ZL115(ZAlSi5Zn1Mg) 주조 알루미늄 합금: 아연-마그네슘 복합재로 강화된 내식성 용접 가능 합금

发布时间：2026-03-11 分类：공개 정보 浏览量：26

중국 국가 표준(GB/T 1173)으로서铝硅锌镁系耐蚀铸造合金的特色代表，ZL115（ZAlSi5Zn1Mg） 를 통해良好的耐腐蚀性能、适中的力学强度和优异的焊接性로 유명합니다. 합금은 다음과 같이 만들어집니다.硅（Si）保障铸造性能，锌（Zn）与镁（Mg）复合强化，在保持较好铸造工艺性的同时，经热处理后可获得中等强度水平，特别适合制造要求耐海水腐蚀、可焊接且承受中等载荷的复杂铸件，在船舶、化工、食品机械等领域具有独特应用价值。

ZL115 对应的国家牌号是 ZAlSi5Zn1Mg。

국가 표준 등급GB/T 1173에 따르면 등급은 다음과 같습니다.ZAlSi5Zn1Mg。名称直接体现了其核心合金体系：硅（Si）、锌（Zn）、镁（Mg）。
산업/기업 코드::ZL115 파운드리 업계 도면, 매뉴얼 및 기업 표준에서 이 재료에 대해 널리 사용되는 명칭입니다.
핵심 기능::中低硅含量（4.5-5.5%） 保证基本的铸造流动性；锌（1.2-1.8%）与镁（0.4-0.6%）的复合提供强化效果；구리 무함유그 결과优异的耐腐蚀性能；同时具备良好的焊接性，是铸造铝合金中少有的“耐蚀+可焊”型材料。

ZL115铝合金成分表（基于GB/T 1173典型要求）

집합의 요소	콘텐츠 범위(wt%)	기능적 역할
실리콘(Si)	4.5-5.5	주요 합금 원소。提供基本的铸造流动性，部分固溶强化。
아연(Zn)	1.2-1.8	核心强化元素之一。固溶强化效果显著，同时改善耐腐蚀性。
마그네슘(Mg)	0.4-0.6	주요 개선 요소。与硅形成Mg₂Si，与锌协同产生复合强化效应。
구리(Cu)	≤ 0.1	严格控制的杂质。保持优异的耐腐蚀性。
철(Fe)	≤ 0.6	杂质元素。需控制，但容忍度适中。
망간(Mn)	≤ 0.5	철분의 유해한 영향을 중화하기 위해 첨가할 수 있습니다.
티타늄(Ti)	0.1-0.2(추가 가능)	곡물 정제기.
알루미늄(Al)	쿠션	인쇄물 소재.

ZL115物理与力学性能参数表（金属型铸造，典型值）

성과 지표	캐스트(F)	T5 에이징 상태	T6 고체 용액 + 에이징 상태	성능 포지셔닝 및 해석
밀도	2.68-2.70 g/cm³	--	--	--
인장 강도(Rm)	160-190 MPa	200-240 MPa	250-290 MPa	T6态强度中等偏上，满足一般结构件要求。
항복 강도(Rp0.2)	90-110 MPa	140-170 MPa	180-210 MPa	热处理后屈服强度提升，承载能力增强。
연신율(A)	3.0-5.0%	2.0-4.0%	2.0-4.0%	塑性良好，优于多数含铜合金。
브리넬 경도(HB)	60-70	70-80	80-95	硬度适中，加工性良好。
내식성	재능 있는	재능 있는	재능 있는	핵심 강점，不含铜，耐海水和化工介质腐蚀。
焊接性	유리한	유리한	유리한	핵심 강점，可进行氩弧焊修补和连接。
캐스팅 이동성	보통	--	--	硅含量较低，流动性不如高硅合金。
고온 강도	평소	평소	평소	非耐热合金，不宜在高温下长期工作。

性能强化路径与技术特点
ZL115的性能来源于其“锌镁复合强化、耐蚀为本”的设计理念：

锌的独特作用：锌在铝中有较高的固溶度，能提供显著的固溶强化效果，同时不像铜那样损害耐腐蚀性。锌的加入还能改善合金的自然时效能力.
镁的辅助强化：镁与硅形成Mg₂Si沉淀相，通过热处理进一步强化。锌与镁的复合，可形成T(Al₂Mg₃Zn₃)等强化相，增强热处理响应。
无铜设计：严格限制铜含量，确保合金在海洋和化工环境中的优异耐腐蚀性能，这是其区别于ZL105、ZL107等含铜合金的核心特征。
良好焊接性：由于不含铜且杂质控制适当，ZL115的焊接热裂纹倾向低，可进行氩弧焊修补和结构连接，为复杂铸件的制造和修复提供了便利。

