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。
发布时间2026-03-09 分类広報 浏览量46
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が知られている。この合金は硅（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 对应的国家牌号是 ZAlSi9Cu2Mg。
- 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::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）
| 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。提供良好的铸造流动性、抗热裂性和气密性。 |
| 銅（Cu） | 1.3-1.8 | コア強化要素。形成Al₂Cu强化相，显著提升室温及高温强度。 |
| マグネシウム (Mg) | 0.4-0.6 | 主な強化要素。与硅形成Mg₂Si，与Al₂Cu协同产生复合强化效应。 |
| 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 | 杂质元素。需严格控制，以保证力学性能和耐蚀性。 |
| 亜鉛 | ≤ 0.3 | 不純物。 |
| アルミニウム（Al） | 許容誤差 | 基板材料。 |
ZL111物理与力学性能参数表（金属型铸造，典型值）
| 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 | -- | -- | 与ZL104相近。 |
| 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：在高强度水平下仍保持良好塑性。 |
| 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 | 铜镁复合使其保持良好高温性能。 |
| キャスティングの機動性 | 有能 | -- | -- | 高硅含量保证其充型能力优异。 |
| 密閉 | 有能 | 有能 | 有能 | 适合承压铸件。 |
| 耐食性 | 控えめ | 控えめ | 控えめ | 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。
対応する国際等級
ZL111在国际上有多个接近的对应牌号：
- 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) 成分高度吻合，是ZL111的国际对标牌号。
- EU規格::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。
- 日本規格::AC4B 的高端版本与之接近。
- 国際規格::AlSi9Cu2Mg (ISO 3522）。
ZL111在铸造行业的应用
に基づいている。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）
- 航空機構造部品：受力支架、接头、框架、舱门导轨。
- エンジンアクセサリー：附件机匣、泵体、阀体。
- 导弹部件：舵面支架、仪器舱结构件。
- 自動車および動力機械（主流用途）
- エンジン部品：气缸盖、进气管、油底壳、正时齿轮室、发动机支架。
- 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。
- 增压器部件：压气机壳体、中间壳体。
- 油圧・空圧システム
- 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。
- セレクション必須最佳综合性能（强度+铸造性+韧性） 选ZL111(a) 必要性最高强度且可接受铸造性稍差选ZL107(a) 必要性高温性能且铸造性要求不高选ZL105(a) 必要性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？
- 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。
- 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，焊后进行ストレス解消。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
| 比較次元 | ZL111 (AlSi9Cu2Mg) | ZL104 (AlSi9Mg) | ZL105 (AlSi5Cu1Mg) | ZL107 (AlSi7Cu4) | A354.0 (美标) |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
| 综合性能评级 | ★★★★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★★★★ |
| 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：
- 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。
- ZL104を選択：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。
