Литой алюминиевый сплав ZL107 (ZAlSi7Cu4): сплав с высоким содержанием меди, объясняющий его высокопрочные свойства и инженерные применения

Дата публикации:2026-03-06 Категория:общественная информация Просмотры:1768

Каталог статей

В качестве китайского национального стандарта (GB/T 1173) вВысокопрочный литейный сплав алюминий-кремний-медьтипичные представителиZL107 (ZAlSi7Cu4) посредствомВысокая прочность, хорошие литейные характеристики и отличный эффект упрочнения при термообработкеизвестна. Сплав производитсяКремний (Si) для обеспечения текучести отливки и медь (Cu) в качестве основного армирующего элемента.Термическая обработка T5 или T6 обеспечивает уровень прочности, близкий к прочности алюминиево-медных сплавов, при сохранении лучшей технологичности литья по сравнению с алюминиево-медными сплавами.Среднепрочные отливки с высокими статическими нагрузками и сложными формамиЭто идеальный материал для автомобильной промышленности, силовых машин и общего оборудования.

Национальная марка ZL107 - ZAlSi7Cu4.

алюминиевый сплав zl107
алюминиевый сплав zl107
  • Национальный стандарт Класс: Согласно GB/T 1173, его сортность составляетZAlSi7Cu4. Название напрямую отражает его основную систему сплавов: кремний (Si) и медь (Cu).
  • Код отрасли/предприятия::ZL107 Это широко распространенное обозначение данного материала в чертежах, руководствах и стандартах литейной промышленности.
  • Основные характеристики::Среднее содержание кремния (6,5-7,51 TP3T) Обеспечивает хорошую текучесть отливки;Повышенное содержание меди (3,5-4,5%) Это придает ей значительную способность к упрочнению при термообработке для достижения высокой прочности в состоянии T5 или T6, но за счет некоторого удлинения и коррозионной стойкости.

Таблица состава алюминиевого сплава ZL107 (на основе типовых требований GB/T 1173)

элементарныйДиапазон содержания (wt%)функциональная роль
Кремний (Si)6.5-7.5Основные легирующие элементы. Обеспечивает хорошую текучесть отливки, устойчивость к горячему растрескиванию и частичное упрочнение твердого раствора.
Медь (Cu)3.5-4.5Основные элементы укрепления. Образование армированной фазы Al₂Cu значительно повышает прочность и твердость при комнатной температуре.
Магний (Mg)0,3-0,5 (некоторые стандарты включены)Вспомогательные укрепляющие элементы. Образует Mg₂Si с кремнием, который синергирует с Al₂Cu для дальнейшего повышения прочности.
Железо (Fe)≤ 0.5Примесные элементы. Необходимо контролировать, чтобы избежать образования хрупких фаз.
Марганец (Mn)≤ 0.5Может быть добавлена для нейтрализации вредного воздействия железа.
Цинк (Zn)≤ 0.3Примеси.
Титан (Ti)0,1-0,2 (может быть добавлено)Зернопереработчик.
Алюминий (Al)подушкаМатериал подложки.

ZL107 Таблица параметров физико-механических свойств (тип металла - литье, типичные значения)

Показатели эффективностиКаст (F)Состояние старения T5T6 твердый раствор + состояние старенияПозиционирование и интерпретация производительности
плотность2,72-2,74 г/см³----Немного выше, чем у алюминиево-кремниево-магниевых сплавов.
Прочность на разрыв (Rm)180-220 МПа250-280 МПа290-330 МПаОтличная прочность в состоянии T6Достигнут уровень высокопрочного литого алюминия.
Предел текучести (Rp0.2)100-130 МПа180-210 МПа220-260 МПаПредел текучести значительно увеличивается после термообработки, а несущая способность высока.
Удлинение (A)2.0-4.0%2.0-3.0%1.5-2.5%Низкая пластичностьЭто цена преследования высокой интенсивности.
Твердость по Бринеллю (HB)70-8090-105100-120Высокая твердость и хорошая износостойкость после T6.
Высокотемпературная прочность (200°C)обычноблагоприятныйталантливыйДобавление меди улучшает высокотемпературные свойства.
Подвижность литьяблагоприятный----Среднее содержание кремния обеспечивает хорошую наполняемость формы.
коррозионная стойкостьсреднийсреднийсреднийСплавы с высоким содержанием меди, менее коррозионностойкие, чем сплавы без меди, требуют защиты поверхности.