해당 국제 성적
ZL115的锌镁强化体系在国际上有一定独特性，但可找到相近牌号：

중국 국가 표준::ZAlSi5Zn1Mg (GB/T 1173)
미국 표준:: 다음과 함께 713.0 (Al-Zn6CuMg) 体系不同，但 712.0 (Al-Zn6Mg) 有一定相似性；部分资料提到 771.0 (Al-Zn7Mg) 体系相近。最接近的是 Zinc-containing aluminum casting alloys 类，但无直接对应。
EU 표준::EN AC-41000 (Al-Si5Mg) 不含锌；EN AC-71000 (Al-Zn10Si8Mg) 锌含量过高。无直接对应。
일본 표준：无直接对应。
국제 표준::AlSi5Zn1Mg 在ISO 3522中有类似牌号。

ZL115在铸造行业的应用

를 기반으로良好耐蚀性、可焊接性和中等强度的特点，ZL115主要应用于以下领域：

船舶与海洋工程（核心应用）
- 船用配件：甲板阀门、水泵壳体、管接头、通风口格栅。
- 海洋平台：仪器支架、栏杆连接件、防腐蚀罩壳。
- 渔业机械：渔网起收机壳体、海水泵部件。
化工与食品机械
- 化工泵阀：输送腐蚀性介质的泵体、阀体、管件。
- 食品机械：食品加工设备壳体、输送管道连接件（无铜污染风险）。
- 制药设备：要求无铜、耐腐蚀的仪器壳体。
通用机械与结构件
- 焊接结构件：需与铝合金型材或板材焊接连接的铸造部件。
- 复杂壳体：对耐蚀性有要求的仪器仪表外壳、电气设备壳体。
- 지하철：车厢内饰件、扶手支架。

ZL115铝合金常见问题解答

Q1：ZL115最突出的优点是什么？

两大核心优势：一是优异的耐腐蚀性能（不含铜），尤其耐海水和化工介质腐蚀；二是良好的焊接性，可进行氩弧焊连接和补焊。这两个特点使其在船舶、化工等领域具有独特价值。

Q2：ZL115的强度水平如何？与ZL104相比如何？

ZL115-T6的抗拉强度约为250-290 MPa，略低于ZL104-T6（240-270 MPa，但ZL104-T6典型值其实更低，ZL104强度上限约270，ZL115上限约290，所以ZL115稍高或相当）。但ZL104的铸造流动性更好，ZL115的耐蚀性和焊接性更优。两者各有侧重，ZL115更适合对耐蚀性要求高的场合。

Q3：ZL115为什么具有良好的耐腐蚀性？

主要是因为不含铜（Cu）。铜在铝合金中会形成阴极相，加速电化学腐蚀。ZL115严格控制铜≤0.1%，同时锌的加入反而有助于形成更稳定的表面氧化膜，使其在海水、潮湿大气等环境中表现出优异的耐蚀性。

Q4：ZL115的焊接工艺有何要求？

焊接性良好，可采用常规氩弧焊（TIG/MIG）进行连接或修补。建议：
- 使用同质或略高于母材性能的焊丝（如含锌的铝硅焊丝）。
- 焊前彻底清洁焊接区域，去除氧化膜。
- 对厚大件可适当预热（100-150°C）。
- 焊后对重要结构件进行消除应力处理。

Q5：ZL115可以用于制造船用螺旋桨吗？

不适合。螺旋桨需要极高的强度和抗空蚀性能，通常使用镍铝青铜或不锈钢。ZL115的强度不足以胜任，主要用于船用非承力或中等承力部件。

Q6：ZL115的铸造性能如何？设计时需注意什么？

中等水平。硅含量仅4.5-5.5%，流动性不如ZL104、ZL111等高硅合金。设计浇注系统时需注意：
- 适当加大浇口尺寸，提高浇注温度。
- 避免过于薄壁的结构（建议最小壁厚≥3mm）。
- 加强补缩设计，防止缩孔缩松。

📊 延伸栏目：ZL115与相关合金对比分析

비교 차원	ZL115 (AlSi5Zn1Mg)	ZL101A (AlSi7MgA)	ZL104 (AlSi9Mg)	ZL105 (AlSi5Cu1Mg)
실리콘 (Si)%	4.5-5.5	6.5-7.5	8.5-10.5	4.5-5.5
구리(Cu)%	≤0.1（无铜）	≤0.1（无铜）	≤0.1（无铜）	1.0-1.5（含铜）
锌(Zn)%	1.2-1.8	≤0.1	≤0.2	≤0.3
마그네슘(Mg)%	0.4-0.6	0.25-0.45	0.17-0.35	0.4-0.6
인장 강도(T6)	250-290 MPa	290-330 MPa	240-270 MPa	280-320 MPa
연신율(T6)	2.0-4.0%	3.0-6.0%	1.5-3.0%	1.5-3.0%
내식성	优秀（无铜）	优秀（无铜）	优秀（无铜）	중간(구리 포함)
焊接性	재능 있는	유리한	유리한	보통
캐스팅 이동성	보통	유리한	재능 있는	보통
일반적인 비용	보통	中高端	低	보통