Liga de alumínio fundido ZL111 (ZAlSi9Cu2Mg): um equilíbrio perfeito entre alta resistência e excelente capacidade de fundição, com amplas vantagens de desempenho.
Publicado em:2026-03-09 Categoria:informação pública Visualizações:2077
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- Tabela de composição da liga de alumínio ZL111 (com base nos requisitos típicos GB/T 1173)
- ZL111 Propriedades físicas e mecânicas Tabela de parâmetros (Tipo de metal fundido, valores típicos)
- Graus internacionais correspondentes
- Aplicação de ZL111 na indústria de fundição
- Coluna alargada: Análise comparativa de ZL111 e ligas relacionadas
Como uma norma nacional chinesa (GB/T 1173) naLigas de fundição de alta resistência de alumínio-silício-cobre-magnésioo representante por excelência daZL111 (ZAlSi9Cu2Mg) por meio deExcelentes propriedades mecânicas globais, bom desempenho de fundição e efeito de reforço múltiplo do compósitoé conhecida. A liga é fabricada porSilício (Si) para fluidez da fundição, cobre (Cu) e magnésio (Mg) para reforço sinérgico.O tratamento térmico T6 proporciona um nível de resistência elevado, próximo do das ligas de alumínio-cobre, mantendo uma melhor processabilidade da fundição e um custo inferior ao das ligas de alumínio-cobre, e é a melhor forma de fabricarPeças fundidas importantes que estão sujeitas a cargas elevadas, têm formas complexas e requerem uma boa estanquidade ao ar.É o material ideal para uma vasta gama de aplicações na aviação, aeroespacial, automóvel e maquinaria eléctrica.
A classe nacional para ZL111 é ZAlSi9Cu2Mg.
- Grau nacional padrãoDe acordo com GB/T 1173, o seu grau éZAlSi9Cu2Mg. O nome reflecte diretamente o seu sistema de ligas principais: silício (Si), cobre (Cu) e magnésio (Mg).
- Código do sector/empresa::ZL111 É uma designação amplamente utilizada para este material em desenhos, manuais e normas empresariais da indústria de fundição.
- Caraterísticas principais::Teor de silício mais elevado (8,0-10,01 TP3T) Assegura uma boa fluidez e estanquicidade do fundido;Teor médio de cobre (1,3-1,81 TP3T) com teor de magnésio (0,4-0,61 TP3T) Proporciona um efeito de reforço do compósito; após o tratamento térmico T6, pode obterEquilíbrio entre elevada resistência e boa plasticidadeÉ uma das qualidades mais notáveis do sistema de ligas Al-Si-Cu-Mg em termos de desempenho global.
Tabela de composição da liga de alumínio ZL111 (com base nos requisitos típicos GB/T 1173)
| elementar | Gama de conteúdos (wt%) | papel funcional |
|---|---|---|
| Silício (Si) | 8.0-10.0 | Principais elementos de liga. Proporciona uma boa fluidez de fundição, resistência à fissuração térmica e estanquidade ao ar. |
| Cobre (Cu) | 1.3-1.8 | Elementos essenciais de reforço.. A formação de fase reforçada com Al₂Cu melhora significativamente a resistência à temperatura ambiente e alta temperatura. |
| Magnésio (Mg) | 0.4-0.6 | Elementos-chave de melhoria. Formação de Mg₂Si com silício e efeito sinérgico de reforço do compósito com Al₂Cu. |
| Manganês (Mn) | 0.1-0.3 | Neutraliza os efeitos nocivos do ferro e melhora a resistência ao calor. |
| Titânio (Ti) | 0,1-0,2 (pode ser adicionado) | Refinaria de cereais. |
| Ferro (Fe) | ≤ 0.4 | Elementos de impureza. É necessário um controlo rigoroso para garantir as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão. |
| Zinco (Zn) | ≤ 0.3 | Impurezas. |
| Alumínio (Al) | tolerância (ou seja, erro permitido) | Material do substrato. |
ZL111 Propriedades físicas e mecânicas Tabela de parâmetros (Tipo de metal fundido, valores típicos)
| Indicadores de desempenho | Elenco (F) | Estado de envelhecimento T5 | T6 solução sólida + estado de envelhecimento | Posicionamento e interpretação do desempenho |
