ZL101およびZL101A鋳造アルミ合金:性能等級とハイエンド用途のガイドを備えた萬能合金

發布時間2026-03-03 分類広報 瀏覽量29

の中國國家規格(GB/T 1173)である。最も幅広い用途と成熟した技術を持つアルミ?シリコン?マグネシウム鋳造合金ZL101(ZAlSi7Mg)とその高純度バージョンZL101A(ZAlSi7MgA) による優れた鋳造性、優れた機械的特性、優れた耐食性、優れた熱処理応答性鋳造アルミ合金ファミリーの「オールラウンダー」。この合金のペアは鋳造性のためのケイ素(Si)、強化能力のためのマグネシウム(Mg)の製造において重要な要素である不純物元素(特に鉄)の厳密な管理によって達成される。一般機械から航空宇宙まで、中強度から高強度の複雑な鋳物。に適した素材のひとつである。

ZL101アルミニウム合金
ZL101アルミニウム合金

ZL101 / ZL101A 対応國グレード

  • ナショナル?スタンダード?グレードGB/T 1173によると、等級は以下の通り。 ZAlSi7Mg(ZL101に対応)と ZAlSi7MgA(ZL101Aに対応)。接尾辭 “A ”は高純度バージョンを表す。
  • 業界/企業コード::ZL101 歌で応える ZL101A 鋳造業界の図面、マニュアル、企業規格で広く使用されているコードである。
  • コア機能::
    • ZL101不純物鉄(Fe)の制御が比較的緩い(≤0.5%)基本的なAl-Si-Mg合金で、ほとんどの工業用途のニーズを満たす。
    • ZL101A::高純度鉄 (Fe) (≤0.2%) のような不純物の厳格な制限と、それに対応する他の微量元素の最適化により、熱処理後により高い強度、より優れた伸び、より安定した性能ハイエンド?アプリケーション向けのアップグレード?オプションである。

ZL101 / ZL101A アルミ合金成分表

要素別ZL101 含有量範囲(wt%)ZL101A 含有量範囲(wt%)機能的役割
ケイ素 (Si)6.5-7.56.5-7.5コアエレメント.良好な鋳造流動性、高溫割れに対する抵抗性を提供し、Mg?Si強化相の基礎を形成する。
マグネシウム (Mg)0.25-0.450.25-0.45主な強化要素.Siを含むMg?Si相の生成と熱処理による析出強化.
鉄(Fe)≤ 0.5≤ 0.2不純物の違いの最も中心的なポイント主な問題は脆性相の形成で、機械的特性、特に伸びを低下させる。鉄は主な有害不純物であり、脆い相を形成し、機械的特性、特に伸びを低下させる。ZL101Aの厳格な鉄の制限は、その性能ジャンプの鍵である。
チタン(Ti)0.08~0.20(追加可能)0.08~0.20(通常添加)粒子を細かくし、組織と機械的特性を改善する。
銅(Cu)≤ 0.2≤ 0.1不純物。良好な耐食性を維持するために厳しく管理されている。
亜鉛≤ 0.3≤ 0.1不純物。
マンガン (Mn)≤ 0.3≤ 0.1不純物。ZL101では、鉄の有害な影響を部分的に中和することができる。
アルミニウム(Al)許容誤差許容誤差基板材料。

ZL101 / ZL101A 物理的および機械的特性パラメータ表(代表値、T6狀態)

パフォーマンス指標ZL101-T6ZL101A-T6比較分析と利點
密度2.66-2.68 g/cm32.66-2.68 g/cm3同じだ。
引張強さ(Rm)250-280 MPa290-330 MPaZL101Aは著しく高いZL101の上限に近いか、それ以上である。
降伏強度 (Rp0.2)180-210 MPa200-240 MPaZL101Aは降伏強度が高く、耐荷重が大きい。
伸び (A)2.0-4.0%3.0-6.0%ZL101Aの塑性(靭性)の優位性は最も明白である。通常、ZL101より30~50%高い。
ブリネル硬度(HB)70-8580-95ZL101Aの方がやや硬い。
疲労強度良好有能ZL101Aは高純度かつ低欠陥率であるため、耐疲労性が大幅に向上する。
耐食性有能有能どちらも銅を含まず、アルミ合金の中でトップレベルの耐食性を持つ。
キャスティングの機動性良好良好同様に、同じシリコン含有量であれば、同等の流動性が得られる。
熱処理応答性良好素晴らしい不純物が少ないため、強化相の析出がより適切になり、ZL101Aがより均質に組織化される。

性能特性と技術分類
ZL101とZL101Aの違いの核心は“純潔の経済學”:

  1. 純度がパフォーマンスの天井を決める鉄(Fe)は Al-Si 合金中の最も一般的で有害な不純物である。ZL101A Fe含有量を≤0.5%から≤0.2%に低減することで、Al-Si合金の耐食性を向上させることができる。材料の延性と全體的な機械的特性を大幅に向上させる。これにより、航空宇宙産業などの高い信頼性要件を満たすことができる。
  2. パフォーマンス?エンジンとしての熱処理両方合格しなければならないT6熱処理(zl101A は、不純物が少なく、強化相の分布が均一であるため、より安定している。
  3. コストとパフォーマンスの比較ZL101は“コストパフォーマンスの王様”「ZL101Aは“パフォーマンスのアップグレード”「より高い強度、靭性、信頼性と引き換えに、ハイエンド用途に割高な料金を支払う。

対応する國際等級
この合金のペアは、世界で最も汎用性の高い鋳造アルミ合金のひとつであり、明確な対応関係を持つ:

