发布时间：2020-12-17点击：4542
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。。 。。。 。。。唬唬�；；；；；箍山档腿厶灞砻嬲帕Γ�， ，，，，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。。 。。。 。。。唬唬�；；；；；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
