发布时间：2020-12-17点击：4476
一、合金元素影响
1.铜元素Cu
铝铜合金富铝部分548时，，，， ，，铜在铝中的***大溶解度为5.65%，，，， ，，温度降到302时，，，， ，，铜的溶解度为0.45%。。。 。。。。铜是重要的合金元素，，，， ，，有一定的固溶强化效果，，，， ，，此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果。。。 。。。。铝合金中铜含量通常在2.5%～5%，，，， ，，铜含量在4%～6.8%时强化效果***好，，，， ，，所以大部分硬铝合金的含铜量处于这范围。。。 。。。。
铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素。。。 。。。。
2.硅元素Si
Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577时，，，， ，，硅在固溶体中的***大溶解度为1.65%。。。 。。。。尽管溶解度随温度降低而减少，，，， ，，介这类合金一般是不能热处理强化的。。。 。。。。铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性。。。 。。。。
若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，，，， ，，强化相为MgSi。。。 。。。。镁和硅的质量比为1.73∶1。。。 。。。。设计Al-Mg-Si系合金成分时，，，， ，，基体上按此比例配置镁和硅的含量。。。 。。。。有的Al-Mg-Si合金，，，， ，，为了提高强度，，，， ，，加入适量的铜，，，， ，，同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响。。。 。。。。
Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si在铝中的***大溶解度为1.85%，，，， ，，且随温度的降低而减速小。。。 。。。。
变形铝合金中，，，， ，，硅单独加入铝中只限于焊接材料，，，， ，，硅加入铝中亦有一定的强化作用。。。 。。。。
3.镁元素Mg
Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线表明，，，， ，，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，，，， ，，但是在大部分工业用变形铝合金中，，，， ，，镁的含量均小于6%，，，， ，，而硅含量也低，，，， ，，这类合金是不能热处理强化的，，，， ，，但是可焊性良好，，，， ，，抗蚀性也好，，，， ，，并有中等强度。。。 。。。。
镁对铝的强化是明显的，，，， ，，每增加1%镁，，，， ，，抗拉强度大约升***远34MPa。。。 。。。。如果加入1%以下的锰，，，， ，，可能补充强化作用。。。 。。。。因此加锰后可降低镁含量，，，， ，，同时可降低热裂倾向，，，， ，，另外锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀，，，， ，，改善抗蚀性和焊接性能。。。 。。。。
4.锰元素Mn
Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时，，，， ，，锰在固溶体中的***大溶解度为1.82%。。。 。。。。合金强度随溶解度增加不断增加，，，， ，，锰含量为0.8%时，，，， ，，延伸率达***大值。。。 。。。。Al-Mn合金是非时效硬化合金，，，， ，，即不可热处理强化。。。 。。。。
锰能阻止铝合金的再结晶过程，，，， ，，提高再结晶温度，，，， ，，并能显着细化再结晶晶粒。。。 。。。。再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。。。 。。。。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁，，，， ，，形成(Fe、Mn)Al6，，，， ，，减小铁的有害影响。。。 。。。。
锰是铝合金的重要元素，，，， ，，可以单独加入形成Al-Mn二元合金，，，， ，，更多的是和其它合金元素一同加入，，，， ，，因此大多铝合金中均含有锰。。。 。。。。
