ZL107 (ZAlSi7Cu4) Alliage d'aluminium coulé : un alliage à haute résistance au cuivre, expliquant ses propriétés de haute résistance et ses applications d'ingénierie
发布时间：2026-03-06 分类：Le blog 浏览量：95
En tant que norme nationale chinoise (GB/T 1173) dans les铝硅铜系高强度铸造合金des représentants typiques de laZL107（ZAlSi7Cu4） au moyen de较高的强度、良好的铸造性能和优异的热处理强化效果est connu. L'alliage est fabriqué par硅（Si）保证铸造流动性，铜（Cu）作为主要强化元素，经T5或T6热处理后可获得接近铝铜系合金的强度水平，同时保留了比铝铜系合金更好的铸造工艺性，是制造承受高静载荷、形状较复杂的中等强度铸件的理想材料，在汽车、动力机械及通用装备领域应用广泛。
ZL107 对应的国家牌号是 ZAlSi7Cu4。
- Norme nationale GradeSelon la norme GB/T 1173, sa qualité est la suivanteZAlSi7Cu4。名称直接体现了其核心合金体系：硅（Si）、铜（Cu）。
- Code de l'industrie/entreprise: :ZL107 Il s'agit d'une désignation largement utilisée pour ce matériau dans les dessins, les manuels et les normes d'entreprise de l'industrie de la fonderie.
- Caractéristiques principales: :中等硅含量（6.5-7.5%） 保证了良好的铸造流动性；较高的铜含量（3.5-4.5%） 使其具有显著的热处理强化能力，可在T5或T6状态下获得高强度，但同时也牺牲了部分延伸率和耐腐蚀性。
ZL107铝合金成分表（基于GB/T 1173典型要求）
| élément d'un ensemble | Gamme de contenu (wt%) | rôle fonctionnel |
|---|---|---|
| Silicium (Si) | 6.5-7.5 | Principaux éléments d'alliage. Offre une bonne fluidité de coulée, une résistance à la fissuration à chaud et un renforcement partiel de la solution solide. |
| Cuivre (Cu) | 3.5-4.5 | Principaux éléments de renforcement。形成Al₂Cu强化相，显著提升室温强度与硬度。 |
| Magnésium (Mg) | 0.3-0.5（部分标准含） | 辅助强化元素。与硅形成Mg₂Si，与Al₂Cu协同作用，进一步增强强度。 |
| Fer (Fe) | ≤ 0.5 | 杂质元素。需控制，避免形成脆性相。 |
| Manganèse (Mn) | ≤ 0.5 | 可添加以中和铁的有害作用。 |
| Zinc (Zn) | ≤ 0.3 | Impuretés. |
| Titane (Ti) | 0,1-0,2 (peut être ajouté) | Raffineur de céréales. |
| Aluminium (Al) | la tolérance (c'est-à-dire l'erreur autorisée) | Matériau du substrat. |
ZL107物理与力学性能参数表（金属型铸造，典型值）
| Indicateurs de performance | Cast (F) | État de vieillissement du T5 | T6 solution solide + état de vieillissement | Positionnement et interprétation des performances |
|---|---|---|---|---|
| densité | 2.72-2.74 g/cm³ | -- | -- | 略高于铝硅镁系合金。 |
| Résistance à la traction (Rm) | 180-220 MPa | 250-280 MPa | 290-330 MPa | Excellente résistance à l'état T6Il a atteint le niveau de la fonte d'aluminium à haute résistance. |
| Limite d'élasticité (Rp0.2) | 100-130 MPa | 180-210 MPa | 220-260 MPa | 热处理后屈服强度大幅提升，承载能力强。 |
| Allongement (A) | 2.0-4.0% | 2.0-3.0% | 1.5-2.5% | 塑性较低，是追求高强度的代价。 |
| Dureté Brinell (HB) | 70-80 | 90-105 | 100-120 | T6后硬度高，耐磨性好。 |
| Résistance à haute température (200°C) | habituel | favorable | talentueux | L'ajout de cuivre permet d'améliorer les performances à haute température. |
| Mobilité de la coulée | favorable | -- | -- | 中等硅含量保证其充型能力较好。 |
| résistance à la corrosion | modéré | modéré | modéré | 含铜较高，耐蚀性不如无铜合金，需表面保护。 |
性能强化路径与工艺特点
ZL107的性能来源于其铜强化主导、热处理驱动的技术路线：
- 铜是强度的基石：较高的铜含量（3.5-4.5%）使其在热处理后能析出大量弥散的Al₂Cu强化相，这是其获得高强度的根本原因。
- Le traitement thermique comme moteur de performance: :
- T5 (vieillissement artificiel)：铸态直接人工时效，可在控制变形的条件下获得一定强化，适用于尺寸稳定性要求较高的零件。
- T6 (solution + vieillissement artificiel complet)La résistance maximale est obtenue et convient aux éléments structurels porteurs, mais il faut tenir compte du risque de distorsion qui peut être causé par le durcissement de la solution.
