Guide complet de l'alliage d'aluminium moulé ZL116 : système de composition, processus de traitement thermique, nuances internationales et applications typiques
Publié le :2026-03-12 Catégorie :Le blog Vues :1775
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- Tableau de composition de l'alliage d'aluminium ZL116 (basé sur les exigences typiques de la norme GB/T 1173)
- ZL116 Tableau des paramètres des propriétés physiques et mécaniques (type de métal coulé, valeurs typiques)
- Voies d'amélioration des performances et caractéristiques techniques
- Notes internationales correspondantes
- Application du ZL116 dans l'industrie de la fonderie
- 📊 Colonne étendue : Analyse comparative du ZL116 et des alliages apparentés
En tant que norme nationale chinoise (GB/T 1173) dans lesAlliages de fonderie contenant du béryllium et contenant de l'aluminium, du silicium et du magnésiumdes représentants typiques de laZL116 (ZAlSi7MgBe) au moyen deExcellente fluidité de coulée, très bonne étanchéité à l'air, bonne résistance à la chaleur et propriétés mécaniques globales élevées.est connu. L'alliage est fabriqué parLe silicium (Si) garantit les propriétés de coulée, le magnésium (Mg) renforce la précipitation et des traces de béryllium (Be) sont ajoutées.Amélioration significative de la résistance à l'oxydation par fusion, raffinement du grain et amélioration des performances à haute température, après le traitement thermique T6, on peut obtenir un équilibre entre une résistance élevée et une bonne plasticité.Pièces moulées complexes à parois minces, étanches à l'air et résistantes à la chaleur pour l'aérospatiale, l'instrumentation, l'optique et d'autres domaines haut de gamme.Le matériau idéal pour la
La qualité nationale du ZL116 est ZAlSi7MgBe.
- Norme nationale GradeSelon la norme GB/T 1173, sa qualité est la suivanteZAlSi7MgBe. Le nom reflète directement son système d'alliage de base : silicium (Si), magnésium (Mg) et béryllium (Be).
- Code de l'industrie/entreprise: :ZL116 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 principalesLa teneur moyenne en silicium (6,5-7,5%) assure une bonne coulabilité ; le magnésium (0,35-0,55%) renforce la précipitation ;Ajout de traces de béryllium (0,15-0,40%)Sa caractéristique la plus importante est sa capacité à améliorer de manière significative la résistance à l'oxydation à l'état fondu, l'affinement du grain, l'amélioration de la fluidité et la résistance à haute température ; en même temps, il présente une excellente étanchéité au gaz.
Tableau de composition de l'alliage d'aluminium ZL116 (basé sur les exigences typiques de la norme GB/T 1173)
| élément d'un ensemble | Gamme de contenu (wt%) | rôle fonctionnel |
|---|---|---|
| Silicium (Si) | 6.5-7.5 | Élément d'alliage primaire. Fournit une bonne fluidité de coulée, une résistance à la fissuration à chaud et constitue la base de la phase de renforcement Mg₂Si. |
| Magnésium (Mg) | 0.35-0.55 | Élément de renforcement clé. Forme du Mg₂Si avec du Si, qui est renforcé par précipitation par le traitement thermique T6. |
| Béryllium (Be) | 0.15-0.40 | Éléments en vedette. Améliore considérablement la résistance à l'oxydation à l'état fondu, affine la taille des grains, améliore la fluidité et les performances à haute température. |
| Fer (Fe) | ≤ 0.5 | Éléments d'impureté. Doivent être contrôlés, mais tolérés modérément. |