5.锌元素Zn
Al-Zn合金系平衡相图富铝部分275时锌在铝中的溶解度为31.6%，，，， ，，而在125时其溶解度则下降到5.6%。。。 。。。。
锌单独加入铝中，，，， ，，在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限，，，， ，，同时存在应力腐蚀开裂、倾向，，，， ，，因而***了它的应用。。。 。。。。
在铝中同时加入锌和镁，，，， ，，形成强化相Mg/Zn2，，，， ，，对合金产生明显的强化作用。。。 。。。。Mg/Zn2含量从0.5%提高到12%时，，，， ，，可明显增加抗拉强度和屈服强度。。。 。。。。镁的含量超过形成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中，，，， ，，锌和镁的比例控制在2.7左右时，，，， ，，应力腐蚀开裂抗力***大。。。 。。。。
如在Al-Zn-Mg基础上加入铜元素，，，， ，，形成Al-Zn-Mg-Cu系合金，，，， ，，基强化效果在所有铝合金中***大，，，， ，，也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。。。 。。。。
二、微量元素的影响
1.铁和硅Fe-Si
铁在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系锻铝合金中，，，， ，，硅在Al-Mg-Si系锻铝中和在Al-Si系焊条及铝硅铸造合金中，，，， ，，均作为合金元素加的，，，， ，，在基它铝合金中，，，， ，，硅和铁是常见的杂质元素，，，， ，，对合金性能有明显的影响。。。 。。。。它们主要以FeCl3和游离硅存在。。。 。。。。在硅大于铁时，，，， ，，形成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相，，，， ，，而铁大于硅时，，，， ，，形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。。。 。。。。当铁和硅比例不当时，，，， ，，会引起铸件产生裂纹，，，， ，，铸铝中铁含量过高时会使铸件产生脆性。。。 。。。。
2.钛和硼Ti-B
钛是铝合金中常用的添加元素，，，， ，，以Al-Ti或Al-Ti-B中间合金形式加入。。。 。。。。钛与铝形成TiAl2相，，，， ，，成为结晶时的非自发核心，，，， ，，起细化铸造组织和焊缝组织的作用。。。 。。。。Al-Ti系合金产生包反应时，，，， ，，钛的临界含量约为0.15%，，，， ，，如果有硼存在则减速小到0.01%。。。 。。。。
3.铬Cr
铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素。。。 。。。。600℃时，，，， ，，铬在铝中溶解度为0.8%，，，， ，，室温时基本上不溶解。。。 。。。。
铬在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物，，，， ，，阻碍再结晶的形核和长大过程，，，， ，，对合金有一定的强化作用，，，， ，，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。。。 。。。。但会场增加淬火敏感性，，，， ，，使阳极氧化膜呈黄色。。。 。。。。
铬在铝合金中的添加量一般不超过0.35%，，，， ，，并随合金中过渡元素的增加而降低。。。 。。。。
4.锶Sr
锶是表面活性元素，，，， ，，在结晶学上锶能改变金属间化合物相的行为。。。 。。。。因此用锶元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性和***终产品质量。。。 。。。。由于锶的变质有效时间长、效果和再现性好等优点，，，， ，，近年来在Al-Si铸造合金中取代了钠的使用。。。 。。。。对挤压用铝合金中加入0.015%～0.03%锶，，，， ，，使铸锭中β-AlFeSi相变成汉字形α-AlFeSi相，，，， ，，减少了铸锭均匀化时间60%～70%，，，， ，，提高材料力学性能和塑性加工性;改善制品表面粗糙度。。。 。。。。对于高硅(10%～13%)变形铝合金中加入0.02%～0.07%锶元素，，，， ，，可使初晶减少至***低限度，，，， ，，力学性能也显着提高，，，， ，，抗拉强度бb由233MPa提高到236MPa，，，， ，，屈服强度б0.2由204MPa提高到210MPa，，，， ，，延伸率б5由9%增至12%。。。 。。。。在过共晶Al-Si合金中加入锶，，，， ，，能减小初晶硅粒子尺寸，，，， ，，改善塑性加工性能，，，， ，，可顺利地热轧和冷轧。。。 。。。。
