硅等元素在铝合金中的作用

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合金元素在铝合金中的作用

合金元素在铝合金中的作用

合金元素在铝合金中的作用铝合金是一种优良的轻金属材料,广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域。

为了进一步改善铝合金的性能,常常添加一定比例的合金元素。

合金元素的添加可显著提高铝合金的强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性,同时还可以改善其加工加工性能和耐磨性能。

下面将详细介绍各种合金元素在铝合金中的作用。

1.硅(Si)硅是最常用的合金元素之一,其添加能够显著提高铝合金的抗拉强度和屈服强度,同时降低膨胀系数。

硅还有助于改善铝合金的液态流动性,提高铸造性能和可压性。

因此,硅在铝合金中的含量通常在0.2~1.5%之间。

2.铜(Cu)铜是一种重要的合金元素,在铝合金中的含量通常为2~10%。

添加铜可显著提高铝合金的抗拉强度、疲劳强度和抗磨损性能。

此外,铜还能够改善铝合金的导电性和导热性,提高对高温场合的耐腐蚀性。

3.锰(Mn)锰是一种常见的合金元素,其主要作用是增加铝合金的强度。

锰在铝合金中的含量通常在0.1~1.0%之间。

适量添加锰能够显著提高铝合金的硬度和强度,同时还能提高铝合金的热处理响应性,使其能够通过热处理来进一步改善性能。

4.镁(Mg)镁是一种重要的合金元素,其在铝合金中的含量通常在0.5~7.5%之间。

添加镁可显著提高铝合金的强度、硬度和耐腐蚀性。

此外,镁还能够提高铝合金的塑性和可焊性,改善耐热性。

镁铝合金是一种重要的铝合金系列,其具有优异的强度和耐腐蚀性能,被广泛应用于航空航天等领域。

5.锌(Zn)锌是一种重要的合金元素,其主要作用是提高铝合金的强度和耐腐蚀性。

锌在铝合金中的含量通常为0.2~12%。

适量添加锌能够显著提高铝合金的强度和耐热性,同时还能降低合金的膨胀系数,提高铝合金的切削性能。

综上所述,合金元素在铝合金中起到了至关重要的作用。

添加适量的合金元素能够显著提高铝合金的强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性,同时还能改善其加工性能和耐磨性能。

