铝合金中各种元素的作用，，，，，包含合金元素、微量元素、杂质元素对铝合金的影响|恒行3学堂|恒行3

产品分类

恒行3学堂

铝合金中各种元素的作用，，，，，包含合金元素、微量元素、杂质元素对铝合金的影响

发布时间：2020-12-17点击：4557

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

免责声明：本站部分图片和文字来源于网络收集整理，，，，，仅供学习交流，，，，，版权归原作者所有，，，，，并不代表我站观点。。。。。。。本站将不承担任何法律责任，，，，，如果有侵犯到您的权利，，，，，请及时联系恒行3删除。。。。。。。