Литой алюминиевый сплав ZL107 (ZAlSi7Cu4): сплав с высоким содержанием меди, объясняющий его высокопрочные свойства и инженерные применения
发布时间：2026-03-06 分类：общественная информация 浏览量：.98
В качестве китайского национального стандарта (GB/T 1173) в铝硅铜系高强度铸造合金типичные представителиZL107（ZAlSi7Cu4） посредством较高的强度、良好的铸造性能和优异的热处理强化效果известна. Сплав производится硅（Si）保证铸造流动性，铜（Cu）作为主要强化元素，经T5或T6热处理后可获得接近铝铜系合金的强度水平，同时保留了比铝铜系合金更好的铸造工艺性，是制造承受高静载荷、形状较复杂的中等强度铸件的理想材料，在汽车、动力机械及通用装备领域应用广泛。
ZL107 对应的国家牌号是 ZAlSi7Cu4。
- Национальный стандарт Класс: Согласно GB/T 1173, его сортность составляетZAlSi7Cu4。名称直接体现了其核心合金体系：硅（Si）、铜（Cu）。
- Код отрасли/предприятия::ZL107 Это широко распространенное обозначение данного материала в чертежах, руководствах и стандартах литейной промышленности.
- Основные характеристики::中等硅含量（6.5-7.5%） 保证了良好的铸造流动性；较高的铜含量（3.5-4.5%） 使其具有显著的热处理强化能力，可在T5或T6状态下获得高强度，但同时也牺牲了部分延伸率和耐腐蚀性。
ZL107铝合金成分表（基于GB/T 1173典型要求）
| элементарный | Диапазон содержания (wt%) | функциональная роль |
|---|---|---|
| Кремний (Si) | 6.5-7.5 | Основные легирующие элементы. Обеспечивает хорошую текучесть отливки, устойчивость к горячему растрескиванию и частичное упрочнение твердого раствора. |
| Медь (Cu) | 3.5-4.5 | Основные элементы укрепления。形成Al₂Cu强化相，显著提升室温强度与硬度。 |
| Магний (Mg) | 0.3-0.5（部分标准含） | 辅助强化元素。与硅形成Mg₂Si，与Al₂Cu协同作用，进一步增强强度。 |
| Железо (Fe) | ≤ 0.5 | 杂质元素。需控制，避免形成脆性相。 |
| Марганец (Mn) | ≤ 0.5 | 可添加以中和铁的有害作用。 |
| Цинк (Zn) | ≤ 0.3 | Примеси. |
| Титан (Ti) | 0,1-0,2 (может быть добавлено) | Зернопереработчик. |
| Алюминий (Al) | подушка | Материал подложки. |
ZL107物理与力学性能参数表（金属型铸造，典型值）
| Показатели эффективности | Каст (F) | Состояние старения T5 | T6 твердый раствор + состояние старения | Позиционирование и интерпретация производительности |
|---|---|---|---|---|
| плотность | 2.72-2.74 g/cm³ | -- | -- | 略高于铝硅镁系合金。 |
| Прочность на разрыв (Rm) | 180-220 МПа | 250-280 МПа | 290-330 МПа | Отличная прочность в состоянии T6Достигнут уровень высокопрочного литого алюминия. |
| Предел текучести (Rp0.2) | 100-130 MPa | 180-210 МПа | 220-260 МПа | 热处理后屈服强度大幅提升，承载能力强。 |
| Удлинение (A) | 2.0-4.0% | 2.0-3.0% | 1.5-2.5% | 塑性较低，是追求高强度的代价。 |
| Твердость по Бринеллю (HB) | 70-80 | 90-105 | 100-120 | T6后硬度高，耐磨性好。 |
| Высокотемпературная прочность (200°C) | обычно | благоприятный | талантливый | Добавление меди улучшает высокотемпературные свойства. |
| Подвижность литья | благоприятный | -- | -- | 中等硅含量保证其充型能力较好。 |
| коррозионная стойкость | средний | средний | средний | 含铜较高，耐蚀性不如无铜合金，需表面保护。 |
性能强化路径与工艺特点
ZL107的性能来源于其铜强化主导、热处理驱动的技术路线：
- 铜是强度的基石：较高的铜含量（3.5-4.5%）使其在热处理后能析出大量弥散的Al₂Cu强化相，这是其获得高强度的根本原因。
- Термообработка как двигатель производительности::
- T5 (искусственное старение)：铸态直接人工时效，可在控制变形的条件下获得一定强化，适用于尺寸稳定性要求较高的零件。
- T6 (раствор + полное искусственное старение): достигается максимальная прочность и подходит для несущих конструктивных элементов, однако следует помнить о риске деформации, которая может быть вызвана закалкой раствора.