5.锆元素Zr
锆也是铝合金的常用添加剂。。。 。。。。一般在铝合金中加入量为0.1%～0.3%，，，， ，，锆和铝形成ZrAl3化合物，，，， ，，可阻碍再结晶过程，，，， ，，细化再结晶晶粒。。。 。。。。锆亦能细化铸造组织，，，， ，，但比钛的效果小。。。 。。。。有锆存在时，，，， ，，会降低钛和硼细化晶粒的效果。。。 。。。。在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，，，， ，，由于锆对淬火敏感性的影响比铬和锰的小，，，， ，，因此宜用锆来代替铬和锰细化再结晶组织。。。 。。。。
6.杂质元素Re
稀土元素加入铝合金中，，，， ，，使铝合金熔铸时增加成分过冷，，，， ，，细化晶粒，，，， ，，减少二次晶间距，，，， ，，减少合金中的气体和夹杂，，，， ，，并使夹杂相趋于球化。。。 。。。�；；；；； ；；箍山档腿厶灞砻嬲帕�，，，， ，，增加流动性，，，， ，，有利于浇注成锭，，，， ，，对工艺性能有着明显的影响。。。 。。。。各种稀土加入量约为0.1%为好。。。 。。。�；；；；； ；；旌舷⊥�(La-Ce-Pr-Nd等混合)的添加，，，， ，，使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金时效G?P区形成的临界温度降低。。。 。。。。含镁的铝合金，，，， ，，能激发稀土元素的变质作用。。。 。。。。
三、杂质元素的影响
钒在铝合金中形成VAl11难熔化合物，，，， ，，在熔铸过程中起细化晶粒作用，，，， ，，但比钛和锆的作用小。。。 。。。。钒也有细化再结晶组织、提高再结晶温度的作用。。。 。。。。
钙在铝合金中固溶度极低，，，， ，，与铝形成CaAl4化合物，，，， ，，钙又是铝合金的超塑性元素，，，， ，，大约5%钙和5%锰的铝合金具有超塑性。。。 。。。。钙和硅形成CaSi，，，， ，，不溶于铝，，，， ，，由于减小了硅的固溶量，，，， ，，可稍微提高工业纯铝的导电性能。。。 。。。。钙能改善铝合金切削性能。。。 。。。。CaSi2不能使铝合金热处理强化。。。 。。。。微量钙有利于去除铝液中的氢。。。 。。。。
铅、锡、铋元素是低熔点金属，，，， ，，它们在铝中固溶度不大，，，， ，，略降低合金强度，，，， ，，但能改善切削性能。。。 。。。。铋在凝固过程中膨胀，，，， ，，对补缩有利。。。 。。。。高镁合金中加入铋可防止钠脆。。。 。。。。
锑主要用作铸造铝合金中的变质剂，，，， ，，变形铝合金很少使用。。。 。。。。仅在Al-Mg变形铝合金中代替铋防止钠脆。。。 。。。。锑元素加入某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中，，，， ，，改善热压与冷压工艺性能。。。 。。。。
铍在变形铝合金中可改善氧化膜的结构，，，， ，，减少熔铸时的烧损和夹杂。。。 。。。。铍是有毒元素，，，， ，，能使人产生过敏性中毒。。。 。。。。因此，，，， ，，接触食品和饮料的铝合金中不能含有铍。。。 。。。。焊接材料中的铍含量通�？？？？？？刂圃�8μg/ml以下。。。 。。。。用作焊接基体的铝合金也应控制铍的含量。。。 。。。。
钠在铝中几乎不溶解，，，， ，，***大固溶度小于0.0025%，，，， ，，钠的熔点低(97.8℃)，，，， ，，合金中存在钠时，，，， ，，在凝固过程中吸附在枝晶表面或晶界，，，， ，，热加工时，，，， ，，晶界上的钠形成液态吸附层，，，， ，，产生脆性开裂时，，，， ，，形成NaAlSi化合物，，，， ，，无游离钠存在，，，， ，，不产生“钠脆”。。。 。。。。当镁含量超2%时，，，， ，，镁夺取硅，，，， ，，析出游离钠，，，， ，，产生“钠脆”。。。 。。。。因此高镁铝合金不允许使用钠盐熔剂。。。 。。。。防止“钠脆”的方法有氯化法，，，， ，，使钠形成NaCl排入渣中，，，， ，，加铋使之生成Na2Bi进入金属基体;加锑生成Na3Sb或加入稀土亦可起到相同的作用。。。 。。。。
来源：中国铝业网
