Alliage d'aluminium coulé ZL111 (ZAlSi9Cu2Mg) : un équilibre parfait entre une résistance élevée et une excellente coulabilité, avec des avantages considérables en termes de performances.
发布时间：2026-03-09 分类：Le blog 浏览量：44
En tant que norme nationale chinoise (GB/T 1173) dans lesAlliages de fonderie à haute résistance aluminium-silicium-cuivre-magnésiumdes représentants typiques de laZL111（ZAlSi9Cu2Mg） au moyen de优异的综合力学性能、良好的铸造性能和多元复合强化效果est connu. L'alliage est fabriqué par硅（Si）保障铸造流动性，铜（Cu）与镁（Mg）协同强化，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和更低的成本，是制造承受高负荷、形状复杂且要求良好气密性的重要铸件C'est le matériau idéal pour une large gamme d'applications dans les domaines de l'aviation, de l'aérospatiale, de l'automobile et des machines électriques.
ZL111 对应的国家牌号是 ZAlSi9Cu2Mg。
- Norme nationale GradeSelon la norme GB/T 1173, sa qualité est la suivanteZAlSi9Cu2Mg. Le nom reflète directement son système d'alliage de base : silicium (Si), cuivre (Cu) et magnésium (Mg).
- Code de l'industrie/entreprise: :ZL111 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: :较高的硅含量（8.0-10.0%） 保证了良好的铸造流动性和气密性；中等的铜含量（1.3-1.8%）与镁含量（0.4-0.6%） 提供复合强化效果；经T6热处理后，可获得高强度与良好塑性的平衡，是Al-Si-Cu-Mg系合金中综合性能较为突出的牌号之一。
ZL111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) | 8.0-10.0 | Principaux éléments d'alliage。提供良好的铸造流动性、抗热裂性和气密性。 |
| Cuivre (Cu) | 1.3-1.8 | Principaux éléments de renforcement。形成Al₂Cu强化相，显著提升室温及高温强度。 |
| Magnésium (Mg) | 0.4-0.6 | Principaux éléments d'amélioration。与硅形成Mg₂Si，与Al₂Cu协同产生复合强化效应。 |
| Manganèse (Mn) | 0.1-0.3 | Neutralise les effets néfastes du fer et améliore la résistance à la chaleur. |
| Titane (Ti) | 0,1-0,2 (peut être ajouté) | Raffineur de céréales. |
| Fer (Fe) | ≤ 0.4 | 杂质元素。需严格控制，以保证力学性能和耐蚀性。 |
| Zinc (Zn) | ≤ 0.3 | Impuretés. |
| Aluminium (Al) | la tolérance (c'est-à-dire l'erreur autorisée) | Matériau du substrat. |
ZL111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 | 2,68-2,71 g/cm³ | -- | -- | 与ZL104相近。 |
| Résistance à la traction (Rm) | 200-240 MPa | 260-300 MPa | 300-350 MPa | Excellente résistance à l'état T6Il a atteint le niveau de la fonte d'aluminium à haute résistance. |
| Limite d'élasticité (Rp0.2) | 120-150 MPa | 200-230 MPa | 240-280 MPa | La limite d'élasticité est considérablement augmentée après le traitement thermique, et la capacité de charge est élevée. |
| Allongement (A) | 2.0-4.0% | 2.0-3.0% | 2.0-4.0% | Mettre en avant les avantages：在高强度水平下仍保持良好塑性。 |
| Dureté Brinell (HB) | 70-80 | 90-105 | 100-120 | Dureté élevée et bonne résistance à l'usure après T6. |
| Résistance à haute température (200°C) | habituel | favorable | talentueux | 铜镁复合使其保持良好高温性能。 |
| Mobilité de la coulée | talentueux | -- | -- | 高硅含量保证其充型能力优异。 |
| étanche | talentueux | talentueux | talentueux | 适合承压铸件。 |
| résistance à la corrosion | modéré | modéré | modéré | 含铜使其耐蚀性不如无铜合金。 |
性能强化路径与技术优势
ZL111的性能来源于其“高硅保障铸造性+铜镁复合强化”的优化设计：
- 硅含量的优化选择：8-10%的硅含量处于亚共晶-共晶区间，既保证了优异的铸造流动性（优于ZL105、ZL107），又避免了过共晶合金的初生硅粗化问题。
- 铜镁复合强化：铜（1.3-1.8%）与镁（0.4-0.6%）的配比经过优化，在T6热处理后可获得Al₂Cu与Mg₂Si双重强化相，协同作用使强度显著提升，且强化相分布均匀。
- 良好的强韧平衡：与ZL105相比，ZL111的硅含量更高，铸造性更好；与ZL107相比，其铜含量适中，延伸率更高；与ZL104相比，其强度显著提升。在强度、塑性、铸造性三者之间实现了良好的平衡.
