Guia completo das ligas de alumínio fundido de alta resistência ZL105 e ZL105A: sistema de composição, processo de tratamento térmico, comparação de desempenho e aplicações de engenharia
Publicado em:2026-03-05 Categoria:informação pública Visualizações:1691
Catálogo de artigos
- ZL105 / ZL105A Classes nacionais correspondentes
- Tabela de composição da liga de alumínio ZL105 / ZL105A
- ZL105 / ZL105A Propriedades físicas e mecânicas Tabela de parâmetros (valores típicos, estado T6)
- Percursos de melhoria do desempenho e classificação tecnológica
- Graus internacionais correspondentes
- ZL105 / ZL105A na indústria de fundição
- Perguntas frequentes sobre a liga de alumínio ZL105 / ZL105A
Como uma norma nacional chinesa (GB/T 1173) naLigas de fundição de alta resistência de alumínio-silício-cobre-magnésioa marca representativa daZL105 (ZAlSi5Cu1Mg) e a sua versão de elevada pureza ZL105A (ZAlSi5Cu1MgA) por meio deMaior resistência, boa capacidade de fundição e excelente resposta ao tratamento térmicoe é conhecido por isso. Este par de ligas é fabricado porO teor médio de silício (4,5-5,51 TP3T) garante a fluidez da fundição, reforçada por uma combinação de cobre (Cu) e magnésio (Mg).Após o tratamento térmico T5 ou T6, é possível obter o nível mecânico de ligas de elevada resistência, como a ZL201, mantendo uma melhor processabilidade de fundição do que as ligas de alumínio-cobre.Peças fundidas complexas com cargas estáticas elevadas e cargas dinâmicas médiasÉ o material ideal para uma vasta gama de aplicações na aviação, aeroespacial, automóvel e maquinaria eléctrica.
ZL105 / ZL105A Classes nacionais correspondentes
- Grau nacional padrãoDe acordo com GB/T 1173, o seu grau é ZAlSi5Cu1Mg(correspondente a ZL105) e ZAlSi5Cu1MgA(correspondente a ZL105A). O sufixo “A” representa a versão de elevada pureza.
- Código do sector/empresa::ZL105 responder com cânticos ZL105A É um código amplamente utilizado em desenhos, manuais e normas empresariais do sector da fundição.
- Caraterísticas principais::
- ZL105Liga tetramérica básica Al-Si-Cu-Mg com controlo relativamente frouxo de impurezas de ferro (Fe) (≤0,5%), excelente desempenho abrangente e desempenho de alto custo.
- ZL105A::elevada purezaOs tratamentos térmicos são realizados com uma limitação rigorosa de impurezas como o ferro (Fe) (≤0,15%) e a otimização de outros oligoelementos para obterMaior resistência, melhor plasticidade e propriedades mecânicas globais mais estáveisé uma opção de atualização para sectores de ponta como a aviação e a indústria aeroespacial.
Tabela de composição da liga de alumínio ZL105 / ZL105A
| elementar | ZL105 Gama de teores (wt%) | ZL105A Gama de conteúdos (wt%) | papel funcional |
|---|---|---|---|
| Silício (Si) | 4.5-5.5 | 4.5-5.5 | Principais elementos de liga. Proporciona fluidez de fundição e forma uma fase de reforço de Mg₂Si com magnésio. |
| Cobre (Cu) | 1.0-1.5 | 1.0-1.5 | Elementos essenciais de reforço. A formação de Al₂Cu e de fases complexas poliesforçadas melhora significativamente a resistência à temperatura ambiente e a altas temperaturas. |
| Magnésio (Mg) | 0.4-0.6 | 0.4-0.6 | Elementos-chave de melhoria. Formação de Mg₂Si com silício e efeito sinérgico de reforço do compósito com cobre. |
| Ferro (Fe) | ≤ 0.5 | ≤ 0.15 | O ponto mais crítico de diferença nas impurezasO ferro é uma fase frágil, que reduz as propriedades de plasticidade e fadiga. O ferro forma fases frágeis que reduzem as propriedades de plasticidade e de fadiga. A estreita limitação de ferro do ZL105A está no centro do salto de desempenho. |
| Manganês (Mn) | 0.3-0.5 | 0,3-0,5 (pode ser adicionado) | Neutraliza os efeitos nocivos do ferro e melhora a resistência ao calor. |
| Titânio (Ti) | 0,1-0,2 (pode ser adicionado) | 0,1-0,2 (normalmente adicionado) | Refinaria de cereais. |
| Zinco (Zn) | ≤ 0.3 | ≤ 0.1 | Impurezas. |
| Alumínio (Al) | tolerância (ou seja, erro permitido) | tolerância (ou seja, erro permitido) | Material do substrato. |
ZL105 / ZL105A Propriedades físicas e mecânicas Tabela de parâmetros (valores típicos, estado T6)
| Indicadores de desempenho | ZL105-T6 | ZL105A-T6 | Análise comparativa e vantagens |
