ZL105およびZL105A高強度鋳造アルミ合金の包括的ガイド：組成システム、熱処理プロセス、性能比較およびエンジニアリング用途
公開日：2026-03-05 カテゴリ：広報 閲覧数：1903
製品カタログ
の中国国家規格（GB/T 1173）である。アルミニウム-シリコン-銅-マグネシウム系高強度鋳造合金の代表ブランドである。ZL105（ZAlSi5Cu1Mg）およびその高純度バージョンZL105A（ZAlSi5Cu1MgA） による高強度、良好な鋳造性、優れた熱処理応答性で知られている。このペアの合金は中程度のケイ素含有量（4.5～5.51 TP3T）は、銅（Cu）とマグネシウム（Mg）の組み合わせによって強化され、鋳造の流動性を保証する。T5またはT6熱処理後、ZL201のような高強度合金の機械的レベルを得ることができ、同時にアルミ-銅合金よりも優れた鋳造加工性を保持することができる。高い静荷重と中程度の動荷重を伴う複雑な鋳物航空、航空宇宙、自動車、動力機械などの幅広い用途に理想的な素材である。
ZL105 / ZL105A 対応ナショナルグレード
- ナショナル・スタンダード・グレードGB/T 1173によると、等級は以下の通り。 ZAlSi5Cu1Mg(ZL105に対応）と ZAlSi5Cu1MgA(ZL105Aに対応）。接尾辞 “A ”は高純度バージョンを表す。
- 業界/企業コード::ZL105 歌で応える ZL105A 鋳造業界の図面、マニュアル、企業規格で広く使用されているコードである。
- コア機能::
- ZL105不純物鉄(Fe)の制御が比較的緩く(≤0.5%)、優れた総合性能と高いコストパフォーマンスを持つ基本的なAl-Si-Cu-Mg四元系合金。
- ZL105A::高純度熱処理は、鉄 (Fe) (≤0.15%) などの不純物の厳格な制限と、他の微量元素の最適化によって行われる。より高い強度、より優れた塑性変形性、より安定した全体的な機械的特性は、航空や航空宇宙などのハイエンド分野向けのアップグレードオプションである。
ZL105 / ZL105A アルミ合金成分表
| 要素別 | ZL105 含有量範囲（wt%） | ZL105A 含有量範囲（wt%） | 機能的役割 |
|---|---|---|---|
| ケイ素 (Si) | 4.5-5.5 | 4.5-5.5 | 主な合金元素.鋳造流動性を与え、マグネシウムとMg₂Si強化相を形成する。 |
| 銅（Cu） | 1.0-1.5 | 1.0-1.5 | コア強化要素.Al₂Cuと複雑な多強化相の形成は、室温と高温の強度を著しく向上させる。 |
| マグネシウム (Mg) | 0.4-0.6 | 0.4-0.6 | 主な強化要素.ケイ素とのMg₂Siの形成と銅との相乗複合強化効果. |
| 鉄（Fe） | ≤ 0.5 | ≤ 0.15 | 不純物の違いで最も重要なポイント鉄は脆い相を形成し、塑性と疲労特性を低下させる。鉄は脆い相を形成し、塑性と疲労特性を低下させる。ZL105Aの厳しい鉄の制限は、性能ジャンプの核心である。 |
| マンガン (Mn) | 0.3-0.5 | 0.3～0.5（追加可能） | 鉄の有害な影響を中和し、耐熱性を向上させる。 |
| チタン（Ti） | 0.1～0.2（追加可能） | 0.1～0.2（通常添加） | 穀物精製業者。 |
| 亜鉛 | ≤ 0.3 | ≤ 0.1 | 不純物。 |
| アルミニウム（Al） | 許容誤差 | 許容誤差 | 基板材料。 |
ZL105 / ZL105A 物理的および機械的特性パラメータ表（代表値、T6状態）
| パフォーマンス指標 | ZL105-T6 | ZL105A-T6 | 比較分析と利点 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 2.68-2.70 g/cm³ | 2.68-2.70 g/cm³ | 似たようなものだ。 |
| 引張強さ（Rm） | 280-320 MPa | 330-370 MPa | ZL105Aは著しく高い高強度鋳造アルミニウムのレベルに達している。 |