  • 中國國家規格::ZAlSi7Mg (ZL101)、ZAlSi7MgA (ZL101A) (GB/T 1173)
  • アメリカン?スタンダード::356.0?(ZL101に相當)、 A356.0 ?(ZL101Aに相當)(ASTM B26/B108)
  • EU規格::EN AC-42000 (AlSi7Mg)、EN AC-42100 (AlSi7Mg0.3) (EN 1706)
  • 日本規格::AC4C (JIS H 5202)
  • 國際規格::AlSi7Mg0.3 (ISO 3522)

鋳物産業におけるZL101 / ZL101A

に基づいている。優れたオールラウンド性能、プロセス適応性、グレーダブルオプションこのペアの合金の用途は、市民産業から最先端技術まで広範囲に及ぶ:

  1. 航空宇宙?防衛 (主にZL101A)
    • 航空機構造部品ハッチフレーム、ダッシュボードブラケット、シートスライド、操縦裝置ロッカー。
    • エンジンアクセサリー吸気ハウジング、アクセサリーギアボックス、コンプレッサーマガジン。
    • ミサイルと宇宙船精密機器ハウジング 括弧 コネクター
  2. 自動車と輸送 (ZL101 と ZL101A)
    • シャシー&サスペンションコントロールアーム、ステアリングナックル、ホイールチョック(ハイパフォーマンスモデルで一般的なT6狀態ZL101A)。
    • パワートレイン:: インテークマニホールド シリンダーヘッドカバー、オイルパン、エンジンマウント。
    • 新エネルギー車バッテリーパックハウジング、モーターコントローラーハウジング、充電パイル部品。
  3. 一般機械および産業機械
    • ポンプおよびバルブハウジング各種ウォーターポンプ、オイルポンプ、バルブボディ(耐圧性、耐食性が必要)。
    • トランスミッション部レデューサーハウジング、クラッチハウジング
    • モーター?ケーシング高性能モーターハウジング 発電機エンドキャップ .
  4. ハイエンドの土木?特殊機器
    • 精密機器光學機器用ベース、醫療機器用構造部品。
    • 船舶部品海水腐食に強い舶用継手。
    • 機械工高剛性軽量ロボットアーム関節。

ZL101 / ZL101A アルミ合金のよくある質問

Q1: ZL101とZL101Aの違いは何ですか?機種はどのように選べばよいですか?

  • 核心的な違いは「不純物の鉄分」である。“ZL101は≤0.51 TP3Tの鉄を許容するが、ZL101Aは≤0.21 TP3Tを必要とする。機械的特性、特に伸びと疲労強度で有意差があった。
  • 選考の原則::
    • ZL101を選択: 従來型の工業用途で、部品に中程度の荷重がかかり、伸びや疲労壽命に特別な要求がなく、費用対効果が求められる場合。
    • ZL101Aを選択部品は動的荷重、衝撃荷重またはリクエスト高い信頼性と長壽命(航空宇宙、モータースポーツ、重要な安全部品など)、あるいは、以下のようなニーズがある。より高い設計応力軽量化のため

Q2: ZL101AはZL101よりいくら高いのですか?性能向上はそれに見合うものですか?

  • 通常、コストは高くなる15-25%これは主に、一次アルミニウムの純度、メルトコントロール、検査に対する要求が高くなったことに起因する。
  • 性能アップはそれだけの価値があるか用途にもよるが、従來型部品の場合、50%の伸びの向上と30%の疲労強度の向上を得るために、20%をより多く使用することがある。経済的でないしかし、その故障が壊滅的な結果をもたらす可能性のある航空宇宙部品の場合である。高いコストをかける価値がある。ZL101Aの価値は価格設定の “信頼性”.

Q3: ZL101とZL101Aの熱処理工程は同じですか?

  • 同様の基本パラメータ(代表的なT6:固溶535±5℃×6~12h、水冷、時効155±5℃×4~8h)。ただし、ZL101Aは不純物が少なく、組織が均一であるため熱処理を施している。より広いウィンドウでパフォーマンスの一貫性を向上.同じプロセスで、ZL101Aは常に優れた性能を発揮する。

Q4: ZL101の代わりにZL101Aを使うことはできますか?リスクは何ですか?

  • 技術的にはまったく問題なく、パフォーマンスも向上している。しかし、注意してほしい:
    • コスト増予算の査定が必要だ。
    • 鋳造工程どちらも同じような鋳造性があり、一般に鋳型の調整は必要ない。
    • 加工ZL101Aは靭性が高いため、切りくずの処理性が若干異なるかもしれませんが、全體的に良好な加工性を持っています。
    • 逆置換ZL101AをZL101Aで置き換えることはできません。ZL101Aで置き換えた場合、強度と靭性が設計要件を満たさなくなり、故障の原因となります。

Q5: ZL101とZL101Aの溶接補修性能について教えてください。

  • 有能.銅を含まないため、溶接熱亀裂の発生傾向は低い。いずれもアルゴンアーク溶接(TIG/MIG)で補修可能で、溶接後に局所的または全體的な応力除去熱処理を行えば、ほとんどの特性を回復できる。ZL101Aは通常、純度が高いため溶接品質と熱影響部の特性が優れている。

Q6: ZL101とZL101Aのアルマイト効果の違いは何ですか?

  • 両方の陽極酸化特性有能ただし、ZL101Aは不純物鉄の含有量が少ないため、酸化皮膜が高くなる可能性がある。しかし、ZL101Aは不純物鉄の含有量が少ないため、酸化皮膜がより高くなる可能性がある。純粋、透明、均質ZL101の酸化皮膜は、鉄不純物の存在によりわずかに灰色を帯びている場合がある。
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