- 固溶温度需谨慎：通常在515-525°C进行，温度过高易导致铜相过烧。
- Grande adaptabilité des procédés de moulageApplicable àMoulage en sable, moulage en métal, moulage à la cire perdue等多种工艺，但因其含铜较高，热裂倾向略高于铝硅镁系合金，设计浇注系统时需注意。
对应的国际牌
ZL107在国际上有多个接近的对应牌号，但需注意成分细微差异：
- Norme nationale chinoise: :ZAlSi7Cu4 (GB/T 1173)
- American Standard：最接近的是 319.0 (Al-Si6Cu4)，成分范围基本吻合，是ZL107的典型国际对标牌号。
- Norme européenne: :EN AC-45400 (Al-Si8Cu3) 在硅含量上略高，铜含量略低；FR AC-46200 (Al-Si8Cu3) 类似。
- Norme japonaise: :AC2B 或 AC4B，但需核对具体成分。
- norme internationale: :AlSi7Cu4 (ISO 3522) 有对应。
ZL107在铸造行业的应用
sur la base de son高强度、良好铸造性及成本效益的特点，ZL107主要应用于以下领域：
- 汽车与动力机械（主流应用）
- Composants du moteur：气缸盖（非高热负荷区）、进气管、油底壳、正时齿轮室、发动机支架。
- système de transmission：变速箱壳体、离合器壳体、分动器壳体。
- système de freinage：制动总泵壳体、真空助力器壳体。
- Équipement mécanique général
- Corps de pompe et de vanne：中高压油泵、液压阀体、水泵壳体。
- pièce de transmission：减速器箱体、工业齿轮箱。
- Boîtier du moteurLes produits de l'industrie de l'automobile : carters de moteurs de grande puissance, embouts de générateurs.
- 工程机械与农机
- 液压缸端盖、连接支架、传动箱壳体。
- 电工器材
- 高压开关壳体、电缆接线盒、电机风扇。
ZL107铝合金常见问题解答
Q1：ZL107与ZL104、ZL105的主要区别是什么？如何选型？
- 对比分析: :
- ZL107: :高铜（3.5-4.5%）、中等硅（7%）、可能含少量镁.强度高（尤其是T6后），但延伸率低、耐腐蚀性一般。接近美国319.0。
- ZL104: :无铜、高硅（9%）、含镁.铸造性好、耐腐蚀性优，但强度中等.
- ZL105: :中铜（1-1.5%）、低硅（5%）、含镁.强度高，延伸率中等，高温性能好.
- sélection: Requis最高强度且对延伸率要求不高saisonnierZL107（T6）；需要良好铸造性和耐腐蚀性、强度适中saisonnierZL104(a) La nécessité de较高强度与一定韧性兼顾saisonnierZL105.
Q2：ZL107的热处理工艺参数一般是多少？
- Processus T6 typique (à titre de référence uniquement, doit être ajusté en fonction de la pièce coulée) :
- traitement des solutions solides515-525°C × 6-12 heures.Durcissement dans l'eau chaude (60-80°C)（注意：温度不宜过高，防止过烧）。
- délai artificiel160-180°C × 6-10 heures, refroidi à l'air.
- 也可采用T5工艺（铸态直接时效），强度提升幅度稍低，但变形风险小，适用于形状复杂件。
Q3：ZL107的铸造性能如何？热裂倾向大吗？
- 铸造性能良好，但需注意热裂。硅含量7%左右，流动性足以应对大多数中等复杂件。但由于铜含量较高，凝固区间较宽，热裂倾向比ZL104等高硅合金略高。设计浇注系统和冒口时需注意补缩，避免热节部位产生裂纹。
Q4：ZL107的耐腐蚀性如何？需要表面处理吗？
- modéré。较高的铜含量使其耐蚀性不如无铜的ZL101A、ZL104。在户外或潮湿环境下使用，建议进行表面保护，如涂装、阳极氧化（阳极氧化膜可能偏灰、均匀性稍差）等。
Q5：ZL107的焊接修补性能如何？
- 中等偏下。含铜较高，焊接热裂纹倾向较明显。进行氩弧焊补焊时，需Préchauffage (150-200°C)，选用合适的铝硅铜焊丝，焊后进行soulagement du stress. Pour les pièces porteuses importantes, il convient d'éviter autant que possible les grandes soudures par points.
Q6：ZL107与A319.0是什么关系？可以互换吗？
- 非常接近，可视为中美两国标准中的对应牌号。A319.0的成分范围（Si 5.5-6.5%，Cu 3-4%）与ZL107（Si 6.5-7.5%，Cu 3.5-4.5%）略有差异，但性能区间高度重叠。在工程实践中，两者常被视为可相互替代的材料，但需根据具体成分和热处理后的性能验证确认。
📊 延伸栏目：ZL107与相关合金对比
| dimension de comparaison | ZL107 (ZAlSi7Cu4) | ZL104 (ZAlSi9Mg) | ZL105 (ZAlSi5Cu1Mg) | A319.0 (美标) |
|---|---|---|---|---|
| 硅(Si)% | 6.5-7.5 | 8.5-10.5 | 4.5-5.5 | 5.5-6.5 |
| 铜(Cu)% | 3.5-4.5 | ≤0.1 | 1.0-1.5 | 3.0-4.0 |
| 镁(Mg)% | 0.3-0.5 | 0.17-0.35 | 0.4-0.6 | ≤0.10 |
| Résistance à la traction (T6) | 290-330 MPa | 240-270 MPa | 280-320 MPa | 275-310 MPa |
| Allongement (T6) | 1.5-2.5% | 1.5-3.0% | 1.5-3.0% | 1.5-2.5% |
| Mobilité de la coulée | favorable | talentueux | favorable | favorable |
| Coûts typiques | modéré | 低 | modéré | 中等（进口略高） |