Пути повышения производительности и характеристики процесса

Производительность ZL107 обусловлена егоМедный армированный свинец, термообработкаТехнический маршрут:

  1. Медь - краеугольный камень прочности: Повышенное содержание меди (3,5-4,5%) позволяет после термической обработки осаждать большое количество диффузных Al₂Cu армированных фаз, что является основной причиной его высокой прочности.
  2. Термообработка как двигатель производительности::
    • T5 (искусственное старение): Прямое искусственное старение в литом состоянии, позволяет получить некоторое упрочнение при условии контроля деформации, подходит для деталей с высокими требованиями к стабильности размеров.
    • 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.
    • Температура твердых растворов требует осторожности: Обычно проводится при температуре 515-525°C, слишком высокая температура приводит к пережогу медной фазы.
  3. Широкая адаптация процессов литья: Применимо кЛитье в песок, литье металлов, литье по выплавляемым моделямРазнообразные процессы, но из-за высокого содержания меди склонность к горячему растрескиванию несколько выше, чем у алюминиево-кремниево-магниевых сплавов, при проектировании системы литья следует обратить внимание.

Соответствующие международные карты

ZL107 имеет ряд близких международных аналогов, но важно отметить небольшие различия в составе:

  • Китайский национальный стандарт::ZAlSi7Cu4 (GB/T 1173)
  • Американский стандарт: Ближайший 319.0 (Al-Si6Cu4), состав которого в основном совпадает, является типичным международным аналогом ZL107.
  • стандарт ЕС::EN AC-45400 (Al-Si8Cu3) немного больше кремния и немного меньше меди;EN AC-46200 (Al-Si8Cu3) является аналогичным.
  • Японский стандарт::AC2B 或 AC4BНо необходимо проверить конкретные ингредиенты.
  • международный стандарт::AlSi7Cu4 (ISO 3522).

Применение ZL107 в литейной промышленности

на основе егоВысокая прочность, хорошая литейная способность и экономичностьХарактеристики, ZL107 в основном используется в следующих областях:

  1. Автомобильное и энергетическое оборудование (основные области применения)
    • Компоненты двигателя: Головка блока цилиндров (зона, не подверженная высокой тепловой нагрузке), впускная труба, масляный поддон, корпус шестерни ГРМ, опоры двигателя.
    • система передачи: Корпус коробки передач, корпус сцепления, корпус распределителя.
    • тормозная система: Корпус главного тормозного цилиндра, корпус вакуумного усилителя.
  2. Общее механическое оборудование
    • Корпуса насосов и клапанов: Масляные насосы среднего и высокого давления, корпуса гидравлических клапанов, корпуса водяных насосов.
    • деталь трансмиссии: Корпуса редукторов, промышленные редукторы.
    • Корпус двигателя: Корпуса мощных двигателей, торцевые крышки генераторов.
  3. Строительная и сельскохозяйственная техника
    • Торцевая крышка гидроцилиндра, соединительный кронштейн, корпус трансмиссии.
  4. оборудование для электриков
    • Корпус высоковольтного выключателя, кабельная распределительная коробка, вентилятор двигателя.

Часто задаваемые вопросы ZL107 Алюминиевый сплав

Q1：Какая основная разница между ZL107 и ZL104, ZL105? Как выбрать тип?

  • сравнительный анализ::
    • ZL107::Высокое содержание меди (3,5-4,51 TP3T), среднее содержание кремния (71 TP3T), может содержать небольшое количество магния.Высокая прочность (особенно после T6), но низкое удлинение и средняя коррозионная стойкость. Близко к US 319.0.
    • ZL104::Без меди, с высоким содержанием кремния (9%), с содержанием магния.Хорошая литейная способность, отличная коррозионная стойкость, но средняя прочность.
    • ZL105::Среднемедные (1-1,5%), низкокремнистые (5%), магнийсодержащие.Высокая прочность, среднее удлинение, хорошие высокотемпературные характеристики.
    • выбор: ТребуетсяМаксимальная прочность при низких требованиях к удлинениюсезонныйZL107(T6); требуетсяХорошая литейная прочность и коррозионная стойкость, умеренная прочностьсезонныйZL104(a) необходимостьВысокая прочность в сочетании с определенной степенью жесткостисезонныйZL105.

