ZL111（ZAlSi9Cu2Mg）鋳造アルミ合金：高強度と優れた鋳造性の完璧なバランスで、包括的な性能上の利点があります。
公開日：2026-03-09 カテゴリ：広報 閲覧数：1803
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典型的な代表者である。ZL111 (ZAlSi9Cu2Mg) による優れた総合機械特性、良好な鋳造性能、複数の複合強化効果が知られている。この合金はシリコン（Si）は鋳物の流動性を高め、銅（Cu）とマグネシウム（Mg）は相乗的な補強効果をもたらす。T6熱処理は、アルミ-銅合金よりも優れた鋳造加工性と低コストを維持しながら、アルミ-銅合金に近い高強度レベルを与え、製造に最適な方法である。高荷重を受け、複雑な形状を持ち、高い気密性が要求される重要な鋳物。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。
ZL111の国家等級はZAlSi9Cu2Mgである。
- 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。ZAlSi9Cu2Mg.この名前は、ケイ素（Si）、銅（Cu）、マグネシウム（Mg）というコア合金システムを直接反映している。
- 業界/企業コード::ZL111 これは、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呼称である。
- コア機能::シリコン含有量が高い (8.0-10.01 TP3T) 良好な鋳造流動性と気密性を確保；中程度の銅含有量（1.3～1.81 TP3T）、マグネシウム含有量（0.4～0.61 TP3T） 複合強化効果を提供する。T6熱処理の後、それは得ることができる。高い強度と優れた可塑性のバランスAl-Si-Cu-Mg系合金の中では、総合的な性能の点で最も優れたグレードのひとつである。
ZL111アルミニウム合金成分表（GB/T 1173典型要求に基づく）
| 要素別 | 含有量範囲（wt%） | 機能的役割 |
|---|---|---|
| ケイ素 (Si) | 8.0-10.0 | 主な合金元素.良好な鋳造流動性、耐熱亀裂性、気密性を提供。 |
| 銅（Cu） | 1.3-1.8 | コア強化要素..Al₂Cu強化相の形成により、室温・高温強度が大幅に向上。 |
| マグネシウム (Mg) | 0.4-0.6 | 主な強化要素.ケイ素とのMg₂Siの形成とAl₂Cuとの相乗複合強化効果. |
| マンガン (Mn) | 0.1-0.3 | 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） | 穀物精製業者。 |
| 鉄（Fe） | ≤ 0.4 | 不純物元素。機械的性質と耐食性を確保するために厳密な管理が必要。 |
| 亜鉛 | ≤ 0.3 | 不純物。 |
| アルミニウム（Al） | 許容誤差 | 基板材料。 |
ZL111 物理的および機械的特性パラメータ表（金属タイプ鋳物、代表値）
| パフォーマンス指標 | キャスト（F） | T5エージング状態 | T6固溶体＋エージング状態 | パフォーマンスのポジショニングと解釈 |
|---|---|---|---|---|
| 密度 | 2.68-2.71 g/cm³ | -- | -- | ZL104に似ている。 |
| 引張強さ（Rm） | 200-240 MPa | 260-300 MPa | 300-350 MPa | T6状態での優れた強度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) | 120-150 MPa | 200-230 MPa | 240-280 MPa | 熱処理後の降伏強度は大幅に向上し、耐荷重性も高い。 |
| 伸び (A) | 2.0-4.0% | 2.0-3.0% | 2.0-4.0% | 長所を強調高強度でも良好な可塑性を維持。 |
| ブリネル硬度（HB） | 70-80 | 90-105 | 100-120 | T6以降は高硬度で耐摩耗性に優れる。 |
| 高温強度（200） | 通常 | 良好 | 有能 | 銅とマグネシウムの複合材により、良好な高温性能を維持できる。 |
| キャスティングの機動性 | 有能 | -- | -- | シリコンの含有量が高いため、優れた金型充填能力が保証される。 |
| 密閉 | 有能 | 有能 | 有能 | 圧力鋳造に適している。 |
| 耐食性 | 控えめ | 控えめ | 控えめ | 銅が含まれているため、銅を含まない合金よりも耐食性に劣る。 |
パフォーマンス向上の道筋と技術的メリット
ZL111の性能は、その“高シリコンが鋳造性を保証＋銅とマグネシウムの複合強化材”「最適化されたデザイン
- シリコン含有量の最適な選択8-10%のケイ素含有量は、亜共晶-共晶の範囲にあり、これは、8-10%と8-10%の両方を確実にする。優れた鋳造流動性(ZL105、ZL107よりも優れている）、過共晶合金の一次シリコン粗大化の問題を避けることができる。
- 銅とマグネシウムの複合補強材銅(1.3-1.8%)とマグネシウム(0.4-0.6%)の比率を最適化し、T6熱処理後にAl₂CuとMg₂Siの二重強化相相乗効果により、強度が大幅に向上し、補強相が均一に分布した。
- タフネスのバランスが良いZL105に比べ、ZL111はシリコン含有量が高く、鋳造性に優れ、ZL107に比べ、適度な銅含有量で伸びが高く、ZL104に比べ、強度が著しく高い。強度、可塑性、鋳造性のバランスが良い。.
