作為鑄造鋁合金家族中應(yīng)用最廣泛的合金之一，ZL104（ZAlSi9Mg）以其優(yōu)異的鑄造性能、良好的氣密性和較高的綜合力學(xué)性能而著稱。該合金特別適合通過砂型鑄造、金屬型鑄造和精密鑄造來生產(chǎn)形狀復(fù)雜、要求氣密性或承受中等載荷的零件，在工藝適應(yīng)性與性能可靠性之間實現(xiàn)了良好平衡。

ZL104 對應(yīng)的國家牌號是 ZAlSi9Mg。

• 國標牌號：按照GB/T 1173，其牌號為ZAlSi9Mg。其中“Z”代表“鑄造”，“L”代表“鋁”。
• 行業(yè)/企業(yè)代號：ZL104?是該材料在行業(yè)圖紙、手冊及企業(yè)標準中廣泛使用的代號。
• 鑄態(tài)與熱處理態(tài)：其性能高度依賴熱處理，通常以T6狀態(tài)（固溶處理+完全人工時效）交付和使用，以獲得最佳強度。

ZL104鋁合金成分表

元素	含量范圍（wt%）	功能作用
硅(Si)	8.0-10.5	提高鑄造流動性，減少熱裂傾向，是主要合金元素。
鎂(Mg)	0.17-0.35	關(guān)鍵強化元素，與硅形成Mg?Si相，通過熱處理顯著提升強度。
錳(Mn)	0.2-0.5	中和鐵的有害作用，改善耐蝕性，部分形成強化相。
鐵(Fe)	≤0.6	雜質(zhì)元素，需嚴格控制以保持良好力學(xué)性能和耐蝕性。
鈦(Ti)	≤0.15	常用晶粒細化劑，改善鑄造組織和力學(xué)性能。
鋁(Al)	余量	基體材料。

ZL104物理與力學(xué)性能參數(shù)表 (典型值，T6態(tài))

性能指標	數(shù)值范圍	工藝備注
密度	2.65 g/cm3	--
抗拉強度 (Rm)	220-250 MPa	金屬型鑄造T6態(tài)可達上限，優(yōu)于砂鑄。
屈服強度 (Rp0.2)	140-180 MPa	--
延伸率 (A)	2.0-4.0%	顯著優(yōu)于同強度水平的壓鑄合金。
布氏硬度 (HB)	70-90	--
熱導(dǎo)率	約 150 W/(m·K)	--
線膨脹系數(shù)	21.5×10??/℃	--

力學(xué)性能強化路徑
ZL104的優(yōu)異性能幾乎完全通過熱處理獲得，其強化路徑明確：

1. T6熱處理是核心：標準的“固溶處理（535±5℃保溫，水淬） + 完全人工時效（175±5℃保溫）”是其性能躍升的關(guān)鍵。經(jīng)T6處理后，抗拉強度可比鑄態(tài)提升50%以上。
2. 成分精確控制：確保鎂（Mg）含量在要求中上限，是獲得充分強化相（Mg?Si）的前提。嚴格控制鐵（Fe）含量，防止形成有害的脆性相。
3. 鑄造工藝優(yōu)化：采用金屬型鑄造或低壓鑄造，利用更快的冷卻速度獲得更細密的鑄態(tài)組織，可使T6后的性能達到范圍上限，并提升鑄件致密性。

對應(yīng)的國際牌號
這種以硅、鎂為主要合金元素的鑄造鋁合金在各國標準中均有廣泛應(yīng)用：

• 中國國標：ZAlSi9Mg?(GB/T 1173)
• 美國標準：356.0?(ASTM)
• 歐盟標準：EN AC-43000?(EN 1706)
• 日本標準：AC4C?(JIS)

ZL104在鑄造行業(yè)的應(yīng)用
基于其良好的綜合性能、卓越的鑄造適應(yīng)性和可靠的熱處理強化效果，ZL104被廣泛應(yīng)用于對氣密性、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、耐腐蝕和中等強度有要求的領(lǐng)域：

