Литой алюминиевый сплав ZL115 (ZAlSi5Zn1Mg): коррозионностойкий свариваемый сплав, усиленный цинко-магниевым композитом

В качестве китайского национального стандарта (GB/T 1173) вКоррозионностойкие литейные сплавы системы алюминий-кремний, цинк-магнийХарактерные представителиZL115 (ZAlSi5Zn1Mg) посредствомХорошая коррозионная стойкость, умеренная механическая прочность и отличная свариваемостьизвестна. Сплав производитсяКремний (Si) гарантирует эффективность литья, усиленного сочетанием цинка (Zn) и магния (Mg).Он особенно подходит для изготовленияСложные отливки, требующие коррозионной стойкости в морской воде, свариваемости и средних нагрузокОн имеет уникальное применение в судостроении, химической промышленности, пищевом оборудовании и т.д.

Национальная марка для ZL115 - ZAlSi5Zn1Mg.

• Национальный стандарт Класс: Согласно GB/T 1173, его сортность составляетZAlSi5Zn1Mg. Название напрямую отражает его основную систему сплавов: кремний (Si), цинк (Zn) и магний (Mg).
• Код отрасли/предприятия::ZL115 Это широко распространенное обозначение данного материала в чертежах, руководствах и стандартах литейной промышленности.
• Основные характеристики::Низкое или среднее содержание кремния (4,5-5,51 TP3T) Обеспечьте базовую текучесть отливки;Цинк (1,2-1,81 TP3T) в комплексе с магнием (0,4-0,61 TP3T)Обеспечивает усиленный эффект;без медиЭто позволяет иметьОтличная коррозионная стойкость; и в то же времяХорошая свариваемостьЭто один из немногих литых алюминиевых сплавов, который “устойчив к коррозии + поддается сварке”.

Таблица состава алюминиевого сплава ZL115 (на основе типовых требований GB/T 1173)

элементарный	Диапазон содержания (wt%)	функциональная роль
Кремний (Si)	4.5-5.5	Основные легирующие элементы. Обеспечивает базовую текучесть отливки с частичным упрочнением твердого раствора.
Цинк (Zn)	1.2-1.8	Один из основных элементов усовершенствованияУкрепление твердым раствором Упрочняющий эффект твердого раствора значителен и одновременно повышает коррозионную стойкость.
Магний (Mg)	0.4-0.6	Ключевые элементы усовершенствования. Образование Mg₂Si с кремнием и синергетический эффект упрочнения композита с цинком.
Медь (Cu)	≤ 0.1	Строгий контроль содержания примесей. Сохраняет превосходную коррозионную стойкость.
Железо (Fe)	≤ 0.6	Примесные элементы. Требуется контроль, но допускается умеренный.
Марганец (Mn)	≤ 0.5	Может быть добавлена для нейтрализации вредного воздействия железа.
Титан (Ti)	0,1-0,2 (может быть добавлено)	Зернопереработчик.
Алюминий (Al)	подушка	Материал подложки.

Таблица параметров физико-механических свойств ZL115 (тип металла - литье, типичные значения)

Показатели эффективности	Каст (F)	Состояние старения T5	T6 твердый раствор + состояние старения	Позиционирование и интерпретация производительности
плотность	2,68-2,70 г/см³	--	--	--
Прочность на разрыв (Rm)	160-190 МПа	200-240 МПа	250-290 МПа	Прочность состояния T6 от средней до высокойОтвечает требованиям, предъявляемым к общим структурным компонентам.
Предел текучести (Rp0.2)	90-110 МПа	140-170 МПа	180-210 МПа	После термообработки повышается предел текучести и увеличивается несущая способность.
Удлинение (A)	3.0-5.0%	2.0-4.0%	2.0-4.0%	Хорошая пластичностьРезультат превосходит большинство медьсодержащих сплавов.
Твердость по Бринеллю (HB)	60-70	70-80	80-95	Умеренная твердость и хорошая обрабатываемость.
коррозионная стойкость	талантливый	талантливый	талантливый	Основные достоинстваОн не содержит меди и устойчив к коррозии под воздействием морской воды и химических сред.
свариваемость	благоприятный	благоприятный	благоприятный	Основные достоинстваДля ремонта и соединения может применяться сварка тигом.
Подвижность литья	средний	--	--	Более низкое содержание кремния и меньшая текучесть по сравнению с высококремнистыми сплавами.
Высокотемпературная прочность	обычно	обычно	обычно	Нетермостойкий сплав, не подходит для длительной работы при высоких температурах.