- 厳格な不純物管理鉄含有量≤0.4%の要件は、機械的特性の安定性と一貫性を保証します。
対応する国際等級
ZL111には、近い国際的な同等品がいくつかある：
- 中国国家規格::ZAlSi9Cu2Mg (GB/T 1173)
- アメリカン・スタンダード:: と連携している。 354.0 (Al-Si9Cu2Mg）は、組成との適合性が高く、ZL111の国際的な対抗品である。
- EU規格::EN AC-42200 (Al-Si7Mg）銅を含まない；EN AC-45400 (Al-Si8Cu3)は銅の含有量がやや高い。最も近い近似値は、特定の銘柄のAl-Si9Cu2Mgカスタム合金である。
- 日本規格::AC4B 上位機種はそれに近い。
- 国際規格::AlSi9Cu2Mg (ISO 3522）。
鋳造産業におけるZL111の応用
に基づいている。高強度、良好な鋳造性、優れた気密性と靭性のバランス。ZL111は、主に次のような分野で使用されている：
- 航空・宇宙（ハイエンド用途）
- 航空機構造部品応力ブレース、ジョイント、フレーム、ハッチレール。
- エンジンアクセサリーアクセサリーマガジン、ポンプボディ、バルブボディ。
- ミサイル部品ラダーマウント、計器室構造部材。
- 自動車および動力機械（主流用途）
- エンジン部品シリンダーヘッド、インテークチューブ、オイルパン、タイミングギアハウジング、エンジンマウント。
- 伝送システムトランスミッションハウジング、クラッチハウジング、ディストリビューターハウジング。
- スーパーチャージャー・コンポーネントコンプレッサーシェル、中間シェル。
- 油圧・空圧システム
- 高圧バルブ本体油圧バルブ、比例バルブ、サーボバルブハウジング。
- ポンプ本体ギアポンプ、ピストンポンプハウジング。
- シリンダーエンドキャップ気密性と強度が要求されるシリンダー部品。
- 一般・建設機械
- 減速機ハウジング、工業用ギアボックス、油圧シリンダーエンドキャップ。
ZL111アルミニウム合金 よくある質問
Q1: ZL111とZL105, ZL107, 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？
- これは高強度アルミ鋳造で最も一般的な比較である。::
- ZL111 (Al-Si9Cu2Mg)::高シリコン（9%）、中銅（1.3～1.8%）、マグネシウム含有.優れた鋳造性、高強度、良好な伸びは、総合的なパフォーマンスにおいて最もバランスの取れた選手である。
- ZL105 (Al-Si5Cu1Mg)::低シリコン（5%）、中低銅（1.0～1.5%）、マグネシウム含有.高い強度と高温性能しかし、キャスタビリティーはやや劣る。
- ZL107 (Al-Si7Cu4)::中シリコン（7%）、高銅（3.5～4.5%）.高い強度と硬度しかし、伸びは低く、鋳造性は中程度である。
- ZL104 (Al-Si9Mg)::高シリコン（9%）、銅フリー、マグネシウム含有.優れた鋳造性と優れた耐食性しかし、強さは中程度だ。
- セレクション必須最高の総合性能（強度＋鋳造性＋靭性） 选ZL111(a) 必要性最高強度で鋳造性はやや劣る选ZL107(a) 必要性高温性能と低鋳造性选ZL105(a) 必要性良好な鋳造性と耐食性、中程度の強度が要求される。选ZL104.
Q2: ZL111の熱処理工程の一般的な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.