1. 航空航天與軍工（經(jīng)典應(yīng)用）
   • 發(fā)動機附件：飛機發(fā)動機的機匣、殼體、泵體等（要求高氣密性和可靠性）。
   • 儀表設(shè)備殼體：各類航空儀表的復(fù)雜殼體。
2. 交通運輸（主流應(yīng)用）
   • 汽車部件：發(fā)動機進氣歧管（金屬型鑄造）、氣缸蓋罩、水泵殼體、變速箱殼體（低壓鑄造）。
   • 摩托車/電動車：輪轂、電機外殼、車架連接件。
   • 船舶部件：舷外機殼體、船舶泵閥。
3. 通用機械與高壓設(shè)備
   • 液壓與氣動零件：液壓閥體、氣缸體、空氣壓縮機缸頭（良好的機械加工性和承壓能力）。
   • 傳動殼體：減速箱、變速箱殼體。
   • 高負荷支架：發(fā)動機支架、設(shè)備底座。
4. 其它領(lǐng)域
   • 電器設(shè)備：大型電機外殼、發(fā)電機端蓋。
   • 醫(yī)療器械：醫(yī)療設(shè)備中需要復(fù)雜形狀和清潔表面的結(jié)構(gòu)件。

ZL104鋁合金常見問題解答

Q1：ZL104鑄件最常見的缺陷是什么？如何預(yù)防？

• 氣孔與縮松：因其凝固范圍較寬。解決方案：①加強熔體精煉除氣；②優(yōu)化澆冒口系統(tǒng)，強化順序凝固；③對于關(guān)鍵件，采用低壓鑄造或調(diào)壓鑄造提高補縮能力。

Q2：為何ZL104必須進行熱處理？

• ZL104的強度主要來源于Mg?Si相的沉淀強化。鑄態(tài)下該相粗大，強化效果弱。T6熱處理（固溶+時效）能使Mg?Si充分溶解并彌散析出，從而大幅提升強度、硬度和屈服極限，是其達到使用性能標準的必備工序。

Q3：ZL104的耐腐蝕性如何？

• 耐蝕性良好。由于其不含銅或銅含量極低，且鎂的加入有益于表面氧化膜的穩(wěn)定性，使其在大氣、海水環(huán)境中的耐蝕性優(yōu)于含銅的鑄造鋁合金（如YL113/ZL107）。但仍需根據(jù)使用環(huán)境進行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚ㄈ珀枠O氧化、涂裝）。

Q4：ZL104與壓鑄合金（如YL113/A380）的主要區(qū)別是什么？

• 核心區(qū)別在于鑄造方法和成分體系：
  • ZL104：為砂鑄/金屬型鑄造設(shè)計，含鎂（Mg）?以通過熱處理強化，不含或極少含銅，鐵（Fe）含量控制嚴格，以獲得更好的延伸率和耐蝕性。
  • YL113/A380：為高壓壓鑄設(shè)計，含較高銅（Cu）和鐵（Fe）?以適應(yīng)壓鑄工藝（防粘模），通常不進行固溶熱處理（以免起泡），主要靠Cu的固溶強化和T5時效。
  • 選型關(guān)鍵：需要高強度、高致密性、可熱處理的復(fù)雜件選ZL104；需要大批量、高效率生產(chǎn)的中等強度薄壁件選YL113/A380。

Q5：ZL104加工時應(yīng)注意什么？

• ①?刀具選擇：因其含硅，磨蝕性較強，推薦使用硬質(zhì)合金或PCD刀具。
• ②?切削參數(shù)：采用較高的切削速度和較小的進給量。
• ③?狀態(tài)：在T6態(tài)（時效后）?進行加工，尺寸穩(wěn)定性更好。加工后如需消除應(yīng)力，可進行低溫去應(yīng)力退火。

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總結(jié)：ZL104是一種以硅、鎂為強化元素，依賴T6熱處理獲得最佳性能的通用鑄造鋁合金。它與壓鑄合金YL113走的是不同的技術(shù)路線：YL113追求壓鑄工藝下的成本與效率，而ZL104追求通過多種鑄造方法和熱處理獲得更優(yōu)的綜合性能與可靠性，是制造重要、復(fù)雜、承力結(jié)構(gòu)件的經(jīng)典選擇。