سبيكة الألومنيوم المصبوب ZL118 (ZAlSi5Cu1MgA): سبيكة ألومنيوم مصبوب عالية النقاء ومتعددة التقوية ذات قوة عالية ومقاومة جيدة للحرارة وموثوقية عالية في مجال الطيران.
̄ ̄ ̄ ̄2026-03-13 分类 ：التدوين 浏览 ：45
كمعيار وطني صيني (GB/T 1173) فيسبائك صب الألومنيوم والسيليكون والنحاس والمغنيسيوم عالية القوة的高纯升级代表，ZL118（ZAlSi5Cu1MgA） عن طريق较高的室温强度、优异的高温性能、良好的铸造工艺性和航空级可靠性而著称。该合金是ZL105的高纯版本عن طريق严格限制杂质元素（特别是铁）含量，在保持ZL105良好铸造性能的基础上，显著提升了力学性能、延伸率和批次稳定性，经T6热处理后可获得接近铝铜系合金的高强度水平，同时保留了比铝铜系合金更好的铸造工艺性，是制造航空、航天及高端装备领域中承受较高载荷、要求高可靠性的关键铸件的理想材料。
ZL118 对应的国家牌号是 ZAlSi5Cu1MgA。
- الدرجة القياسية الوطنية:: وفقاً لـ GB/T 1173، فإن درجته هيZAlSi5Cu1MgA。名称直接体现了其核心合金体系：硅（Si）、铜（Cu）、镁（Mg），后缀“A”代表高纯度版本。
- رمز الصناعة/المؤسسة:ZL118 是该材料在航空、航天及高端铸造领域图纸、手册及企业标准中广泛使用的代号。
- الميزات الأساسية:محتوى منخفض إلى متوسط من السيليكون (4.5-5.51 TP3T) ضمان سيولة الصب الأساسية;铜（1.0-1.5%）与镁（0.4-0.6%）的复合提供多元强化效果；تحكم صارم للغاية في الشوائب (الحديد ≤ 0.15%) 是其核心优势，显著提升力学性能和可靠性；经T6热处理后可获得高强度与良好耐热性的平衡.
ZL118铝合金成分表（基于GB/T 1173典型要求）
| عنصري | نطاق المحتوى (wt%) | الدور الوظيفي |
|---|---|---|
| السيليكون (Si) | 4.5-5.5 | 主合金元素。提供基本的铸造流动性，部分固溶强化。 |
| النحاس (النحاس) | 1.0-1.5 | 核心强化元素。形成Al₂Cu强化相，显著提升室温及高温强度。 |
| المغنيسيوم (Mg) | 0.4-0.6 | 关键强化元素。与硅形成Mg₂Si，与铜协同产生复合强化效应。 |
| الحديد (Fe) | ≤ 0.15 | نقطة الاختلاف الأكثر أهمية في الشوائب。相比ZL105（铁≤0.5%），铁含量大幅降低，显著减少脆性相，提升塑性和疲劳性能。 |
| المنجنيز (Mn) | 0.3-0.5 (يمكن إضافتها) | 中和残留铁的有害作用，改善耐热性。 |
| التيتانيوم (Ti) | 0.1-0.2 (يمكن إضافتها) | مصفاة الحبوب |
| الزنك (Zn) | ≤ 0.1 | 杂质。严格控制。 |
| الألومنيوم (Al) | وسادة | مادة الركيزة. |
ZL118物理与力学性能参数表（金属型铸造，典型值）
| 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 T6，达到高强铸造铝顶级水平。 |
| 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：相比ZL105（延伸率1.5-3.0%），塑性显著提升。 |
| صلابة برينل (HB) | 60-70 | 90-100 | 100-115 | 硬度高，耐磨性好。 |
| مقاومة درجات الحرارة العالية (250 درجة مئوية) | مواتية | موهوب | موهوب | 铜镁复合使其保持优异高温性能。 |
| 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. |
| 批次稳定性 | مواتية | مواتية | موهوب | 严格杂质控制使性能一致性更好。 |
مسارات تحسين الأداء والميزات التقنية
ZL118的性能来源于其“多元复合强化 + 高纯化升级”المسارات التقنية:
- التسليح المركب من النحاس والمغنيسيوم المركب：铜（1.0-1.5%）与镁（0.4-0.6%）的配比经过优化，在T6热处理后可获得أطوار Al₂Cu وMg₂Si المزدوجة المقواة，协同作用使强度显著提升，且强化相分布均匀，同时保持良好的高温性能。
- 高纯化升级：将铁含量从ZL105的≤0.5%降至≤0.15%，大幅减少了针状脆性富铁相的形成，这是其延伸率提升一倍、疲劳性能显著改善的根本原因。
- 热处理响应性优异:
- T5 (الشيخوخة الاصطناعية)：适用于对尺寸稳定性要求高、变形风险需最小化的场合。