| Cuivre (Cu) | ≤ 0.1 | Impuretés. Strictement contrôlées pour maintenir la résistance à la corrosion. |
| Manganèse (Mn) | ≤ 0.1 | Impuretés. |
| Zinc (Zn) | ≤ 0.1 | 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. |
ZL116 Tableau des paramètres des propriétés physiques et mécaniques (type de métal coulé, valeurs typiques)
| Indicateurs de performance | Cast (F) | T6 solution solide + état de vieillissement | Positionnement et interprétation des performances |
|---|---|---|---|
| densité | 2,66-2,68 g/cm³ | -- | -- |
| Résistance à la traction (Rm) | 180-220 MPa | 290-340 MPa | Excellente résistance à l'état T6Le niveau de haute résistance de la fonte d'aluminium a été atteint. |
| Limite d'élasticité (Rp0.2) | 100-130 MPa | 230-270 MPa | La limite d'élasticité est considérablement augmentée après le traitement thermique et la capacité de charge est améliorée. |
| Allongement (A) | 3.0-6.0% | 2.0-5.0% | Maintient une bonne plasticitéLe projet de loi sur l'emploi et l'égalité des chances a été adopté par le Parlement européen, le Conseil et la Commission. |
| Dureté Brinell (HB) | 60-70 | 85-105 | Dureté modérée et bonne usinabilité. |
| Mobilité de la coulée | talentueux | -- | L'ajout de béryllium améliore encore la fluidité et convient aux pièces complexes à parois minces. |
| étanche | excellent | excellent | Points fortsLe béryllium affine l'organisation et améliore les densités, ce qui convient aux pièces coulées sous pression. |
| résistance à la chaleur | favorable | talentueux | Points fortsLe béryllium améliore la résistance à haute température et la stabilité des tissus. |
| résistance à la corrosion | favorable | favorable | Sans cuivre, bonne résistance à la corrosion. |
Voies d'amélioration des performances et caractéristiques techniques
Les performances supérieures de la ZL116 sont dues à la “Renforcement de la base de silicium et de magnésium + la magie des traces de béryllium”：
- Renforcement de la base en silicium et en magnésiumLa teneur en silicium de 6,5-7,51 TP3T assure une bonne coulabilité, la teneur en magnésium de 0,35-0,551 TP3T fournit une base adéquate pour le renforcement par précipitation du Mg₂Si, et une haute résistance est obtenue après le traitement thermique T6.
- Rôles multiples des traces de béryllium: :
- antioxydantBéryllium : Le béryllium forme un film d'oxyde dense à la surface de la fonte, ce qui réduit considérablement la combustion oxydative et le dégazage pendant le processus de fusion et améliore la pureté de la fonte.
- Raffinement des grainsLe béryllium peut affiner les grains d'α-Al et le silicium eutectique, améliorer l'homogénéité de l'organisation et renforcer les propriétés mécaniques.
- Améliorer la mobilitéLa qualité de la matière première est améliorée : raffinement de l'organisation tout en réduisant la tension superficielle, d'où une meilleure capacité de remplissage de la matière fondue, convenant aux pièces moulées complexes à parois minces.
- Amélioration de la résistance à la chaleurLe béryllium forme des composés stables à haute température, ce qui améliore la résistance à la chaleur et au fluage de l'alliage.
- Traitement thermique de précision T6: :
- traitement des solutions solides535±5°C × 6-12 h, trempe à l'eau (40-60°C).
- délai artificiel160-180°C × 4-10 heures, refroidissement à l'air.
- La présence de béryllium permet d'obtenir une organisation plus stable du traitement thermique et une meilleure constance des propriétés.
