Guía completa de las aleaciones de aluminio de fundición de alta resistencia ZL105 y ZL105A: sistema de composición, proceso de tratamiento térmico, comparación de prestaciones y aplicaciones de ingeniería.
Fecha de publicación:2026-03-05 Categoría:Blog Visitas:1692
Catálogo de artículos
- ZL105 / ZL105A Grados nacionales correspondientes
- Tabla de composición de la aleación de aluminio ZL105 / ZL105A
- ZL105 / ZL105A Tabla de parámetros de propiedades físicas y mecánicas (valores típicos, estado T6)
- Vías de mejora del rendimiento y calificación tecnológica
- Grados internacionales correspondientes
- ZL105 / ZL105A en la industria de la fundición
- Preguntas frecuentes sobre la aleación de aluminio ZL105 / ZL105A
Como norma nacional china (GB/T 1173) en elAleaciones de fundición de aluminio-silicio-cobre-magnesio de alta resistenciala marca representativa de laZL105 (ZAlSi5Cu1Mg) y su versión de gran pureza ZL105A (ZAlSi5Cu1MgA) medianteMayor resistencia, buena colabilidad y excelente respuesta al tratamiento térmicoy es conocido por ello. Este par de aleaciones está fabricado porEl contenido medio de silicio (4,5-5,51 TP3T) garantiza la fluidez de la colada, reforzado por una combinación de cobre (Cu) y magnesio (Mg).Tras un tratamiento térmico T5 o T6, se puede obtener el nivel mecánico de aleaciones de alta resistencia como la ZL201, conservando al mismo tiempo una mejor procesabilidad en fundición que las aleaciones de aluminio-cobre.Piezas de fundición complejas con cargas estáticas elevadas y dinámicas mediasEs el material ideal para una amplia gama de aplicaciones en aviación, aeroespacial, automoción y maquinaria eléctrica.
ZL105 / ZL105A Grados nacionales correspondientes
- Grado Estándar NacionalSegún GB/T 1173, su grado es ZAlSi5Cu1Mg(correspondiente a ZL105) y ZAlSi5Cu1MgA(corresponde a ZL105A). El sufijo “A” corresponde a la versión de alta pureza.
- Industria/Código de empresa:ZL105 responder cantando ZL105A Es un código muy utilizado en los planos, manuales y normas empresariales de la industria de la fundición.
- Características principales:
- ZL105Aleación básica tetramérica Al-Si-Cu-Mg con un control relativamente laxo de la impureza hierro (Fe) (≤0,5%), excelente rendimiento integral y alto rendimiento de costes.
- ZL105A:alta purezaLos tratamientos térmicos se realizan con una estricta limitación de impurezas como el hierro (Fe) (≤0,15%) y optimización de otros oligoelementos para obtener unMayor resistencia, mejor plasticidad y propiedades mecánicas generales más estableses una opción de mejora para campos de gama alta como la aviación y la industria aeroespacial.
Tabla de composición de la aleación de aluminio ZL105 / ZL105A
| elemento de un conjunto | ZL105 Gama de contenidos (wt%) | ZL105A Gama de contenidos (wt%) | papel funcional |
|---|---|---|---|
| Silicio (Si) | 4.5-5.5 | 4.5-5.5 | Principales elementos de aleación. Aporta fluidez a la colada y forma con el magnesio una fase reforzadora de Mg₂Si. |
| Cobre (Cu) | 1.0-1.5 | 1.0-1.5 | Elementos básicos de refuerzo. La formación de fases de Al₂Cu y polisólidos complejos mejora significativamente la resistencia a temperatura ambiente y a alta temperatura. |
| Magnesio (Mg) | 0.4-0.6 | 0.4-0.6 | Elementos clave de mejora. Formación de Mg₂Si con silicio y efecto sinérgico de refuerzo compuesto con cobre. |
| Hierro (Fe) | ≤ 0.5 | ≤ 0.15 | El punto más crítico de diferencia en impurezasEl hierro forma fases frágiles que reducen la plasticidad y las propiedades de fatiga. El hierro forma fases frágiles que reducen la plasticidad y las propiedades de fatiga. la estricta limitación de hierro de ZL105A está en el centro del salto de rendimiento. |
| Manganeso (Mn) | 0.3-0.5 | 0,3-0,5 (puede añadirse) | Neutraliza los efectos nocivos del hierro y mejora la resistencia al calor. |
| Titanio (Ti) | 0,1-0,2 (puede añadirse) | 0,1-0,2 (normalmente añadido) | Refinador de grano. |
| Zinc (Zn) | ≤ 0.3 | ≤ 0.1 | Impurezas. |
| Aluminio (Al) | tolerancia (es decir, error permitido) | tolerancia (es decir, error permitido) | Material del sustrato. |
ZL105 / ZL105A Tabla de parámetros de propiedades físicas y mecánicas (valores típicos, estado T6)
| Indicadores de resultados | ZL105-T6 | ZL105A-T6 | Análisis comparativo y ventajas |