Пути повышения производительности и технические особенности
Производительность ZL115 обусловлена его “Усиленный и устойчивый к коррозии цинко-магниевый композит для этого продукта”Концепция дизайна:

1. Уникальная роль цинка: Цинк обладает высокой твердой растворимостью в алюминии и может обеспечитьЗамечательный эффект укрепления твердых растворови при этом не снижает коррозионную стойкость, как медь. Добавление цинка также улучшаетестественная способность к ограничению.
2. Дополнительное обогащение магнием: Магний и кремний образуют осажденные фазы Mg₂Si, которые дополнительно упрочняются при термообработке. Композит цинка с магнием образует упрочняющие фазы, такие как T(Al₂Mg₃Zn₃), что усиливает реакцию на термообработку.
3. Безмедная конструкция: Строгие ограничения по содержанию меди обеспечивают использование сплавов в морской и химической среде.Отличная коррозионная стойкостьИменно эта особенность отличает его от медьсодержащих сплавов, таких как ZL105 и ZL107.
4. Хорошая свариваемость: Благодаря отсутствию меди и надлежащему контролю примесей, ZL115Низкая склонность к образованию горячих трещин при сваркеОн может использоваться для ремонта и структурного соединения с помощью сварки tig, что облегчает изготовление и ремонт сложных отливок.

Соответствующие международные оценки
Система цинково-магниевого армирования ZL115 несколько уникальна в международном масштабе, но можно найти и похожие марки:

• Китайский национальный стандарт::ZAlSi5Zn1Mg (GB/T 1173)
• Американский стандарт:: В сочетании с 713.0 (Al-Zn6CuMg) отличается, но 712.0 (Al-Zn6Mg) имеет некоторое сходство; в некоторых источниках упоминается, что 771.0 (Al-Zn7Mg) похожи друг на друга. Наиболее близкой является Цинксодержащие сплавы для литья алюминия класс, но прямого соответствия нет.
• стандарт ЕС::EN AC-41000 (Al-Si5Mg) Не содержит цинка;EN AC-71000 (Al-Zn10Si8Mg) Повышенное содержание цинка. Нет прямого соответствия.
• Японский стандарт: Прямой переписки нет.
• международный стандарт::AlSi5Zn1Mg Аналогичные марки доступны в стандарте ISO 3522.

ZL115 в литейной промышленности

на основе егоХорошая коррозионная стойкость, свариваемость и средняя прочностьОсобенности, ZL115 в основном используется в следующих областях:

1. Кораблестроение и океанотехника (основные приложения)
   • Морские аксессуары: Палубные клапаны, корпуса насосов, трубопроводная арматура, вентиляционные решетки.
   • Морские платформы: Держатели приборов, соединители для перил, коррозионностойкие корпуса.
   • Рыболовное оборудование: Корпуса намотчиков рыболовных сетей, компоненты насосов для морской воды.
2. Химическое и пищевое оборудование
   • Химические насосы и клапаны: Корпус насоса, корпус клапана, трубопроводная арматура для транспортировки агрессивных сред.
   • пищевое оборудование: Корпуса оборудования для пищевой промышленности, соединения конвейерных труб (без риска загрязнения медью).
   • Фармацевтическое оборудование: Необходимы коррозионностойкие корпуса приборов, не содержащие меди.
3. Общие механические и структурные компоненты
   • Сварные конструктивные элементы: Литые детали, привариваемые к алюминиевым профилям или пластинам.
   • Сложные корпуса: Корпуса приборов и электрооборудования, где требуется коррозионная стойкость.
   • метро: Отделка салона, кронштейны подлокотников.

Часто задаваемые вопросы Алюминиевый сплав ZL115

Q1: В чем заключается самое выдающееся преимущество ZL115?

• Два основных достоинства:: Один - этоОтличная коррозионная стойкость(не содержит меди), особенно устойчив к морской воде и коррозии в химических средах; во-вторых,Хорошая свариваемостьЕго можно соединять и ремонтировать аргонодуговой сваркой. Эти две особенности делают его уникально ценным в морской, химической и других областях.

Вопрос 2: Каков уровень прочности ZL115? Как он соотносится с ZL104?