- 固溶温度需谨慎：通常在515-525°C进行，温度过高易导致铜相过烧。
- Широкая адаптация процессов литья: Применимо кЛитье в песок, литье металлов, литье по выплавляемым моделям等多种工艺，但因其含铜较高，热裂倾向略高于铝硅镁系合金，设计浇注系统时需注意。
对应的国际牌
ZL107在国际上有多个接近的对应牌号，但需注意成分细微差异：
- Китайский национальный стандарт::ZAlSi7Cu4 (GB/T 1173)
- Американский стандарт：最接近的是 319.0 (Al-Si6Cu4)，成分范围基本吻合，是ZL107的典型国际对标牌号。
- стандарт ЕС::EN AC-45400 (Al-Si8Cu3) 在硅含量上略高，铜含量略低；EN AC-46200 (Al-Si8Cu3) 类似。
- Японский стандарт::AC2B 或 AC4B，但需核对具体成分。
- международный стандарт::AlSi7Cu4 (ISO 3522) 有对应。
ZL107在铸造行业的应用
на основе его高强度、良好铸造性及成本效益的特点，ZL107主要应用于以下领域：
- 汽车与动力机械（主流应用）
- Компоненты двигателя：气缸盖（非高热负荷区）、进气管、油底壳、正时齿轮室、发动机支架。
- система передачи：变速箱壳体、离合器壳体、分动器壳体。
- тормозная система：制动总泵壳体、真空助力器壳体。
- Общее механическое оборудование
- Корпуса насосов и клапанов：中高压油泵、液压阀体、水泵壳体。
- деталь трансмиссии：减速器箱体、工业齿轮箱。
- Корпус двигателя: Корпуса мощных двигателей, торцевые крышки генераторов.
- 工程机械与农机
- 液压缸端盖、连接支架、传动箱壳体。
- 电工器材
- 高压开关壳体、电缆接线盒、电机风扇。
ZL107铝合金常见问题解答
Q1：ZL107与ZL104、ZL105的主要区别是什么？如何选型？
- 对比分析::
- ZL107::高铜（3.5-4.5%）、中等硅（7%）、可能含少量镁.强度高（尤其是T6后），但延伸率低、耐腐蚀性一般。接近美国319.0。
- ZL104::无铜、高硅（9%）、含镁.铸造性好、耐腐蚀性优，但强度中等.
- ZL105::中铜（1-1.5%）、低硅（5%）、含镁.强度高，延伸率中等，高温性能好.
- выбор: Требуется最高强度且对延伸率要求不高сезонныйZL107（T6）；需要良好铸造性和耐腐蚀性、强度适中сезонныйZL104(a) необходимость较高强度与一定韧性兼顾сезонныйZL105.
Q2：ZL107的热处理工艺参数一般是多少？
- Типичный процесс T6 (только для справки, необходимо корректировать в зависимости от отливки):
- обработка твердым раствором: 515-525°C × 6-12 часов.Закаливание в теплой воде (60-80°C)（注意：温度不宜过高，防止过烧）。
- искусственное ограничение времени: 160-180°C × 6-10 часов, воздушное охлаждение.
- 也可采用T5工艺（铸态直接时效），强度提升幅度稍低，但变形风险小，适用于形状复杂件。
Q3：ZL107的铸造性能如何？热裂倾向大吗？
- 铸造性能良好，但需注意热裂。硅含量7%左右，流动性足以应对大多数中等复杂件。但由于铜含量较高，凝固区间较宽，热裂倾向比ZL104等高硅合金略高。设计浇注系统和冒口时需注意补缩，避免热节部位产生裂纹。
Q4：ZL107的耐腐蚀性如何？需要表面处理吗？
- средний。较高的铜含量使其耐蚀性不如无铜的ZL101A、ZL104。在户外或潮湿环境下使用，建议进行表面保护，如涂装、阳极氧化（阳极氧化膜可能偏灰、均匀性稍差）等。
Q5：ZL107的焊接修补性能如何？
- 中等偏下。含铜较高，焊接热裂纹倾向较明显。进行氩弧焊补焊时，需Предварительный нагрев (150-200°C)，选用合适的铝硅铜焊丝，焊后进行снятие стрессаНиже приведены примеры типов сварки, которые следует использовать. Для важных несущих деталей следует по возможности избегать больших накладных швов.
Q6：ZL107与A319.0是什么关系？可以互换吗？
- 非常接近，可视为中美两国标准中的对应牌号。A319.0的成分范围（Si 5.5-6.5%，Cu 3-4%）与ZL107（Si 6.5-7.5%，Cu 3.5-4.5%）略有差异，但性能区间高度重叠。在工程实践中，两者常被视为可相互替代的材料，但需根据具体成分和热处理后的性能验证确认。
📊 延伸栏目：ZL107与相关合金对比
| размер сравнения | ZL107 (ZAlSi7Cu4) | ZL104 (ZAlSi9Mg) | ZL105 (ZAlSi5Cu1Mg) | A319.0 (美标) |
|---|---|---|---|---|
| 硅(Si)% | 6.5-7.5 | 8.5-10.5 | 4.5-5.5 | 5.5-6.5 |
| 铜(Cu)% | 3.5-4.5 | ≤0.1 | 1.0-1.5 | 3.0-4.0 |
| 镁(Mg)% | 0.3-0.5 | 0.17-0.35 | 0.4-0.6 | ≤0.10 |
| Прочность на разрыв (T6) | 290-330 МПа | 240-270 МПа | 280-320 МПа | 275-310 MPa |
| Удлинение (T6) | 1.5-2.5% | 1.5-3.0% | 1.5-3.0% | 1.5-2.5% |
| Подвижность литья | благоприятный | талантливый | благоприятный | благоприятный |
| Типичные затраты | средний | 低 | средний | 中等（进口略高） |