|---|---|---|---|
| densidade | 2,68-2,70 g/cm³ | 2,68-2,70 g/cm³ | Semelhante. |
| Resistência à tração (Rm) | 280-320 MPa | 330-370 MPa | ZL105A é significativamente superiorO nível de alumínio fundido de alta resistência foi atingido. |
| Resistência ao escoamento (Rp0.2) | 210-250 MPa | 260-300 MPa | O limite de elasticidade do ZL105A é significativamente mais elevado e a capacidade de carga é mais forte. |
| Alongamento (A) | 1.5-3.0% | 3.0-5.0% | A vantagem da plasticidade (alongamento) do ZL105A é extremamente notável.quase o dobro do ZL105. |
| Dureza Brinell (HB) | 90-105 | 100-115 | ZL105A tem maior dureza e melhor resistência ao desgaste. |
| Resistência a altas temperaturas (250°C) | favorável | talentoso | A adição de cobre proporciona a ambos um bom desempenho a altas temperaturas, sendo o ZL105A superior. |
| resistência à fadiga | favorável | talentoso | O controlo das impurezas resultou numa melhoria significativa da resistência à fadiga do ZL105A. |
| Mobilidade da fundição | favorável | favorável | Do mesmo modo, o mesmo teor de silício determina uma fluidez comparável. |
| Capacidade de reação ao tratamento térmico | favorável | excelente | Menos impurezas resultam numa precipitação mais adequada da fase reforçada e numa organização mais homogénea do ZL105A. |
Percursos de melhoria do desempenho e classificação tecnológica
A principal diferença entre o ZL105 e o ZL105A é “Atualização da pureza”A mudança qualitativa do desempenho provocada pelo
- Reforço composto múltiploA ação sinérgica dos três elementos silício, cobre e magnésio resulta na formação de Mg₂Si, Al₂Cu e compostos complexos multifacetados, que permitem que a liga seja tratada termicamente para obter umNível de resistência superior ao ZL104As propriedades de fundição do produto são muito boas, mantendo ao mesmo tempo boas propriedades de fundição.
- A pureza determina os limites máximos de desempenhoO ferro (Fe) é a principal impureza nociva. O ZL105A reduz o teor de Fe de ≤0,5% para ≤0,15%, o que reduz drasticamente a fração volumétrica das fases frágeis e torna oDuplo alongamento e desempenho à fadigaÉ capaz de satisfazer requisitos de elevada fiabilidade, como os da indústria aeroespacial.
- Tratamento térmico como um motor de desempenho: Ambos têm de ser aprovadosT5 (envelhecimento artificial) ou T6 (solução sólida + envelhecimento artificial) O tratamento T6 proporciona uma resistência máxima, mas requer atenção à distorção de têmpera, enquanto o tratamento T5 proporciona um reforço considerável com menos distorção.
- A escada do custo vs. desempenhoZL105 é “Escolha económica e de elevado desempenho”, proporcionando uma resistência superior à do ZL104 a um custo razoável; e o ZL105A é “Atualização de grau aeroespacial”, pagando um preço mais elevado para aplicações topo de gama em troca de maior resistência, dureza e fiabilidade.
Graus internacionais correspondentes
A ZL105/ZL105A pode ser encontrada internacionalmente como uma liga com propriedades semelhantes, mas devem ser notadas diferenças subtis nos sistemas de composição:
- Norma nacional chinesa::ZAlSi5Cu1Mg (ZL105),ZAlSi5Cu1MgA (ZL105A) (GB/T 1173)
- Padrão americano:: Em colaboração com o A319.0 (Al-Si6Cu4) e A355.0 Existem semelhanças, mas o A319 tem um teor de cobre mais elevado, enquanto o ZL105 tem um teor de magnésio mais claro; o mais próximo é 354.0 (Al-Si9Cu2Mg) ou 355.2 (versão de alta pureza), mas a composição continua a ser variável.
- Norma da UE::PT AC-45400 (Al-Si8Cu3) tem um elevado teor de cobre;PT AC-42200 (Al-Si7Mg) Sem cobre, sistema de desempenho diferente.
- Padrão russo::AЛ5 A composição é próxima da ZL105.
ZL105 / ZL105A na indústria de fundição
com base na suaElevada resistência, boa capacidade de fundição e seleção graduáveleste par de ligas é utilizado principalmente nos seguintes domínios:
- Aeroespacial e Defesa (principalmente ZL105A)
- Peças estruturais de aeronavesJuntas de tensão, suportes, armações, calhas de escotilha.
- Acessórios do motorCarcaças de compressores, caixas de acionamento de acessórios, caixas de bombas de combustível.
- Mísseis e naves espaciaisSuporte da cápsula de instrumentos, anéis de fixação.
