ZL101A是Al-Si-Mg系可熱處理強化的鑄造鋁合金，是在船舶艦艇制造中獲得廣泛應用的鑄造鋁合金之一，它是ZL101合金的改型。通過采用高純度原材料降低合金的各種雜質含量，添加微量晶粒細化元素和調整合金元素鎂的含量，使合金具有更高更好綜合性能。合金的鑄造工藝、可焊性能、抗腐蝕性能等與ZL101合金的大致相同，適于砂型、金屬型、熔模殼型及石膏型制造形狀復雜、要求氣密性的各種優質鑄件。

艦船

　　ZL101A合金的化學成分（GB/T1173，W%）如下：Si6.5~7.5，Mg0.25~0.45，Ti0.08~0.20，Fe0.2（S、J），Cu0.1，Zn0.1，Mn0.10，Zr0.20，Sn0.01，Pb0.03，雜質總和（S、J）0.7，其余為Al。

　　ZL101A合金與日本的AC4CH、美國的A356合金相當，一般在T4、T5、T6狀態使用。鑄造方法、鑄件尺寸和復雜程度不受限制，經T6工藝處理的鑄件具有高的強度。為滿足優質鑄件高力學性能的要求，應嚴格控制合金元素含量。

　　該合金主要用于制造要求有高力學性能的金屬型鑄件，但在熔煉操作和鑄造工藝上應注意精練除氣和熔體的平穩流動，防止出現針孔缺陷和二次氧化夾雜物。

　　熔煉鑄造工藝

　　ZL101A合金鑄造溫度680℃~750℃，液相線溫度610℃，固相線溫度577℃，有優良的鑄造工藝性能，用700℃砂型澆注棒狀試樣測定的流動性為370mm；具有高的氣密性，在5.0N/mm2的試驗壓力下，試樣裂而不漏，在713℃澆熱裂試樣無裂紋，線收縮率1.1%~1.2%，體收縮率為3.7~3.9%。

　　ZL101A合金凝固時，因冷卻速度不同，其拉伸性能也不同。冷卻速度快性能高，否則性能低。

　　物理化學及力學性能

　　ZL101A合金的密度2690kg/m3，熱導率及比熱容見表1；20℃~100℃的線膨脹系數22.9×10-6/℃，20℃~200℃的23.6×10-6/℃，100℃~200℃的24.3×10-6/℃；20℃時的電阻率44.6n俜m；無磁性。

　　該合金表面極易形成致密的氧化膜，可防止在空氣中進一步氧化。抗腐蝕性能良好，接近純鋁的，在沒有表面防護的情況下，可以在沿海氣候和工業氣氛條件下使用，是鑄造海洋設施零件的良好材料，并有較好的抗應力腐蝕能力，在實際使用和在實驗室內用3.5%NaCl溶液交替浸蝕均沒有出現應力腐蝕破壞現象；耐大氣腐蝕性能良好，通常不需要表面防護處理，但為了提高抗腐蝕性和耐磨性，可以采用陽極氧化處理，如有特殊要求，還可以進行其他的防護處理，如電鍍、琺瑯涂層、噴漆等。

　　ZL101A合金的標定（GB/T1173）最低力學性能見表2，ZL101A-T5合金室溫S型鑄件的抗壓屈服強度為265N/mm2，T6狀態J型鑄件的為294N/mm2；S型單鑄試樣（T5）的抗剪強度186N/mm2，T6狀態的為193N/mm2；ZL101A-T6合金J型鑄造試板的平面應變斷裂韌度KIC=24.8（N/mm2）   。

　　熱處理

　　ZL101A合金的顯微組織與ZL101合金的基本相同，由于雜質的Fe的含量≤0.2%，不會形成大塊的含Fe化合物，因而力學性能比ZL101合金的高一些。

　　該合金的熱處理制度見表3，固溶處理保溫時間在規定范圍內時，除考慮鑄件壁厚外，砂型的熔模鑄件的應比金屬型鑄件的長。人工時效溫度和時間的選擇應考慮鑄件驗收標準對力學性能要求、采用的鑄造方法及合金的實際化學成分等因素。

　　對長期工作，要求尺寸穩定的高精度零件，固溶處理后可進行冷熱循環處理消除內應力。

　　工藝特性

　　ZL101A合金的熔煉和鑄造工藝與ZL101合金的基本相同，主要差別在于雜質含量，為此，生產ZL101工合金時，應選用雜質低的原材料配料，尤其是鐵的含量。為減少合金中鐵含量，宜選用非鐵坩堝和工具。

　　ZL101A合金可焊性能良好，通常采用氬弧焊，也可以采用其他焊接方法，如氣焊等，但釬焊不宜。對于鑄造缺陷的焊補修 復，最好采用成分相同的焊絲作為填充金屬。鑄造缺陷經補焊修復后，如果不進行重復熱處理，則補焊處力學性能明顯下降，重復熱處理后，其力學性能可大致與基體的性能相當。

　　該合金有相當強的抗大氣腐蝕性能，通常不需要防護處理，但為了提高抗蝕性，也可以進行陽極氧化處理，在特殊情況下，可進行電鍍、上琺瑯、噴漆處理。

　　ZL101A合金的切削加工性能良好，但由于合金的含硅量較高，對刀具有一定的磨損，宜采用硬質合金刀具，為保證鉆孔、攻絲、磨削的加工光潔度，切削時應使用煤油或其他潤滑劑進行冷卻與潤滑。

責任編輯：王元

《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
投稿聯系：編輯部
電話：010-62313558-801
郵箱：ecorr_org@163.com
中國腐蝕與防護網官方 QQ群：140808414