية خالية من النحاس) | ZL114A (مغنيسيوم عالي، نقاوة عالية) |
|---|---|---|---|---|
| السيليكون (Si) % | 4.5-5.5 | 4.5-5.5 | 6.5-7.5 | 6.5-7.5 |
| النحاس (Cu)% النحاس (Cu)% | 1.0-1.5 | 1.0-1.5 | ≤0.1 (بدون نحاس) | ≤0.1 (بدون نحاس) |
| المغنيسيوم (Mg) % | 0.4-0.6 | 0.4-0.6 | 0.25-0.45 | 0.45-0.75 |
| الحديد (Fe) % | ≤0.15 | ≤0.5 | ≤0.20 | ≤0.15 |
| قوة الشد (T6) | 320-360 ميجا باسكال | 280-320 ميجا باسكال | 290-330 ميجا باسكال | 320-370 ميجا باسكال |
| قوة الخضوع (T6) | 260-300 ميجا باسكال | 210-250 ميجا باسكال | 220-260 ميجا باسكال | 260-300 ميجا باسكال |
| الاستطالة (T6) | 3.0-5.0% | 1.5-3.0% | 3.0-6.0% | 5.0-10.0% |
| قوة درجات الحرارة العالية | موهوب | مواتية | مواتية | مواتية |
| حركة الصب | متوسط | متوسط | مواتية | مواتية |
| التكاليف النموذجية | راقية | متوسط | من المتوسط إلى العالي | راقية |
دليل سريع للاختيار:
- اختر ZL118:: عندما يتطلب الجزءقوة عالية، وأداء ممتاز في درجات الحرارة العالية، وليونة جيدةعندما تكون الموثوقية مطلوبة (ملحقات محركات الطائرات، ومكونات السيارات عالية الأداء).
- اختر ZL105:: التطبيقات الصناعية التقليدية عندما تكون القوة مطلوبة ولكن التكلفة حساسة.
- حدد ZL101Aعندما تكون هناك حاجة إلى مزيج من القوة العالية والمقاومة الجيدة للتآكل وتكون درجة حرارة التشغيل معتدلة.
- حدد ZL114A:: المسعىقوة وصلابة متناهيةعندما تكون مقاومة الحرارة غير مطلوبة.