|---|---|---|---|
| densidad | 2,68-2,70 g/cm³ | 2,68-2,70 g/cm³ | Similares. |
| Resistencia a la tracción (Rm) | 280-320 MPa | 330-370 MPa | ZL105A es significativamente superiorSe ha alcanzado el nivel de aluminio fundido de alta resistencia. |
| Límite elástico (Rp0,2) | 210-250 MPa | 260-300 MPa | El límite elástico de ZL105A es significativamente superior y la capacidad de carga es mayor. |
| Alargamiento (A) | 1.5-3.0% | 3.0-5.0% | La ventaja de la plasticidad (elongación) de ZL105A es extremadamente excepcional.casi el doble que el de ZL105. |
| Dureza Brinell (HB) | 90-105 | 100-115 | ZL105A tiene mayor dureza y mejor resistencia al desgaste. |
| Resistencia a altas temperaturas (250°C) | favorable | talento | La adición de cobre proporciona a ambos un buen rendimiento a altas temperaturas, siendo superior el ZL105A. |
| resistencia a la fatiga | favorable | talento | El control de las impurezas ha dado lugar a una mejora significativa de la resistencia a la fatiga del ZL105A. |
| Movilidad de fundición | favorable | favorable | Del mismo modo, el mismo contenido de silicio determina una fluidez comparable. |
| Capacidad de respuesta al tratamiento térmico | favorable | excelente | Un menor número de impurezas da lugar a una precipitación más adecuada de la fase de refuerzo y a una organización más uniforme del ZL105A. |
Vías de mejora del rendimiento y calificación tecnológica
La principal diferencia entre el ZL105 y el ZL105A es “Mejora de la pureza”El cambio cualitativo en el rendimiento provocado por la
- Refuerzo compuesto múltiple: La acción sinérgica de los tres elementos de silicio, cobre y magnesio da lugar a la formación de Mg₂Si, Al₂Cu, y compuestos complejos multifacéticos, que permiten tratar térmicamente la aleación para obtener unNivel de resistencia superior a ZL104Las propiedades de colada del producto son muy buenas, manteniendo al mismo tiempo unas buenas propiedades de colada.
- La pureza determina los techos de rendimiento: El hierro (Fe) es la principal impureza perjudicial. ZL105A reduce el contenido de Fe de ≤0,5% a ≤0,15%, lo que reduce drásticamente la fracción de volumen de las fases frágiles y hace que elDoble alargamiento y resistencia a la fatigaEs capaz de cumplir requisitos de alta fiabilidad como los aeroespaciales.
- El tratamiento térmico como motor de rendimiento: Ambos deben ser aprobadosT5 (envejecimiento artificial) o T6 (solución sólida + envejecimiento artificial) El tratamiento T6 proporciona la máxima resistencia pero requiere atención a la distorsión por enfriamiento rápido, mientras que el tratamiento T5 proporciona un refuerzo considerable con menos distorsión.
- Coste vs. Rendimiento: ZL105 es “Opción rentable de alto rendimiento”, que proporciona una resistencia superior a la de ZL104 a un coste manejable; y ZL105A es “Mejora aeroespacial”, pagando un sobreprecio por las aplicaciones de gama alta a cambio de una mayor resistencia, dureza y fiabilidad.
Grados internacionales correspondientes
ZL105/ZL105A puede encontrarse internacionalmente como una aleación con propiedades similares, pero deben tenerse en cuenta las sutiles diferencias en los sistemas de composición:
- Norma nacional china:ZAlSi5Cu1Mg (ZL105),ZAlSi5Cu1MgA (ZL105A) (GB/T 1173)
- American StandardEn colaboración con A319.0 (Al-Si6Cu4) y A355.0 Hay similitudes, pero el A319 tiene un mayor contenido de cobre mientras que el ZL105 tiene un claro contenido de magnesio; el más parecido es el 354.0 (Al-Si9Cu2Mg) o 355.2 (versión de gran pureza), pero la composición sigue variando.
- Norma de la UE:ES AC-45400 (Al-Si8Cu3) tiene un alto contenido en cobre;ES AC-42200 (Al-Si7Mg) Sin cobre, sistema de rendimiento diferente.
- Estándar ruso:AЛ5 La composición es similar a la de ZL105.
ZL105 / ZL105A en la industria de la fundición
basado en suAlta resistencia, buena colabilidad y selección graduablecaracterísticas, este par de aleaciones se utiliza principalmente en los siguientes ámbitos:
- Aeroespacial y Defensa (ZL105A principalmente)
- Piezas estructurales de aeronavesJuntas de tensión, soportes, marcos, rieles de escotilla.
- Accesorios del motor: Cargadores de compresores, carcasas de transmisión de accesorios, carcasas de bombas de combustible.