合理选择和控制合金元素的含量,可以根据不同的使用要求来定制铝合金材料,满足各种工业领域对材料性能的要求。

铝合金硅含量

铝合金硅含量

铝合金硅含量铝合金是一种常见的金属材料,由铝与其他元素合金化而成。

其中硅是一种常用的合金元素,它通过调整铝合金的化学成分和热处理工艺,可以改变合金的性能和特性。

以下是关于铝合金硅含量的相关参考内容。

1. 铝合金硅含量的作用硅在铝合金中的添加量对合金的性能和特性有着显著的影响。

合适的硅含量可以增加合金的强度、耐磨性和耐腐蚀性,提高合金的自由切削性能和热稳定性。

同时,硅还可以改善铝合金的流动性,提高铸造和加工的工艺性能。

2. 合金元素硅的含量范围铝合金中硅的含量范围通常为0.2%至12%。

不同类型的铝合金通常有不同的硅含量要求。

例如,铸造用铝硅合金通常含有4%至12%的硅,而供应可变硅铝合金的产品可以包含0.3%至5%的硅。

3. 常见的铝合金硅含量以下是一些常见的铝合金中硅的含量范围:- 常见铝硅合金:含硅量为4%至12%,适用于铸造和锻造工艺。

- 铝合金1000系列:不含硅或硅含量低于0.1%。

- 铝合金3000系列:硅含量通常为0.2%至0.6%。

- 铝合金5000系列:硅含量通常为0.2%至0.6%。

- 铝合金6000系列:硅含量通常为0.4%至1.3%。

- 铝合金7000系列:硅含量通常为0.2%至1.3%。

4. 硅含量对铝合金性能的影响增加硅含量可以提高铝合金的强度和硬度,对于某些应用来说是有益的。

但过高的硅含量也可能导致铝合金的脆性和疲劳性能下降。

因此,硅含量的选择需要综合考虑合金的具体应用和要求。

5. 其他合金元素的影响铝合金中除了硅以外,还常常添加其他合金元素,如铜、锌、镁等,以进一步优化合金的性能和特性。

这些合金元素与硅的含量相互作用,共同影响着铝合金的力学性能、耐蚀性等。

总结起来,铝合金中硅的含量对其性能和特性有着重要影响。

适当的硅含量可以改善合金的强度、耐磨性和耐腐蚀性,同时还能提高铝合金的加工性能。

但不同类型的铝合金对硅的要求和含量范围有所不同,根据具体应用需求进行合金设计和选择是关键。

影响铝合金性能的八大金属元素

影响铝合金性能的八大金属元素

影响铝合金性能的八大金属元素铝合金是由铝与其他金属元素按一定比例混合制成的合金材料。

其性能主要取决于所添加的金属元素的类型和含量。

下面将介绍影响铝合金性能的八大金属元素。

1.硅(Si):硅是铝合金中最常见的合金元素之一,能显著提高铝合金的强度和硬度。

硅的含量一般为0.2%~1.5%。

增加硅含量可以显著提高铝合金的热强度和抗高温蠕变性能,但过高的硅含量会降低铝合金的冷加工性能。

2.铜(Cu):铜是一种强化剂,可以提高铝合金的强度和耐腐蚀性能。

铜的含量一般为0.1%~5.0%。

添加适量的铜可以提高铝合金的强度和韧性,但过高的铜含量会导致铝合金过于脆化。

3.锰(Mn):锰是一种强化剂,可以提高铝合金的强度和硬度。

锰的含量一般为0.1%~1.5%。

增加锰含量可以提高铝合金的屈服强度和耐热性能。

4.锌(Zn):锌是一种强化剂,可以提高铝合金的强度和耐腐蚀性能。

锌的含量一般为0.1%~3.0%。

适量的锌可以显著提高铝合金的强度和耐热性能,但过高的锌含量会导致铝合金脆化和降低抗氧化性能。

5.镍(Ni):镍是一种强化剂,可以提高铝合金的强度、韧性和耐腐蚀性能。

镍的含量一般为0.1%~3.0%。

适量的镍可以显著提高铝合金的抗拉强度和硬度,同时提高抗腐蚀性能。

6.钛(Ti):钛是一种强化剂,可以提高铝合金的强度和耐高温性能。

钛的含量一般为0.02%~0.2%。

适量的钛可以显著提高铝合金的抗拉强度和硬度,同时提高耐高温、耐热疲劳性能。

7.硼(B):硼是一种强化剂,可以提高铝合金的强度和硬度。

硼的含量一般为0.002%~0.02%。

适量的硼可以显著提高铝合金的抗拉强度,降低变形温度,改善冷加工性能。

8.钒(V):钒是一种强化剂,可以提高铝合金的强度和耐热性能。

钒的含量一般为0.05%~0.2%。

适量的钒可以显著提高铝合金的屈服强度和耐热性能,但过高的钒含量会导致铝合金脆化。

除了上述八大金属元素外,还有其他一些金属元素如铁、锡、锆等也可以用作铝合金的合金元素,它们的添加可以对铝合金的性能产生不同的影响。

铝合金中微合金化的元素

铝合金中微合金化的元素

铝合金中微合金化的元素
铝合金中微合金化的元素指的是添加在铝合金中的微量元素,这些元素的添加可以改善铝合金的力学性能、耐腐蚀性能和加工性能等。

常见的微合金化元素包括硅、镁、铜、锰、锆、钛、铌等。

硅的添加可以提高铝合金的强度和硬度,增加抗热蠕变能力;镁的添加可以提高铝合金的塑性和韧性,改善焊接性能;铜的添加可以提高铝合金的强度和耐腐蚀性能;锰的添加可以提高铝合金的强度和耐磨性;锆、钛、铌的添加可以细化铝合金的晶粒,提高铝合金的力学性能和抗疲劳性能。