- T6 (محلول + تعتيق اصطناعي كامل)：获得峰值强度，适用于承力结构件。
- 典型T6工艺：515-525℃ × 6-12小时固溶，温水（60-80℃）淬火，160-180℃ × 6-10小时时效。
- 严格质量控制：对原铝纯度、熔炼过程、热处理工艺均有严格要求，确保批次间性能一致性，满足航空级可靠性要求。
الدرجات الدولية المناظرة
ZL118作为ZL105的高纯版本，在国际上有明确的对应关系：
| 标准 | 牌号 | ملاحظة |
|---|---|---|
| 中国 GB/T 1173 | ZL118 (ZAlSi5Cu1MgA) | ZL105的高纯版，铁≤0.15% |
| 美国 ASTM | A355.0 或 354.0 | A355.0成分接近，354.0硅含量更高 |
| 欧盟 EN | EN AC-45200 (AlSi5Cu1Mg) | 需选用高纯级，对应铁≤0.15% |
| 法国 NF | A-S5U | 部分高纯版本 |
| ISO 3522 | AlSi5Cu1Mg | 需选用高纯级 |
ZL118在铸造行业的应用
استنادًا إلى高强度、优异高温性能、良好塑性和航空级可靠性的特点，ZL118主要应用于以下领域：
- الفضاء والدفاع (التطبيقات الأساسية)
- الأجزاء الهيكلية للطائرات：受力支架、接头、框架、舱门导轨、起落架部件。
- مكونات المحرك：压气机机匣、附件传动壳体、燃油泵壳体、进气歧管。
- مكونات القذيفة：舵面支架、仪器舱结构件、连接环。
- السيارات عالية الأداء وسيارات السباق
- مكونات المحرك：高性能气缸盖、活塞（非热负荷最高区）、进气歧管。
- نظام الإرسال:: مبيت ناقل الحركة، ومبيت القابض، ومبيت الموزع.
- 增压系统：涡轮增压器中间壳体、压气机壳体。
- 轨道交通与重型装备
- 高铁转向架部件、重卡变速箱壳体、工程机械液压阀体。
- المعدات المدنية المتطورة
- 压缩机缸体、高压泵体、要求高可靠性的工业机器人部件。
ZL118铝合金常见问题解答
Q1：ZL118与ZL105的主要区别是什么？如何选型？
- 这是最核心的对比:
- ZL105：基础版，铁含量≤0.5%，性价比高，强度满足多数工业应用，延伸率1.5-3.0%。
- ZL118：高纯版，铁含量≤0.15%，性能显著提升，延伸率达3.0-5.0%，疲劳性能和批次稳定性更优。
- الاختيار：常规工业应用选ZL105；航空航天、国防、高性能汽车等对可靠性和韧性要求高的场合选ZL118.
Q2：ZL118比ZL105贵多少？性能提升是否值得？
- 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 العناء，取决于应用：对于普通工业机械，ZL105的性能已足够；但对于航空航天、赛车等对تتطلب الموثوقية والعمر الافتراضي للتعب的场合，ZL118的性能提升是يجب أن يكون的。它为“可靠性”支付溢价。
Q3：ZL118的热处理工艺与ZL105有何不同？
- 基本参数相同，但ZL118因杂质少、组织均匀，热处理نافذة أوسع لاتساق أفضل في الأداء。同样工艺下，ZL118总能获得更优的性能，尤其是延伸率。
Q4：ZL118的铸造性能如何？与ZL105相比如何？
- 与ZL105相当。硅含量相同（4.5-5.5%），流动性足以应对大多数中等复杂程度的铸件。但需注意，其流动性不如ZL104、ZL111等高硅合金，设计薄壁件时需优化浇注系统。
Q5：ZL118的焊接修补性能如何？
- الطبقة المتوسطة العليا。含铜量适中（1.0-1.5%），焊接热裂纹倾向低于ZL107等高铜合金。进行氩弧焊补焊时，建议التسخين المسبق (100-150 درجة مئوية)，选用同质焊丝，焊后进行تخفيف التوتر。高纯度使其焊缝质量更稳定。
Q6：ZL118的耐腐蚀性如何？需要表面处理吗？
- متوسط。含铜使其耐蚀性不如无铜的ZL101A、ZL104。在户外或潮湿环境下使用，يوصى بحماية السطح，如涂装、阳极氧化（膜层可能偏灰）等。
Q7：ZL118可以替代进口的A355.0使用吗？
- 可以。ZL118与A355.0在成分和性能上高度对应，是国产化的理想替代材料。但需确认具体性能指标（尤其是延伸率和疲劳强度）是否满足设计要求，并进行充分验证。
📊 延伸栏目：ZL118与ZL105及相关合金对比分析
| بُعد المقارنة | ZL118 (高纯版) | ZL105 (基础版) | ZL101A (无铜高纯) | ZL114A (高镁高纯) |
|---|---|---|---|---|
| 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:
- 选ZL118:: عندما يتطلب الجزء高强度、优异高温性能、良好塑性，且对可靠性要求高时（航空发动机附件、高性能汽车部件）。
- اختر ZL105：常规工业应用，强度要求高但成本敏感时。
- حدد ZL101A：需要高强度与良好耐蚀性兼得，且工作温度适中时。
- حدد ZL114A:: المسعى极限强度与韧性，对耐热性要求不高时。