|---|---|---|---|---|
| densidade | 2,68-2,71 g/cm³ | -- | -- | Semelhante ao ZL104. |
| Resistência à tração (Rm) | 200-240 MPa | 260-300 MPa | 300-350 MPa | Excelente resistência no estado T6O nível de alumínio fundido de alta resistência foi atingido. |
| Resistência ao escoamento (Rp0.2) | 120-150 MPa | 200-230 MPa | 240-280 MPa | O limite de elasticidade é substancialmente aumentado após o tratamento térmico, e a capacidade de carga é elevada. |
| Alongamento (A) | 2.0-4.0% | 2.0-3.0% | 2.0-4.0% | Destacar as vantagensResistência à tração: Mantém uma boa plasticidade a níveis de resistência elevados. |
| Dureza Brinell (HB) | 70-80 | 90-105 | 100-120 | Elevada dureza e boa resistência ao desgaste após T6. |
| Resistência a altas temperaturas (200°C) | habitual | favorável | talentoso | O composto de cobre e magnésio permite-lhe manter um bom desempenho a altas temperaturas. |
| Mobilidade da fundição | talentoso | -- | -- | O elevado teor de silício garante uma excelente capacidade de enchimento do molde. |
| hermético | talentoso | talentoso | talentoso | Adequado para peças fundidas sob pressão. |
| resistência à corrosão | moderado | moderado | moderado | O teor de cobre torna-as menos resistentes à corrosão do que as ligas sem cobre. |
Vias de melhoria do desempenho e benefícios tecnológicos
O desempenho do ZL111 resulta da sua “O silício elevado garante a capacidade de fundição + reforço de compósito de cobre-magnésio”Conceção optimizada:
- Seleção optimizada do teor de silícioO teor de silício do 8-10% situa-se no intervalo sub-eutéctico-eutéctico, o que garante tanto oExcelente fluidez de fundição(melhor do que ZL105, ZL107) e evitam o problema do engrossamento do silício primário das ligas per-eutécticas.
- Reforço de compósito de cobre-magnésioA relação entre o cobre (1,3-1,8%) e o magnésio (0,4-0,6%) é optimizada para obter, após o tratamento térmico T6, umFases duplamente reforçadas de Al₂Cu e Mg₂SiO efeito sinérgico resultou num aumento significativo da resistência e numa distribuição uniforme das fases de reforço.
- Bom equilíbrio de durezaEm comparação com o ZL105, o ZL111 tem um teor de silício mais elevado e uma melhor capacidade de fundição; em comparação com o ZL107, tem um teor de cobre moderado e um alongamento mais elevado; e em comparação com o ZL104, tem uma resistência significativamente mais elevada.Um bom equilíbrio entre resistência, plasticidade e capacidade de moldagem..
- Controlo rigoroso das impurezasA exigência de um teor de ferro ≤ 0,4% garante a estabilidade e a consistência das propriedades mecânicas.
Graus internacionais correspondentes
O ZL111 tem vários equivalentes internacionais próximos:
- Norma nacional chinesa::ZAlSi9Cu2Mg (GB/T 1173)
- Padrão americano:: Em colaboração com o 354.0 (Al-Si9Cu2Mg) é altamente compatível com a composição e é o equivalente internacional do ZL111.
- Norma da UE::PT AC-42200 (Al-Si7Mg) Sem cobre;PT AC-45400 (Al-Si8Cu3) tem um teor de cobre ligeiramente superior; a liga personalizada Al-Si9Cu2Mg de certas marcas específicas é a que mais se aproxima.
- Padrão japonês::AC4B As versões de topo de gama aproximam-se disso.
- norma internacional::AlSi9Cu2Mg (ISO 3522).
Aplicação de ZL111 na indústria de fundição
com base na suaElevada resistência, boa capacidade de fundição, excelente estanquidade ao ar e equilíbrio de tenacidade.caraterísticas, o ZL111 é principalmente utilizado nos seguintes domínios:
- Aviação e aeroespacial (aplicações topo de gama)
- Peças estruturais de aeronavesTensão de contraventamentos, juntas, armações, calhas de escotilha.