因此,铝合金中的微合金化元素对于铝合金的性能提升具有重要作用。

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各元素对铝合金性能影响

各元素对铝合金性能影响

各元素对铝合金性能影响铝合金是一种广泛应用于工业制造领域的材料,其性能可以通过控制合金元素的添加来调整和优化。

下面我将详细介绍各元素对铝合金性能的影响。

1.硅(Si):硅是一种常见的合金元素,通常以硅铝合金的形式添加到铝合金中。

硅的添加可以显著提高铝合金的强度和硬度,并提高耐磨损性能。

此外,硅还可以改善铝合金的耐高温性能和抗热膨胀性能。

2.铜(Cu):铜是另一种常见的合金元素,通常以铜铝合金的形式添加到铝合金中。

铜的添加可以显著提高铝合金的强度和硬度,同时还可以提高抗腐蚀性能和导热性能。

然而,高铜含量的铝合金会降低其可焊性。

3.锌(Zn):锌通常以铝锌合金的形式添加到铝合金中。

锌的添加可以提高铝合金的强度和硬度,并改善抗热膨胀性能。

然而,高锌含量的铝合金会降低其可靠性并降低抗腐蚀性能。

4.镁(Mg):镁通常以镁铝合金的形式添加到铝合金中。

镁的添加可以显著提高铝合金的强度和耐腐蚀性能。

此外,镁还可以显著提高铝合金的可焊性和热处理可塑性。

5.锡(Sn):锡通常以铝锡合金的形式添加到铝合金中。

锡的添加可以改善铝合金的耐磨性和腐蚀性能,并提高硬度和强度。

然而,过多的锡含量会降低铝合金的可塑性和可靠性。

6.锰(Mn):锰通常以锰铝合金的形式添加到铝合金中。

锰的添加可以显著提高铝合金的强度和硬度,并增加其耐热性能。

此外,锰还可以提高铝合金的抗腐蚀性能。

7.钛(Ti):钛通常以钛铝合金的形式添加到铝合金中。

钛的添加可以显著提高铝合金的强度和硬度,并改善其耐热性能和抗腐蚀性能。

然而,过多的钛含量会降低铝合金的可塑性。

除了以上元素外,还有其他一些微量元素对铝合金的性能也有一定影响,例如锶、锶钛等。

这些微量元素的添加可以显著改善铝合金的细晶化效果,并提高铝合金的强度、硬度和耐磨性。

总的来说,不同合金元素的添加可以改善铝合金的不同性能,如强度、硬度、耐腐蚀性能、耐磨性能等。

合理控制合金元素的添加量和比例可以根据具体要求调整铝合金的性能,使其适用于不同的工业应用。

铝合金中各种主要元素起什么作用

铝合金中各种主要元素起什么作用

硅(Si)是改善流动性能的主要成份。

从共晶到过共晶都能得到最好的流动性。

但结晶析出的硅(Si)易形成硬点,使切削性变差,所以一般都不让它超过共晶点。

另外,硅(Si)可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度,而使延伸率降低。

铜(Cu)在铝合金中固溶进铜(Cu),机械性能可以提高,切削性变好。

不过,耐蚀性降低,容易发生热间裂痕。

作为杂质的铜(Cu)也是这样。

镁(Mg)铝镁合金的耐蚀性最好,因此ADC5、ADC6是耐蚀性合金,它的凝固范围很大,所以有热脆性,铸件易产生裂纹,难以铸造。

作为杂质的镁(Mg),在AL-Cu-Si这种材料中,Mg2Si会使铸件变脆,所以一般标准在0.3%以内。

铁(Fe)杂质的铁(Fe)会生成FeAl3的针状结晶,由于压铸是急冷,所以析出的晶体很细,不能说是有害成份。

含量低于0.7 %则有不易脱模的现象,所以含铁(Fe)0.8 ~ 1.0 %反而好压铸。

含有大量的铁(Fe),会生成金属化合物,形成硬点。

并且含铁(Fe)量过1.2 %时,降低合金流动性,损害铸件的品质,缩短压铸设备中金属组件的寿命。

镍(Ni)和铜(Cu)一样,有增加抗拉强度和硬度的倾向,对耐蚀性影响很大。

想要改善高温强度耐热性,有时就加入镍(Ni),但在耐蚀性及热导性方面有降低的影响。

锰(Mn)能改善含铜(Cu),含硅(Si)合金的高温强度。

若超过一定限度,易生成Al-Si-Fe- P+o { T*T f;X}Mn四元化合物,容易形成硬点以及降低导热性。

锰(Mn)能阻止铝合金的再结晶过程,提高再结晶温度,并能显著细化再结晶晶粒。

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(Fe),形成(Fe,Mn)Al6减小铁的有害影响。