- 人工的な時間制限160～180℃×6～10時間、空冷。
- 銘記する固溶体温度は、オーバークッキングを防ぐために正確に制御する必要がある。
Q3：ZL111の鋳造性は？ZL104との比較は？
- 素晴らしい、ZL104に近いZL111のシリコン含有量（8-10%）はZL104のシリコン含有量（8.5-10.5%）と類似しているため、流動性、耐熱亀裂性、気密性はいずれも高いレベルにある。実際の生産では、ZL111の鋳造プロセスパラメータは、基本的にZL104と共通にすることができます。高強度鋳造アルミで最高の鋳造グレードのひとつ.
Q4：なぜZL111の伸長は高いレベルに保たれているのですか？
- これには3つの理由がある：
- 中程度の銅含有量1.3-1.8%の銅は、ZL107のような高銅合金にありがちな脆さを避けつつ、十分な強度をもたらします。
- シリコンモルフォロジーの最適化共晶/亜共晶シリコン組織は、緻密化処理によって微細化し、マトリックスの切断を減らすことができる。
- 不純物の厳格な管理針状脆性相の生成を抑えるには、鉄含有量0.4%以下が必要である。
そのため高強度アルミ鋳造における強度と靭性のバランスの好例.
Q5: ZL111の溶接補修性能は？
- アッパーミドルクラス.銅の含有量は中程度で、ZL107のような高銅合金に比べ、溶接熱亀裂の発生傾向は低い。アルゴン・アーク溶接の溶加材溶接を行なう場合は、次のことを推奨する。予熱（100～150）使用されるワイヤーは均質か、母材の性能よりわずかに高い。ストレス解消溶接は、機械の他の部品の溶接と同じ方法で行われる。重要な耐荷重部品については、溶接後の品質を確認するためにX線検査が必要となる。
Q6: ZL111とA354.0の関係は？互換性はありますか？
- ZL111は、A354.0（US354.0の高純度版）と組成および特性が極めて類似している。A354.0の組成範囲（Si 8.5-9.5%、Cu 1.5-2.0%、Mg 0.5-0.7%）は、基本的にZL111の組成範囲と重なる。工学的な実務では、両者はしばしば交換可能な材料と見なされている。しかし、A354.0 の方が不純物に対する要求が厳しく、性能の安定性が高いことに留意すべきである。
コラム：ZL111と関連合金の比較分析
| 比較次元 | ZL111 (AlSi9Cu2Mg) | ZL104 (AlSi9Mg) | ZL105 (AlSi5Cu1Mg) | ZL107 (AlSi7Cu4) | A354.0 (AFSL) |
|---|---|---|---|---|---|
| シリコン(Si)% | 8.0-10.0 | 8.5-10.5 | 4.5-5.5 | 6.5-7.5 | 8.5-9.5 |
| 銅(Cu)% | 1.3-1.8 | ≤0.1 | 1.0-1.5 | 3.5-4.5 | 1.5-2.0 |
| マグネシウム(Mg)% | 0.4-0.6 | 0.17-0.35 | 0.4-0.6 | ≤0.3 | 0.5-0.7 |
| 引張強さ（T6） | 300-350 MPa | 240-270 MPa | 280-320 MPa | 290-330 MPa | 320-360 MPa |
| 降伏強さ（T6） | 240-280 MPa | 180-210 MPa | 210-250 MPa | 220-260 MPa | 260-300 MPa |
| 伸び（T6） | 2.0-4.0% | 1.5-3.0% | 1.5-3.0% | 1.5-2.5% | 3.0-5.0% |
| キャスティングの機動性 | 有能 | 有能 | 良好 | 良好 | 有能 |
| 総合評価 | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★★★★ |
| 一般的なコスト | 控えめ | 低 | 控えめ | 控えめ | 中程度に高い |
選択へのクイックガイド：
- ZL111を選ぶ。いざとなったら優れた鋳造性と靭性を兼ね備えた高強度その時は“オールラウンダー”「選手たち
- ZL104を選択中程度の強度が必要な場合は、鋳造性と耐食性を重視する。
- ZL105を選択高温性能と強度が望ましいが、鋳造性が多少悪くても許容される。
- ZL107を選択。靭性や鋳造性が低くても良い場合は、強度が高い方が好ましい。
- オプション A354.0国際的なプロジェクトや、より高いレベルのパフォーマンスの一貫性が求められる場合。