• Прочность на разрыв ZL115-T6 составляет около 250-290 МПа.Немного ниже, чем ZL104-T6 (240-270 МПа, но типичные значения для ZL104-T6 на самом деле ниже, верхний предел прочности ZL104 составляет около 270, верхний предел ZL115 составляет около 290, поэтому ZL115 немного выше или сопоставим). Однако ZL104 обладает лучшей текучестью при литье, а ZL115 - лучшей коррозионной стойкостью и свариваемостью. Оба варианта имеют свою направленность, но ZL115 больше подходит для требований к высокой коррозионной стойкости.

Вопрос 3: Почему ZL115 обладает хорошей коррозионной стойкостью?

• главным образом потому, чтоМедь (Cu) свободна. Медь образует катодную фазу в алюминиевом сплаве, ускоряя электрохимическую коррозию. ZL115 строго контролирует медь ≤ 0,1%, в то время как добавление цинка помогает сформировать более стабильную поверхностную оксидную пленку, так что он показывает отличную коррозионную стойкость в морской воде, влажной атмосфере и других средах.

Вопрос 4: Каковы требования к процессу сварки для ZL115?

• Хорошая свариваемостьМожно соединять или ремонтировать обычной сваркой TIG (TIG/MIG). Рекомендации:
  • Используйте сварочные проволоки с однородными или немного более высокими свойствами, чем у основного металла (например, алюминиево-кремниевые проволоки, содержащие цинк).
  • Тщательно очистите зону сварки перед сваркой, чтобы удалить окисную пленку.
  • Для толстых и больших кусков возможен соответствующий предварительный нагрев (100-150°C).
  • Снятие напряжений с важных конструктивных элементов после сварки.

Q5：Можно ли использовать ZL115 для производства морских гребных винтов?

• неподходящийПропеллеры требуют чрезвычайной прочности и кавитационной стойкости. Пропеллеры требуют очень высокой прочности и кавитационной стойкости и обычно изготавливаются из никель-алюминиевой бронзы или нержавеющей стали. zl115 недостаточно прочен для этих целей и в основном используется для не несущих или умеренно несущих компонентов в морской технике.

Q6：Какова производительность литья ZL115? На что нужно обратить внимание при проектировании?

• средний уровень. Содержание кремния составляет всего 4,5-5,5%, и текучесть не так хороша, как у ZL104, ZL111 и других высококремнистых сплавов. Необходимо уделить внимание проектированию системы литья:
  • Соответствующим образом увеличьте размер затвора и повысьте температуру заливки.
  • Избегайте слишком тонкостенных конструкций (минимальная рекомендуемая толщина стенок ≥ 3 мм).
  • Улучшите конструкцию усадки наполнителя, чтобы предотвратить усадку и ослабление усадочных отверстий.

---

📊 Расширенная колонка: сравнительный анализ ZL115 и родственных сплавов

размер сравнения	ZL115 (AlSi5Zn1Mg)	ZL101A (AlSi7MgA)	ZL104 (AlSi9Mg)	ZL105 (AlSi5Cu1Mg)
Кремний (Si)%	4.5-5.5	6.5-7.5	8.5-10.5	4.5-5.5
Медь (Cu)%	≤0,1 (без меди)	≤0,1 (без меди)	≤0,1 (без меди)	1,0-1,5 (с медью)
Цинк (Zn)%	1.2-1.8	≤0.1	≤0.2	≤0.3
Магний (Mg)%	0.4-0.6	0.25-0.45	0.17-0.35	0.4-0.6
Прочность на разрыв (T6)	250-290 МПа	290-330 МПа	240-270 МПа	280-320 МПа
Удлинение (T6)	2.0-4.0%	3.0-6.0%	1.5-3.0%	1.5-3.0%
коррозионная стойкость	Превосходно (без меди)	Превосходно (без меди)	Превосходно (без меди)	Средний (с медью)
свариваемость	талантливый	благоприятный	благоприятный	средний
Подвижность литья	средний	благоприятный	талантливый	средний
Типичные затраты	средний	средний и высший класс	低	средний

Краткое руководство по выбору:

• Выберите ZL115: Когда деталь требуетУстойчивость к морской воде, свариваемость, средняя прочностьКогда наступает подходящий момент, он становится основным выбором в морской и химической промышленности.
• Выберите ZL101A: ТребуетсяВысокая прочность, хорошая общая производительностьи когда требуется коррозионная стойкость.
• Выберите ZL104: КвестТехнологичность и экономичность литьяПри умеренных требованиях к прочности.
• Выберите ZL105: ТребуетсяПрочность при высоких температурах или вышеДопустимо, если коррозионная стойкость немного хуже.