锰(Mn)是铝合金的重要元素,可以单独加入Al-Mn二元合金,更多的是和其他合金元素一同加入,因此大多铝合金中均含有锰(Mn)。

各种金属在铝合金中的作用

各种金属在铝合金中的作用

各种金属在铝合金中的作用引言:铝合金是一种广泛应用的材料,具有轻质、高强度、良好的导电性和导热性等特点。

为了进一步提高铝合金的性能,常常在铝合金中加入其他金属元素。

不同的金属元素在铝合金中扮演着不同的角色,对铝合金的性能有着重要的影响。

本文将介绍几种常用金属在铝合金中的作用。

一、锰(Mn)的作用:锰是铝合金中常用的合金元素之一,它具有强化铝合金的效果。

锰的加入可以显著提高铝合金的强度和硬度,使其具有更好的耐热性和耐蚀性。

锰还可以提高铝合金的可塑性和冷加工性能,使其更易于加工成型。

二、硅(Si)的作用:硅是铝合金中常用的合金元素之一,它的加入可以显著提高铝合金的强度和耐磨性。

硅还可以改善铝合金的润滑性和耐腐蚀性能,使其在高温环境下具有更好的稳定性。

此外,硅还可以提高铝合金的抗热膨胀性能,减少由于温度变化引起的变形和开裂。

三、铜(Cu)的作用:铜是铝合金中常用的合金元素之一,它具有良好的导电性和导热性。

铜的加入可以显著提高铝合金的导电性能,使其更适用于电子器件和导电材料。

同时,铜还可以提高铝合金的强度和硬度,增加其耐磨性和耐腐蚀性。

此外,铜还可以改善铝合金的可塑性和焊接性能,使其更易于加工和组装。

四、镁(Mg)的作用:镁是铝合金中常用的合金元素之一,它具有良好的强度和韧性。

镁的加入可以显著提高铝合金的强度和硬度,使其具有更好的抗拉性能和耐磨性。

此外,镁还可以提高铝合金的耐蚀性和耐高温性能,使其在恶劣环境下具有更好的稳定性。

镁还可以改善铝合金的可塑性和冷加工性能,使其更易于加工成型。

五、锌(Zn)的作用:锌是铝合金中常用的合金元素之一,它具有良好的耐蚀性和耐热性。

锌的加入可以显著提高铝合金的耐蚀性和耐高温性能,使其具有更好的稳定性。

此外,锌还可以提高铝合金的强度和硬度,增加其耐磨性和抗拉性能。

锌还可以改善铝合金的可塑性和冷加工性能,使其更易于加工成型。

六、锆(Zr)的作用:锆是铝合金中较常用的合金元素之一,它具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能。

铝合金原材料 铝、铜、硅、镁等的合金材料

铝合金原材料 铝、铜、硅、镁等的合金材料

铝合金是一种由铝、铜、硅、镁等多种元素组成的合金材料,具有轻质、耐腐蚀、强度高等特点,因此在航空航天、汽车制造、建筑材料等领域广泛应用。

以下将从铝合金原材料的含量、制备工艺等方面进行探讨。

一、铝合金原材料的含量铝合金的主要成分是铝,通常含量在85以上。

铜、硅、镁等也是常见的合金元素。

铝合金的性能取决于不同元素的含量及其之间的配比,常见的铝合金种类有2000系列、3000系列、5000系列等。

1. 铜铜是一种重要的合金元素,能够增加铝合金的强度和硬度。

通常铜含量在3-7之间,不同含量的铜会对铝合金的性能产生不同的影响。

2. 硅硅是另一种常见的合金元素,能够提高铝合金的耐热性和耐腐蚀性。

硅的含量通常在0.2-0.6之间,合适的硅含量可以使铝合金具有良好的加工性能和力学性能。

3. 镁镁是轻金属,能够显著提高铝合金的强度和硬度。

一般镁的含量在0.3-1.5之间,适量添加镁可以有效改善铝合金的性能。

二、铝合金的制备工艺铝合金的制备工艺包括原料选取、熔炼、铸造、热处理等环节。

1. 原料选取铝合金的原材料主要包括铝锭、铜、硅、镁等合金元素。

选用优质的原材料对于保证合金品质至关重要。

2. 熔炼熔炼是铝合金制备的第一步,通过高温熔炼将铝锭和合金元素进行混合,形成均匀的合金液态。

3. 铸造铸造是将液态合金倒入模具,通过冷却凝固形成铝合金零件的过程。

不同的铸造工艺能够产生不同形状和尺寸的铝合金制品。

4. 热处理热处理是铝合金制品提高强度和硬度的重要工艺。

常见的热处理工艺包括固溶处理、时效处理等。

三、铝合金的应用领域铝合金具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,因此在多个领域有着广泛的应用。