Notes internationales correspondantes
Les propriétés du ZL116 contenant du béryllium ont des contreparties internationales spécifiques :
| norme | grades | note |
|---|---|---|
| Chine GB/T 1173 | ZL116 (ZAlSi7MgBe) | - |
| ASTM, ÉTATS-UNIS | A357.0 | Alliage Al-Si7Mg0,6 contenant du béryllium et dont la composition est proche de celle du |
| UE FR | EN AC-42200 (AlSi7Mg0,6) | Sans béryllium, mais les propriétés peuvent être ajustées par le processus pour s'approcher de celles du béryllium. |
| France NF | A-S7G | Certaines versions contenant du béryllium |
| ISO 3522 | AlSi7MgBe | Les notes correspondantes sont disponibles |
Application du ZL116 dans l'industrie de la fonderie
sur la base de sonExcellente fluidité, grande étanchéité à l'air, bonne résistance à la chaleur et propriétés mécaniques étenduesZL116 est principalement utilisé dans les domaines suivants :
- aérospatiale
- Pièces complexes à parois mincesLes produits de cette catégorie sont les suivants : boîtiers d'instruments, corps de vannes hydrauliques, composants du système d'alimentation en carburant, supports d'instruments optiques.
- élément porteurLes produits de cette catégorie sont les suivants : corps de vannes pour systèmes pneumatiques, boîtiers d'accumulateurs de pression, raccords de tuyauterie.
- instruments de précision
- Équipement de haute précisionLes composants structurels du système de navigation : boîtiers de gyroscopes, boîtiers de capteurs, composants structurels du système de navigation.
- instrument optiqueLes produits de l'UE sont les suivants : montures de télescope, boîtiers d'appareil photo, bases d'équipement de mesure.
- industrie automobile
- système d'appointBoîtier du compresseur du turbocompresseur, conduites du refroidisseur intermédiaire.
- Composants du moteurCorps de la vanne EGR, support du capteur, boîtier de la pompe à vide.
- Électricité et électronique
- Pièces de radiateurSupports pour modules IGBT : Boîtier de dissipation thermique pour LED de haute puissance, substrat pour module IGBT.
- dispositif d'étanchéitéBoîtes de jonction scellées, éléments de guide d'ondes, écrans RF.
- Équipements de défense
- Composants de fusée, boîtiers de système de ciblage optique, composants structurels du système de guidage.
Alliage d'aluminium ZL116 Questions fréquemment posées
Q1 : Quelle est la fonction du béryllium dans le ZL116 ? Peut-on l'omettre ?
- Le béryllium est un élément multifonctionnel : ① il réduit considérablement l'oxydation de la fonte, améliore la pureté de la fonte ; ② il affine le grain, améliore l'organisation ; ③ il améliore la fluidité, favorise les moulages à parois minces ; ④ il améliore les performances à haute température. Les alliages sans béryllium (tels que le ZL101A) sont également couramment utilisés, mais dans le cas duExigences élevées en matière d'étanchéité à l'air, de moulage à paroi mince et de résistance à la chaleurLe ZL116 est irremplaçable pour toutes les occasions.
Q2 : Quelle est la différence entre ZL116, ZL101A et ZL114A ?
- ZL101AAlliage de base à haute résistance et ténacité, rentable et largement utilisé, mais ne contenant pas de béryllium.
- ZL114AVersion à haute teneur en magnésium pour une plus grande résistance, excellente ténacité, sans béryllium, haute performance grâce à la pureté et au traitement thermique.
- ZL116Les alliages contenant du béryllium.Meilleure coulabilité, étanchéité à l'air et résistance à la chaleurLe ZL114A convient aux pièces complexes à parois minces, pressurisées et à température moyenne. La résistance se situe entre le ZL101A et le ZL114A, mais les performances spéciales sont exceptionnelles.
Q3 : Quelles sont les exigences particulières du processus de traitement thermique du ZL116 ?
- Fondamentalement similaire à ZL101A, mais en raison de la teneur en béryllium, l'organisation est plus stable et la fenêtre de traitement thermique est légèrement plus large. La température de la solution solide est de 535 ± 5 ℃, la température de l'eau de trempe de 40-60 ℃ est appropriée pour éviter un refroidissement excessif causé par la déformation. Température de vieillissement 160-180 ℃, peut être ajustée en fonction des exigences de performance.
Q4：Quel est le rendement de la coulée de ZL116 ? Quels sont les avantages lors de la conception de pièces à parois minces ?