| 降伏強度 (Rp0.2) | 210-250 MPa | 260-300 MPa | ZL105Aの降伏強度は著しく高く、耐荷重はより強い。 |
| 伸び (A) | 1.5-3.0% | 3.0-5.0% | ZL105Aの可塑性（伸び）の優位性は極めて優れている。ZL105のほぼ2倍である。 |
| ブリネル硬度（HB） | 90-105 | 100-115 | ZL105Aは硬度が高く、耐摩耗性に優れている。 |
| 高温強度（250） | 良好 | 有能 | 銅の添加により、どちらも良好な高温性能が得られ、ZL105Aの方が優れている。 |
| 疲労強度 | 良好 | 有能 | 不純物制御により、ZL105Aの耐疲労性は大幅に向上した。 |
| キャスティングの機動性 | 良好 | 良好 | 同様に、同じシリコン含有量であれば、同等の流動性が得られる。 |
| 熱処理応答性 | 良好 | 素晴らしい | 不純物が少ないため、強化相がより十分に析出し、ZL105Aがより均一に組織化される。 |
パフォーマンス向上パスウェイと技術採点
ZL105とZL105Aの違いの核心は“純度のアップグレード”「によってもたらされたパフォーマンスの質的変化。
- 複数の複合補強ケイ素、銅、マグネシウムの3元素の相乗作用により、Mg₂Si、Al₂Cu、多面的複合化合物が形成され、熱処理によりZL104より高い強度レベル良好な鋳造性を維持しながら、鋳造性は非常に良好である。
- 純度がパフォーマンスの天井を決めるZL105Aは、鉄(Fe)を≤0.5%から≤0.15%に減少させ、脆性相の体積分率を劇的に減少させる。ダブルの伸びと疲労性能航空宇宙のような高い信頼性の要求に応えることができる。
- パフォーマンス・エンジンとしての熱処理両方合格する必要があるT5（人工熟成）またはT6（固溶体＋人工熟成） T6処理は強度がピークに達するが、焼入れ歪みに注意が必要であり、T5処理は歪みが少なくかなりの強度が得られる。
- コストとパフォーマンスの比較ZL105は“コストパフォーマンスの高い選択肢”であり、ZL104より優れた強度を管理可能なコストで提供する。“航空宇宙グレードのアップグレード”「より高い強度、靭性、信頼性と引き換えに、ハイエンド用途に割高な料金を支払う。
対応する国際等級
ZL105/ZL105Aは同様の特性を持つ合金として国際的に見られるが、組成系の微妙な違いには注意が必要である：
- 中国国家規格::ZAlSi5Cu1Mg (ZL105）、ZAlSi5Cu1MgA (ZL105A) (GB/T 1173)
- アメリカン・スタンダード:: と連携している。 A319.0 (Al-Si6Cu4）と A355.0 類似点はあるが、A319は銅の含有量が多く、ZL105はマグネシウムの含有量が多い。 354.0 (Al-Si9Cu2Mg）または 355.2 (高純度バージョン）が、組成はまだ様々である。
- EU規格::EN AC-45400 (Al-Si8Cu3）は銅含有量が高い；EN AC-42200 (Al-Si7Mg）銅なし、異なる性能システム。
- ロシア規格::AЛ5 組成はZL105に近い。
鋳物産業におけるZL105 / ZL105A
に基づいている。高強度、良好な鋳造性、傾斜選択性この合金の特性は、主に次のような分野で使用されている：
- 航空宇宙・防衛 (主にZL105A)
- 航空機構造部品ストレスジョイント、サポート、フレーム、ハッチレール。
- エンジンアクセサリーコンプレッサーマガジン、アクセサリードライブハウジング、燃料ポンプハウジング。
- ミサイルと宇宙船インストルメントポッドホルダー、アタッチメントリング。
- 自動車と動力機械（ZL105とZL105Aの組み合わせ）
- エンジン部品シリンダーヘッド（非高熱負荷部）、インテークマニホールド、 オイルサンプ タイミング・ギア・チャンバー。
- 伝送システムギアボックスハウジング、クラッチハウジング。
- コンプレッサー部品クランクケース、シリンダーブロック
- 一般機械および重機
- ポンプおよびバルブハウジング高圧オイルポンプ、油圧バルブボディ（高い強度と耐圧性が要求される）。
- トランスミッション部大型減速機 産業用ギアボックス .