- Misiles y naves espacialesPorta instrumentos, anillos de fijación.
- Automoción y Maquinaria Eléctrica (ZL105 y ZL105A combinados)
- Componentes del motorCulata (zona de no alta carga térmica), colector de admisión, cárter de aceite cámara del engranaje de distribución.
- sistema de transmisiónCaja de cambios, caja de embrague.
- Componentes del compresorCárter, bloque de cilindros.
- Maquinaria general y equipos pesados
- Carcasas de bombas y válvulasBombas de aceite de alta presión, cuerpos de válvulas hidráulicas (se requiere gran solidez y resistencia a la presión).
- pieza de transmisión: Cajas reductoras de gran tamaño, Reductores industriales .
- maquinaria de construcciónTapas de cilindro hidráulico, soportes de conexión.
Preguntas frecuentes sobre la aleación de aluminio ZL105 / ZL105A
P1: ¿Cuál es la principal diferencia entre ZL105 y ZL104? ¿Cómo seleccionar el tipo?
- Esta es la comparación más habitual:
- ZL105:Contiene cobre (Cu 1,0-1,5%) y tiene un alto contenido en magnesioreforzado con un compuesto de Al₂Cu y Mg₂Si.Mayor resistencia (especialmente el límite elástico) y mejor comportamiento a altas temperaturasEl alargamiento y la resistencia a la corrosión son ligeramente inferiores a los de ZL104.
- ZL104:sin cobreenriquecido sólo con Mg₂Si.Mejor resistencia a la corrosión, plasticidad ligeramente superiorpero la resistencia (especialmente a altas temperaturas) es inferior a la del ZL105.
- selección: ObligatorioMayor resistencia, mayores temperaturas de funcionamiento o mayores requisitos de durezaestacionalZL105Sí.Alta resistencia a la corrosión y requisitos de resistencia moderadosestacionalZL104.
P2: ¿Cuánto más caro es el ZL105A que el ZL105? ¿Merece la pena el aumento de rendimiento?
- Los costes suelen ser más elevados20-30%La razón principal son los requisitos más estrictos en cuanto a la pureza del aluminio primario, el control y las pruebas del proceso de fusión.
- si merece la penaDependiendo de la aplicación: para maquinaria industrial general, el rendimiento de ZL105 es suficiente, y el coste adicional de 30% a cambio del aumento de rendimiento puede serantieconómicoPero para el sector aeroespacial, los deportes de motor y otras industrias que tienen una gran demanda deLa fiabilidad y la vida a fatiga son exigentesocasiones, las mejoras de rendimiento del ZL105A sondebe tenerEl.
P3: ¿Cuáles son los parámetros generales del proceso de tratamiento térmico para ZL105?
- Proceso típico T6 (sólo como referencia, debe ajustarse en función de la pieza fundida):
- tratamiento de soluciones sólidas515-525°C × 6-12 horas.Endurecimiento en agua caliente (60-80°C)(Nota: una temperatura demasiado alta facilita la cocción excesiva).
- límite de tiempo artificial160-180°C × 6-10 horas, refrigerado por aire.
- También puede utilizarse el proceso T5 (envejecimiento artificial directo en estado fundido), con una ganancia de resistencia ligeramente inferior, pero con menos riesgo de deformación.
P4: ¿Cuáles son las propiedades de fundición de ZL105 y ZL105A?
- favorableEl contenido de silicio es de 4,5-5,51 TP3T. Con un contenido de silicio de 4,5-5,51 TP3T, la fluidez no es tan buena como la de las aleaciones con alto contenido de silicio (por ejemplo, ZL102), pero es suficiente para hacer frente a la mayoría de las piezas fundidas de complejidad moderada. En comparación con ZL104, la fluidez es ligeramente inferior, pero mejor que la de las aleaciones de aluminio-cobre (por ejemplo, ZL201). Al diseñar piezas de paredes finas, debe prestarse atención a la optimización del sistema de colada.
P5: ¿Cuál es el rendimiento de reparación de soldadura de ZL105 y ZL105A?
- moderado. Debido al contenido de cobre, la tendencia a la fisuración en caliente de la soldadura es mayor que la de ZL104 sin cobre. Al realizar la soldadura de relleno con arco de argón, es necesarioPrecalentamiento (150-200°C)La selección del material de relleno adecuado, la soldadura posterioralivio del estrés. Para las piezas de carga críticas, la soldadura de reposición debe reducirse al mínimo.
P6: ¿Cuál es la resistencia a la corrosión de ZL105A? ¿Necesita tratamiento superficial?
- moderado. Debido al contenido de cobre, su resistencia a la corrosión no es tan buena como la de los ZL101A/ZL104 sin cobre. utilizados al aire libre o en ambientes húmedos.Es necesaria una protección eficaz de las superficiesPor ejemplo, el anodizado (la película puede ser grisácea), la pintura, etc.