- Excellente performance de couléeIl présente une bonne fluidité, une excellente étanchéité à l'air, une faible tendance à la fissuration thermique et convient particulièrement pourPièces moulées complexes à parois minces d'une épaisseur de 1,5 à 4 mm. L'ajout de béryllium améliore encore la capacité de remplissage, ce qui permet de façonner des structures fines difficiles à remplir avec d'autres alliages.
Q5 : Quelles sont les performances du ZL116 en matière de réparation par soudage ?
- Bon. Ne contient pas de cuivre et a une faible tendance à la soudure de fissures à chaud. Il peut être réparé par soudage à l'arc sous argon, en utilisant un fil homogène ou un fil du système Al-Si-Mg, et un traitement de détente est nécessaire après le soudage. Pour les pièces moulées importantes, un contrôle aux rayons X doit être effectué après le soudage de réparation.
Q6 : Quelle est la résistance à la corrosion du ZL116 ? Doit-il être traité en surface ?
- Bonne. Sans cuivre, résistant à la corrosion atmosphérique et à la corrosion générale. Peut être anodisé dans des environnements difficiles avec un film homogène et dense, adapté aux exigences décoratives élevées.
Q7 : Quel est le coût du ZL116 ? Vaut-il la peine d'être choisi ?
- En raison de la teneur en béryllium, le coût du matériau est plus élevé que celui des alliages ordinaires tels que le ZL101A. Cependant, lorsqu'il est nécessaire deHaute étanchéité à l'air, parois minces complexes, résistance à la chaleurLorsque des performances particulières sont requises, telles qu'une excellente moulabilité et une grande fiabilité, le taux de rebut peut être réduit et le coût global est souvent meilleur. Il convient aux applications qui exigent des performances et une fiabilité élevées.
📊 Colonne étendue : Analyse comparative du ZL116 et des alliages apparentés
| dimension de comparaison | ZL116 (avec Be) | ZL101A (no Be) | ZL114A (haute teneur en Mg) | A357.0 (AFSL avec Be) |
|---|---|---|---|---|
| Silicium (Si)% | 6.5-7.5 | 6.5-7.5 | 6.5-7.5 | 6.5-7.5 |
| Magnésium (Mg)% | 0.35-0.55 | 0.25-0.45 | 0.45-0.75 | 0.45-0.70 |
| Béryllium(Be)% | 0.15-0.40 | ne pas avoir | ne pas avoir | 0.04-0.07 |
| Résistance à la traction (T6) | 290-340 MPa | 290-330 MPa | 320-370 MPa | 320-360 MPa |
| Limite d'élasticité (T6) | 230-270 MPa | 220-260 MPa | 260-300 MPa | 250-290 MPa |
| Allongement (T6) | 2.0-5.0% | 3.0-6.0% | 5.0-10.0% | 3.0-8.0% |
| Mobilité de la coulée | talentueux | favorable | favorable | Bon (avec amélioration du béryllium) |
| étanche | excellent | favorable | favorable | talentueux |
| résistance à la chaleur | talentueux | favorable | favorable | talentueux |
| Coûts typiques | élevé | moyen-haut de gamme | haut de gamme | haut de gamme |
Guide de sélection rapide :
- Sélectionner ZL116Lorsque la pièce nécessiteHaute étanchéité à l'air, parois minces complexes, résistance moyenne à la chaleurLorsqu'il s'agit, par exemple, de boîtiers hydrauliques pour l'aérospatiale, d'instruments de précision.
- Sélectionner ZL101ALes composants structurels conventionnels à haute performance à la recherche d'un meilleur rapport coût-efficacité.
- Sélectionner ZL114A: ExigencesRésistance et robustesse ultimeset lorsque la coulée est modérément difficile.
- Option A357.0Les projets internationaux peuvent avoir besoin de se référer directement aux alliages contenant du béryllium de la norme américaine.