Вопрос 2: Каковы общие параметры процесса термообработки для ZL107?

  • 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)(Примечание: температура не должна быть слишком высокой, чтобы не пережарить).
    • искусственное ограничение времени: 160-180°C × 6-10 часов, воздушное охлаждение.
    • Также можно использовать процесс T5 (прямое старение в литом состоянии), который дает несколько меньший прирост прочности, но снижает риск деформации и подходит для деталей сложной формы.

Вопрос 3: Каково свойство литья ZL107? Есть ли большая тенденция к горячему растрескиванию?

  • Хорошие литейные свойства, но необходимо помнить о термическом растрескивании. При содержании кремния около 7% текучесть достаточна для большинства умеренно сложных деталей. Однако из-за более высокого содержания меди интервал затвердевания становится шире, аНемного более высокая склонность к горячему растрескиванию по сравнению с высококремнистыми сплавами, такими как ZL104. При проектировании системы заливки и стояков необходимо обращать внимание на усадку подпитки, чтобы избежать трещин в горячих соединениях.

Вопрос 4: Какова коррозионная стойкость ZL107? Нужна ли ему обработка поверхности?

  • средний. Повышенное содержание меди делает его менее устойчивым к коррозии, чем безмедные ZL101A, ZL104. используемые на открытом воздухе или во влажной среде.Рекомендуется защита поверхностиАнодированная пленка может быть сероватой и чуть менее однородной, например, окрашивание, анодирование (анодированная пленка может быть сероватой и чуть менее однородной).

Q5: Какова производительность ремонта при сварке ZL107?

  • Ниже среднего. При более высоком содержании меди тенденция к термическому растрескиванию при сварке более очевидна. Для присадочной аргонодуговой сварки необходимоПредварительный нагрев (150-200°C)Выбор подходящих алюминиево-кремниево-медных проволок, последующая сварка дляснятие стрессаНиже приведены примеры типов сварки, которые следует использовать. Для важных несущих деталей следует по возможности избегать больших накладных швов.

Вопрос 6: Какая связь между ZL107 и A319.0? Являются ли они взаимозаменяемыми?

  • Очень близкие, могут считаться соответствующими сортам в стандартах Китая и США.Диапазон состава A319.0 (Si 5,5-6,5%, Cu 3-4%) несколько отличается от ZL107 (Si 6,5-7,5%, Cu 3,5-4,5%), но интервалы характеристик полностью совпадают. В инженерной практике эти два материала часто рассматриваются как взаимозаменяемые, подлежащие подтверждению на основе конкретного состава и проверки свойств после термообработки.

📊 Расширенная колонка: сравнение ZL107 и родственных сплавов

размер сравненияZL107 (ZAlSi7Cu4)ZL104 (ZAlSi9Mg)ZL105 (ZAlSi5Cu1Mg)A319.0 (AFSL)
Кремний (Si)%6.5-7.58.5-10.54.5-5.55.5-6.5
Медь (Cu)%3.5-4.5≤0.11.0-1.53.0-4.0
Магний (Mg)%0.3-0.50.17-0.350.4-0.6≤0.10
Прочность на разрыв (T6)290-330 МПа240-270 МПа280-320 МПа275-310 МПа
Удлинение (T6)1.5-2.5%1.5-3.0%1.5-3.0%1.5-2.5%
Подвижность литьяблагоприятныйталантливыйблагоприятныйблагоприятный
Типичные затратысредний低среднийСредний (немного выше для импорта)
Теги:: ,
FacebookXRedditPinterestЭлектронная почтаLinkedInStumbleUponWhatsAppвКонтакте微信微博复制链接