- 建設機械油圧シリンダーエンドキャップ、コネクティングブラケット。
ZL105 / ZL105A アルミ合金のよくある質問
Q1: ZL105とZL104の主な違いは何ですか？また、どのように選べばよいですか？
- これは最も一般的な比較である。::
- ZL105::銅（Cu 1.0-1.5%）を含み、マグネシウム含有量が高い。Al₂CuとMg₂Siの複合材で強化。高い強度（特に降伏強度）と優れた高温性能伸びと耐食性はZL104の方が若干低い。
- ZL104::銅フリーMg₂Siのみで強化。耐食性に優れ、可塑性がやや高いしかし、強度（特に高温強度）はZL105より低い。
- セレクション必須より高い強度、より高い使用温度、より高い硬度の要求季節限定ZL105そうだ。高い耐食性と適度な強度が要求される季節限定ZL104.
Q2: ZL105AはZL105よりどれくらい高価ですか？性能の向上はそれに見合うものですか？
- 通常、コストは高くなる20-30%その主な理由は、一次アルミニウムの純度、溶解工程の管理および試験に対する要求がより厳しくなったことである。
- 価値があるかどうか用途にもよりますが、一般産業機械ではZL105の性能で十分です。不経済しかし、航空宇宙、モータースポーツ、その他の産業で高い需要があるものについては、次のようになる。信頼性と疲労寿命が要求されるZL105Aの性能向上は、次のような場面で発揮される。なければならないその
Q3: ZL105の一般的な熱処理工程パラメータを教えてください。
- 典型的なT6工程（あくまで参考であり、鋳物によって調整が必要）：
- 固溶体処理515-525℃×6-12時間。温水（60～80℃）で固める(注意：温度が高すぎると火が通りすぎる）。
- 人工的な時間制限160～180℃×6～10時間、空冷。
- T5プロセス（鋳造状態での直接人工時効処理）も使用可能で、強度向上はやや劣るが、変形のリスクは少ない。
Q4: ZL105とZL105Aの鋳造特性は？
- 良好シリコン含有量は4.5-5.51 TP3Tです。シリコン含有量が4.5-5.51 TP3Tの場合、流動性は高シリコン合金（例えばZL102）ほど良くないが、中程度の複雑さのほとんどの鋳物に対処するには十分である。ZL104と比較すると流動性は若干劣りますが、アルミ銅合金（ZL201など）よりは良好です。薄肉部品を設計する場合は、注湯システムの最適化に注意を払う必要があります。
Q5: ZL105とZL105Aの溶接補修性能について教えてください。
- 控えめ.銅が含まれているため、銅を含まないZL104よりも溶接熱亀裂の傾向が高い。アルゴン・アーク溶接フィラー溶接を行う場合は、次のことが必要である。予熱（150～200）適切な充填材の選択、溶接後ストレス解消以下は、行うべき溶接の種類の例である。重要な耐荷重部品については、補溶接は最小限にとどめるべきである。
Q6: ZL105Aの耐食性は？表面処理は必要ですか？
- 控えめ.銅を含むため、耐食性は銅を含まないZL101A/ZL104ほど良くない。効果的な表面保護が必要最も重要なことは、例えばアルマイト処理（皮膜が灰色を帯びている場合がある）、塗装などの環境をよく理解することである。