- Acessórios do motor: Magazine de acessórios, corpo da bomba, corpo da válvula.
- Componentes de mísseisMontantes do leme, elementos estruturais do compartimento de instrumentos.
- Maquinaria automóvel e de energia (aplicações principais)
- Componentes do motorCabeça do cilindro, tubo de admissão, cárter de óleo, caixa da engrenagem de distribuição, apoios do motor.
- sistema de transmissãoCarcaça da transmissão, carcaça da embraiagem, carcaça do distribuidor.
- Componentes do sobrealimentador: Conchas de compressores, conchas intermédias.
- Sistemas hidráulicos e pneumáticos
- Corpo da válvula de alta pressão: Válvulas hidráulicas, válvulas proporcionais, caixas de servo-válvulas.
- corpo da bomba: Bombas de engrenagens, caixas de bombas de pistões.
- Tampas de extremidade do cilindroComponentes de cilindros que exigem estanquidade e resistência.
- Máquinas gerais e de construção
- Carcaças de redutores, caixas de velocidades industriais, tampas de cilindros hidráulicos.
Perguntas frequentes sobre a liga de alumínio ZL111
Q1: Qual é a principal diferença entre ZL111 e ZL105, ZL107, ZL104? Como selecionar o tipo?
- Esta é a comparação mais comum no alumínio fundido de alta resistência::
- ZL111 (Al-Si9Cu2Mg)::Alto teor de silício (9%), cobre médio (1,3-1,8%), contendo magnésio.Excelente capacidade de moldagem, elevada resistência, bom alongamentoO jogador mais equilibrado em termos de desempenho global.
- ZL105 (Al-Si5Cu1Mg)::Baixo teor de silício (5%), médio-baixo teor de cobre (1,0-1,5%), contendo magnésio.Elevada resistência e desempenho a altas temperaturasmas ligeiramente menos fundível.
- ZL107 (Al-Si7Cu4)::Silício médio (7%), cobre elevado (3,5-4,5%).Alta resistência e durezamas com baixo alongamento e média capacidade de fundição.
- ZL104 (Al-Si9Mg)::Alto teor de silício (9%), sem cobre, com magnésio.Excelente capacidade de fundição e boa resistência à corrosãomas de intensidade média.
- seleção: ObrigatórioMelhor desempenho global (resistência + capacidade de fundição + tenacidade) 选ZL111(a) A necessidade deResistência mais elevada e capacidade de fundição ligeiramente menos aceitável选ZL107(a) A necessidade deDesempenho a altas temperaturas com requisitos de baixa capacidade de fundição选ZL105(a) A necessidade deBoa capacidade de fundição e resistência à corrosão, requisitos de resistência média选ZL104.
Q2: Quais são os parâmetros gerais do processo de tratamento térmico para ZL111?
- 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).
- limite de tempo artificial: 160-180°C × 6-10 horas, arrefecido a ar.
- tomar nota deA temperatura da solução sólida tem de ser controlada com precisão para evitar a cozedura excessiva; a taxa de transferência de arrefecimento deve ser rápida para garantir o efeito da solução sólida.
Q3: Qual é o desempenho de fundição do ZL111? Como é que se compara com o ZL104?
- Excelente, perto da ZL104O teor de silício do ZL111 (8-10%) é semelhante ao do ZL104 (8,5-10,5%), pelo que a fluidez, a resistência à fissuração térmica e a estanquidade ao ar são de nível superior. Na produção atual, os parâmetros do processo de fundição do ZL111 podem ser basicamente comuns aos do ZL104, e éUma das melhores qualidades de fundição em alumínio fundido de alta resistência.
Q4: Porque é que o alongamento do ZL111 se mantém a um nível elevado?
- Há três razões para isso:
- Teor moderado de cobreO teor de cobre de 1,3-1,81 TP3T proporciona um reforço suficiente, evitando a fragilidade comum às ligas com elevado teor de cobre, como a ZL107.