- Máquinas para automóveis e máquinas eléctricas (ZL105 e ZL105A combinadas)
- Componentes do motorCabeça do cilindro (área sem elevada carga térmica), coletor de admissão, cárter de óleo , câmara da engrenagem de distribuição.
- sistema de transmissãoCarcaça da caixa de velocidades, carcaça da embraiagem.
- Componentes do compressorCárter, bloco de cilindros.
- Máquinas gerais e equipamento pesado
- Alojamentos de bombas e válvulasBombas de óleo de alta pressão, corpos de válvulas hidráulicas (é necessária uma elevada resistência e resistência à pressão).
- peça de transmissãoRedutores de grandes dimensões, Redutores industriais .
- máquinas de construçãoTampas de extremidade do cilindro hidráulico, suportes de ligação.
Perguntas frequentes sobre a liga de alumínio ZL105 / ZL105A
Q1: Qual é a principal diferença entre ZL105 e ZL104? Como selecionar o tipo?
- Esta é a comparação mais comum::
- ZL105::Contém cobre (Cu 1,0-1,5%) e tem um elevado teor de magnésio, reforçado com compósito de Al₂Cu e Mg₂Si.Maior resistência (especialmente resistência ao escoamento) e melhor desempenho a altas temperaturasO alongamento e a resistência à corrosão do ZL104 são ligeiramente inferiores aos do ZL104.
- ZL104::sem cobre, fortificado apenas com Mg₂Si.Melhor resistência à corrosão, plasticidade ligeiramente superiormas a resistência (especialmente a resistência a altas temperaturas) é inferior à do ZL105.
- seleção: ObrigatórioMaior resistência, temperaturas de funcionamento mais elevadas ou requisitos de dureza mais elevadossazonalZL105Sim.Elevada resistência à corrosão e requisitos de resistência moderadossazonalZL104.
P2: Quanto mais caro é o ZL105A do que o ZL105? O aumento de desempenho vale a pena?
- Os custos são normalmente mais elevados20-30%A principal razão para tal são os requisitos mais rigorosos em matéria de pureza do alumínio primário, controlo e ensaio do processo de fusão.
- se vale a penaDependendo da aplicação: para máquinas industriais gerais, o desempenho do ZL105 é suficiente, e o custo extra do 30% em troca do aumento do desempenho pode serantieconómicoMas para a indústria aeroespacial, desportos motorizados e outras indústrias que têm uma elevada procura deA fiabilidade e a resistência à fadiga são exigentesocasiões, os ganhos de desempenho do ZL105A sãodeve terO.
Q3: Quais são os parâmetros gerais do processo de tratamento térmico para ZL105?
- Processo T6 típico (apenas para referência, tem de ser ajustado de acordo com a peça fundida):
- tratamento de soluções sólidas: 515-525°C × 6-12 horas.Endurecimento em água quente (60-80°C)(Nota: uma temperatura demasiado elevada facilita a cozedura excessiva).
- limite de tempo artificial: 160-180°C × 6-10 horas, arrefecido a ar.
- O processo T5 (envelhecimento artificial direto no estado fundido) também pode ser utilizado, com um ganho de resistência ligeiramente inferior, mas com menor risco de deformação.
Q4: Quais são as propriedades de fundição de ZL105 e ZL105A?
- favorávelO teor de silício é de 4,5-5,51 TP3T. Com um teor de silício de 4,5-5,51 TP3T, a fluidez não é tão boa como a das ligas com elevado teor de silício (por exemplo, ZL102), mas é suficiente para lidar com a maioria das peças fundidas de complexidade moderada. Em comparação com o ZL104, a fluidez é ligeiramente inferior, mas melhor do que a das ligas de alumínio-cobre (por exemplo, ZL201). Ao conceber peças de paredes finas, deve prestar-se atenção à otimização do sistema de vazamento.
Q5: Qual é o desempenho de reparação de soldadura de ZL105 e ZL105A?
- moderado. Devido ao teor de cobre, a tendência para a fissuração a quente na soldadura é superior à do ZL104 sem cobre. Ao realizar a soldadura de enchimento por arco de árgon, é necessárioPré-aquecimento (150-200°C)A seleção de material de enchimento adequado, pós-soldaduraalívio do stress. No caso de peças críticas de suporte de carga, a soldadura de reposição deve ser reduzida ao mínimo.
Q6: Qual é a resistência à corrosão do ZL105A? Necessita de tratamento de superfície?
- moderado. Devido ao teor de cobre, a sua resistência à corrosão não é tão boa como a do ZL101A/ZL104 sem cobre. utilizado no exterior ou em ambientes húmidos.É necessária uma proteção eficaz da superfícieO mais importante é ter um bom conhecimento do ambiente, por exemplo, anodização (a película pode ser acinzentada), pintura, etc.