- 严格杂质控制：铁含量≤0.4%的要求，保证了力学性能的稳定性和一致性。
Notes internationales correspondantes
ZL111在国际上有多个接近的对应牌号：
- Norme nationale chinoise: :ZAlSi9Cu2Mg (GB/T 1173)
- American Standard: : En collaboration avec l'Agence européenne pour la sécurité et la santé au travail (ESA), l 354.0 (Al-Si9Cu2Mg) 成分高度吻合，是ZL111的国际对标牌号。
- Norme européenne: :EN AC-42200 (Al-Si7Mg) 不含铜；EN AC-45400 (Al-Si8Cu3) 铜含量略高；最接近的是某些特定厂牌的 Al-Si9Cu2Mg 定制合金。
- Norme japonaise: :AC4B 的高端版本与之接近。
- norme internationale: :AlSi9Cu2Mg (ISO 3522).
ZL111在铸造行业的应用
sur la base de son高强度、良好铸造性、优异气密性和强韧平衡的特点，ZL111主要应用于以下领域：
- 航空与航天（高端应用）
- Pièces de structure d'aéronefs：受力支架、接头、框架、舱门导轨。
- Accessoires du moteur：附件机匣、泵体、阀体。
- 导弹部件：舵面支架、仪器舱结构件。
- Automobile et machines motrices (applications principales)
- Composants du moteur：气缸盖、进气管、油底壳、正时齿轮室、发动机支架。
- système de transmission: Carter de transmission, carter d'embrayage, carter de distribution.
- 增压器部件：压气机壳体、中间壳体。
- Systèmes hydrauliques et pneumatiques
- 高压阀体：液压阀、比例阀、伺服阀壳体。
- 泵体：齿轮泵、柱塞泵壳体。
- 气缸端盖：要求气密性和强度的气缸部件。
- 通用机械与工程机械
- 减速器箱体、工业齿轮箱、液压缸端盖。
ZL111铝合金常见问题解答
Q1：ZL111与ZL105、ZL107、ZL104的主要区别是什么？如何选型？
- 这是高强度铸造铝中最常见的对比: :
- ZL111 (Al-Si9Cu2Mg): :高硅（9%）、中铜（1.3-1.8%）、含镁.铸造性优秀、强度高、延伸率良好，是综合性能最平衡的选手。
- ZL105 (Al-Si5Cu1Mg): :低硅（5%）、中低铜（1.0-1.5%）、含镁.强度高、高温性能好，但铸造性略逊。
- ZL107 (Al-Si7Cu4): :中硅（7%）、高铜（3.5-4.5%）.强度高、硬度高，但延伸率低、铸造性中等。
- ZL104 (Al-Si9Mg): :高硅（9%）、无铜、含镁.铸造性优秀、耐腐蚀性好，但强度中等。
- sélection: Requis最佳综合性能（强度+铸造性+韧性） 选ZL111(a) La nécessité de最高强度且可接受铸造性稍差选ZL107(a) La nécessité de高温性能且铸造性要求不高选ZL105(a) La nécessité de良好铸造性和耐腐蚀性、强度要求中等选ZL104.