- Otimização da morfologia do silícioOrganização do silício eutéctico/sub-eutéctico: A organização do silício eutéctico/sub-eutéctico pode ser refinada por tratamentos de densificação para reduzir os cortes na matriz.
- Controlo rigoroso das impurezasO teor de ferro ≤ 0,4% é necessário para reduzir a formação de fases frágeis do tipo agulha.
Isto torna-oUm bom exemplo do equilíbrio entre resistência e tenacidade no alumínio fundido de alta resistência.
Q5: Qual é o desempenho de reparação de soldadura do ZL111?
- Classe média alta. O teor de cobre é moderado e a tendência para soldar fissuras a quente é menor do que a das ligas com elevado teor de cobre, como a ZL107. Ao realizar a soldadura de enchimento por arco de árgon, recomenda-sePré-aquecimento (100-150°C)O fio utilizado é homogéneo ou ligeiramente superior ao desempenho do material de base.alívio do stressPara peças de suporte de carga importantes, é necessária uma inspeção por raios X para confirmar a qualidade após a soldadura. Para peças de suporte de carga importantes, é necessária uma inspeção por raios X para confirmar a qualidade após a soldadura.
Q6: Qual é a relação entre ZL111 e A354.0? São intermutáveis?
- O ZL111 é muito semelhante em composição e propriedades ao A354.0 (uma versão de alta pureza do US 354.0)A gama de composição do A354.0 (Si 8.5-9.5%, Cu 1.5-2.0%, Mg 0.5-0.7%) é basicamente sobreposta à do ZL111, que pode ser considerado como o grau correspondente nas normas da China e dos EUA. Na prática de engenharia, os dois são frequentemente considerados como materiais intercambiáveis. No entanto, deve notar-se que o A354.0 pode ter requisitos mais rigorosos para impurezas e melhor consistência de desempenho.
Coluna alargada: Análise comparativa de ZL111 e ligas relacionadas
| dimensão de comparação | ZL111 (AlSi9Cu2Mg) | ZL104 (AlSi9Mg) | ZL105 (AlSi5Cu1Mg) | ZL107 (AlSi7Cu4) | A354.0 (AFSL) |
|---|---|---|---|---|---|
| Silício (Si)% | 8.0-10.0 | 8.5-10.5 | 4.5-5.5 | 6.5-7.5 | 8.5-9.5 |
| Cobre (Cu)% | 1.3-1.8 | ≤0.1 | 1.0-1.5 | 3.5-4.5 | 1.5-2.0 |
| Magnésio (Mg)% | 0.4-0.6 | 0.17-0.35 | 0.4-0.6 | ≤0.3 | 0.5-0.7 |
| Resistência à tração (T6) | 300-350 MPa | 240-270 MPa | 280-320 MPa | 290-330 MPa | 320-360 MPa |
| Resistência ao escoamento (T6) | 240-280 MPa | 180-210 MPa | 210-250 MPa | 220-260 MPa | 260-300 MPa |
| Alongamento (T6) | 2.0-4.0% | 1.5-3.0% | 1.5-3.0% | 1.5-2.5% | 3.0-5.0% |
| Mobilidade da fundição | talentoso | talentoso | favorável | favorável | talentoso |
| Classificação geral do desempenho | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★★★★ |
| Custos típicos | moderado | 低 | moderado | moderado | Moderadamente elevado |
Guia rápido de seleção:
- Selecionar ZL111.Quando for necessárioElevada resistência combinada com boa capacidade de fundição e tenacidadeQuando for“.“polivalente”Jogadores.
- Selecionar ZL104: A capacidade de fundição e a resistência à corrosão são preferíveis, quando é necessária uma resistência média.
- Selecionar ZL105Resistência e desempenho a altas temperaturas são preferíveis, mas aceitáveis quando a capacidade de fundição é ligeiramente fraca.
- Selecionar ZL107.Resistência máxima: A resistência máxima é preferível quando a tenacidade e a capacidade de fundição são inferiores.
- Opção A354.0Projectos internacionais ou quando é necessário um nível mais elevado de coerência do desempenho.
