作為鑄造鋁合金家族中硅含量最高、鑄造性能最為優異的合金之一，ZL102（ZAlSi12）以其極佳的流動性、極低的收縮率和優異的抗熱裂性而聞名。該合金被歸類為簡單硅鋁明，因其不含其他強化元素，不可通過熱處理進行強化，通常用于鑄造形狀極其復雜、壁厚差異大但對絕對強度要求不高的零件，在鑄造工藝性與經濟性方面達到了頂峰。

ZL102 對應的國家牌號是 ZAlSi12。

• 國標牌號：按照GB/T 1173，其牌號為ZAlSi12。其中“Z”代表“鑄造”，“L”代表“鋁”，“Si12”代表名義硅含量。
• 行業/企業代號：ZL102?是該材料在行業圖紙、手冊及企業標準中廣泛使用的代號。
• 狀態：通常以鑄態（F狀態）?或退火態（O狀態）?使用，主要用于改善切削加工性或穩定尺寸。

ZL102鋁合金成分表

元素	含量范圍（wt%）	功能作用
硅(Si)	10.0-13.0	核心元素，極大提高流動性，降低收縮率，是獲得卓越鑄造性能的關鍵。
鋁(Al)	余量	基體材料。
鐵(Fe)	≤0.7	雜質元素，需控制在一定范圍。
銅(Cu)	≤0.15	雜質元素，嚴格控制以保持良好耐蝕性。
鎂(Mg)	≤0.10	雜質元素，需極低含量以保證合金不可熱處理強化。
錳(Mn)	≤0.35	雜質元素，中和部分鐵的有害作用。

ZL102物理與力學性能參數表（鑄態，砂型鑄造典型值）

性能指標	數值范圍	對比參照（YL113）與說明
密度	2.64-2.66 g/cm3	略低于YL113。
抗拉強度 (Rm)	140-160 MPa	強度較低，僅為YL113的60%-70%，是其最主要短板。
屈服強度 (Rp0.2)	80-100 MPa	承力能力有限。
延伸率 (A)	4.0-6.0%	塑性相對較好，得益于其共晶組織。
布氏硬度 (HB)	50-55	硬度低，耐磨性差。
熱導率	約 155 W/(m·K)	良好。
線膨脹系數	21.0×10??/℃	較低，有利于尺寸穩定性。

力學性能特點與局限性
ZL102的力學性能是其明確的應用邊界：

1. 不可熱處理強化：由于幾乎不含鎂（Mg）、銅（Cu）等可形成強化相的元素，無法通過固溶時效（T6/T5）來提升強度。其性能提升僅能通過變質處理細化共晶硅形態來實現。
2. 強度水平低：鑄態強度是所有常用鑄造鋁合金中最低的級別之一，僅適用于不受力或僅受很小靜載的結構。
3. 優點在于工藝性：其所有設計都圍繞“鑄造容易”展開，犧牲強度以換取無與倫比的充型能力和抗熱裂性。

對應的國際牌號
這種高硅鋁硅合金在全球標準中非常普遍：

• 中國國標：ZAlSi12?(GB/T 1173)
• 美國標準：A413.0?或?443.0?(ASTM)
• 歐盟標準：EN AC-44000?或?EN AC-47100?(EN 1706)
• 日本標準：ADC10?(但ADC10含銅，更接近YL113，需注意區別) 或?AC3A?(JIS)

ZL102在鑄造行業的應用
基于其登峰造極的鑄造性能和低廉的成本，但力學性能弱的特點，ZL102主要應用于以下對成型性要求極高、對強度要求極低的領域：

1. 復雜薄壁裝飾件與殼體（主流應用）
   • 藝術鑄件與工藝品：復雜的雕塑、裝飾品、仿古構件（能完美復制細節）。
   • 儀器儀表殼體：各種儀表盤外殼、蓋板、裝飾框（表面光潔，變形小）。
   • 家具五金與潔具部件：復雜的門把手、燈具裝飾件、水龍頭非承壓外殼。
2. 低負荷氣密性零件
   • 氣動儀表殼體：壓力表、流量計的外殼（鑄造致密性好）。
   • 低壓閥門外殼：用于水、空氣等介質的低壓閥門體（非關鍵管路）。
   • 汽車非結構件：某些裝飾性進氣格柵、燈罩殼體。
3. 高導熱及耐腐蝕要求件（利用其鋁硅合金本質）
   • 散熱器（傳統型）：一些對機械強度要求不高的傳統散熱器。
   • 化工設備內襯或支架：利用其良好的耐腐蝕性（無銅），用于腐蝕環境中的非承力部件。

ZL102鋁合金常見問題解答

Q1：ZL102最大的優點和缺點是什么？

• 最大優點：鑄造流動性極好，收縮率極小（約0.8%），抗熱裂性極佳，能鑄造出其他合金難以成型的、結構異常復雜或壁厚極薄的零件。
• 最大缺點：力學性能低，不可熱處理強化，不適用于任何承受載荷的結構件。

Q2：什么是“變質處理”？對ZL102有何作用？

• 變質處理是在熔煉過程中向ZL102熔體中加入鈉（Na）或鍶（Sr）?等變質劑。其核心作用是改變共晶硅的形態，從粗大的片狀轉變為細密的纖維狀或粒狀。
• 作用：這能輕微提升合金的力學性能（特別是延伸率）和切削加工性，并改善表面光澤。是提升ZL102綜合使用性能的關鍵工藝步驟。

Q3：ZL102加工時需要注意什么？

• 優點：由于其硬度低，切削加工性非常好，刀具磨損小。
• 缺點：因其硅含量高，切屑可能較短脆，對表面光潔度要求高時需選擇合適的刀具角度和切削參數。由于其軟，裝夾時需注意防止變形。

Q4：ZL102可以陽極氧化嗎？效果如何？

• 可以陽極氧化。由于其不含銅等干擾元素，陽極氧化性能良好，能獲得均勻、光亮的氧化膜。
• 特點：氧化后表面呈淺灰色至灰白色。因其基體本身硬度較低，氧化膜的耐磨性也相對有限。

Q5：在什么情況下應該選擇ZL102，而不是ZL104或YL113？

• 選ZL102的唯一決定性因素：當零件的結構復雜程度（如極薄壁、密集筋條、深腔）導致使用其他合金鑄造合格率極低或根本無法成型時。
• 決策流程圖：
  • 零件是否承力？ →?是?→?排除ZL102，考慮ZL104（需熱處理）或YL113（壓鑄）。
  • 零件是否極其復雜、薄壁？ →?是?→?首選ZL102。
  • 追求最低材料與鑄造成本，且強度滿足（極低要求）→?可選ZL102。

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總結：ZL102是一種將鑄造工藝性做到極致的高硅鋁硅合金。它以犧牲全部熱處理強化能力和高強度為代價，換來了無與倫比的充型能力和抗裂性。它是解決“能否鑄出來”這一首要問題的終極材料，而非解決“能否受力”問題的選擇。在涉及復雜藝術鑄件、薄壁裝飾殼體等對強度無要求的領域，它是無可替代的經典。