Q2：ZL111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).
- délai artificiel160-180°C × 6-10 heures, refroidi à l'air.
- 注意：固溶温度需精确控制，防止过烧；淬火转移速度要快，以保证固溶效果。
Q3：ZL111的铸造性能如何？与ZL104相比如何？
- 优秀，接近ZL104。ZL111的硅含量（8-10%）与ZL104（8.5-10.5%）相近，因此流动性、抗热裂性、气密性均处于较高水平。在实际生产中，ZL111的铸造工艺参数可与ZL104基本通用，是高强度铸造铝中铸造性能最好的牌号之一.
Q4：ZL111的延伸率为什么能保持在较高水平？
- 原因有三：
- 铜含量适中：1.3-1.8%的铜既提供了足够强化，又避免了高铜合金（如ZL107）常见的脆性。
- 硅形态优化：共晶/亚共晶硅组织可通过变质处理细化，减少对基体的割裂。
- 杂质控制严格：铁含量≤0.4%的要求，减少了针状脆性相的形成。
这使其成为高强度铸造铝中强韧平衡的典范.
Q5：ZL111的焊接修补性能如何？
- 中等偏上。含铜量适中，焊接热裂纹倾向低于ZL107等高铜合金。进行氩弧焊补焊时，建议预热（100-150°C），选用同质或略高于母材性能的焊丝，焊后进行soulagement du stress。对于重要承力件，补焊后需进行X光检测确认质量。
Q6：ZL111与A354.0是什么关系？可以互换吗？
- ZL111与A354.0（美国354.0的高纯版）在成分和性能上高度接近，可视为中美两国标准中的对应牌号。A354.0的成分范围（Si 8.5-9.5%，Cu 1.5-2.0%，Mg 0.5-0.7%）与ZL111基本重叠。在工程实践中，两者常被视为可相互替代的材料。但需注意，A354.0对杂质的要求可能更严格，性能一致性更好。
📊 延伸栏目：ZL111与相关合金对比分析
| dimension de comparaison | ZL111 (AlSi9Cu2Mg) | ZL104 (AlSi9Mg) | ZL105 (AlSi5Cu1Mg) | ZL107 (AlSi7Cu4) | A354.0 (美标) |
|---|---|---|---|---|---|
| Silicium (Si)% | 8.0-10.0 | 8.5-10.5 | 4.5-5.5 | 6.5-7.5 | 8.5-9.5 |
| Cuivre (Cu)% | 1.3-1.8 | ≤0.1 | 1.0-1.5 | 3.5-4.5 | 1.5-2.0 |
| Magnésium (Mg)% | 0.4-0.6 | 0.17-0.35 | 0.4-0.6 | ≤0.3 | 0.5-0.7 |
| Résistance à la traction (T6) | 300-350 MPa | 240-270 MPa | 280-320 MPa | 290-330 MPa | 320-360 MPa |
| Limite d'élasticité (T6) | 240-280 MPa | 180-210 MPa | 210-250 MPa | 220-260 MPa | 260-300 MPa |
| Allongement (T6) | 2.0-4.0% | 1.5-3.0% | 1.5-3.0% | 1.5-2.5% | 3.0-5.0% |
| Mobilité de la coulée | talentueux | talentueux | favorable | favorable | talentueux |
| 综合性能评级 | ★★★★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★★★★ |
| Coûts typiques | modéré | 低 | modéré | modéré | Moyennement élevé |
Guide de sélection rapide :
- 选ZL111：当需要高强度与良好铸造性、韧性兼得时，是“全能型”选手。
- Sélectionner ZL104：铸造性和耐腐蚀性优先，强度要求中等时。
- 选ZL105：高温性能和强度优先，可接受铸造性稍差时。
- 选ZL107：最高强度优先，可接受较低韧性和铸造性时。
- 选A354.0：国际项目或对性能一致性有更高要求时。