1. 航空航天航空航天领域对材料的要求极高,铝合金以其良好的强度重量比成为航空器结构材料的首选,大量用于制造飞机机身、发动机零部件等。

2. 汽车制造汽车制造是铝合金的另一个重要应用领域,铝合金零件的使用可以减轻汽车自重,提高燃油效率和性能。

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硅、镁、锰、铜、锌、镍、钛等元素在铝合金中的作用硅,镁,锰,铜,锌,镍,钛等元素在铝合金(包括:铸铝与变形铝)中的作用?纯铝的强度低,不宜用来制作承受载荷的结构零件。

向铝中加入适量的硅、铜、镁、锰等合金元素,可制成强度较高的铝合金,若在经冷变形强化或热处理,可进一步提高强度。

根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为形变与铸造铝合金两大类.工业上应用的主要有铝-锰,铝-镁,铝-镁-铜,铝-镁-硅-铜,铝-锌-镁-铜等合金.变形铝合金也叫熟铝合金,据其成分和性能特点又分为防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝和特殊铝等五种.铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的,如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。

铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能:易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。

铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类,各种类均有各自的使用范围,并有各自的代号,以供使用者选用。

2A80,原先叫LD-8,化学成分如下:Si: Fe: Cu: Mn:Mg: Ni: Zn: Ti: 其他单个合计 Al:余量铝合金各元素的含量要看合金的性质的,如上面例子牌号化学成分(质量分数) /%AL 不小于杂质不大于Fe Si Cu Ga Mg Zn 其他每种总和铝合金基本常识一、分类:展伸材料分非热处理合金及热处理合金非热处理合金:纯铝─1000系,铝锰系合金─3000系,铝矽系合金─4000系,铝镁系合金─5000系。

热处理合金:铝铜镁系合金─2000系,铝镁矽系合金─6000系,铝锌镁系合金─7000系。

二、合金编号:我国目前通用的是美国铝业协会〈Aluminium Association〉的编号。

兹举例说明如下: 1070-H14(纯铝)2017-T4(热处理合金)3004-H32(非热处理合金)第一位数:表示主要添加合金元素。

1:纯铝2:主要添加合金元素为铜3:主要添加合金元素为锰或锰与镁4:主要添加合金元素为矽5:主要添加合金元素为镁6:主要添加合金元素为矽与镁7:主要添加合金元素为锌与镁8:不属於上列合金系的新合金第二位数:表示原合金中主要添加合金元素含量或杂质成分含量经修改的合金。

0:表原合金1:表原合金经第一次修改2:表原合金经第二次修改第三及四位数:纯铝:表示原合金合金:表示个别合金的代号〝-〞:後面的Hn或Tn表示加工硬化的状态或热处理状态的链度符号-Hn :表示非热处理合金的链度符号-Tn :表示热处理合金的链度符号2 铝及铝合金的热处理一、链度符号:若添加合金元素尚不足於完全符合要求,尚须藉冷加工、淬水、时效处理及软烧等处理,以获取所需要的强度及性能。

这些处理的过程称之为调质,调质的结果便是链度。

链度符号定义F 制造状态的链度无特定链度下制造的成品,如挤压、热轧、锻造品等。

H112 未刻意控制加工硬化程度的制造状态成品,但须保证机械性质。

O 软烧链度完全再结晶而且最软状态。

如系热处理合金,则须从软烧温度缓慢冷却,完全防止淬水效果。

H 加工硬化的链度H1n:施以冷加工而加工硬化者H2n:经加工硬化後再施以适度的软烧处理H3n:经加工硬化後再施以安定化处理n以1~9的数字表示加工硬化的程度n=2 表示1/4硬质n=4 表示1/2硬质n=6 表示3/4硬质n=8 表示硬质n=9 表示超硬质T T1:高温加工冷却後自然时效。

挤型从热加工後急速冷却,再经常温十效硬化处理。

亦可施以不影响强度的矫正加工,这种调质适合於热加工後冷却便有淬水效果的合金如:6063。

T3:溶体化处理後经冷加工的目的在提高强度、平整度及尺寸精度。

T36: T3经6%冷加工者。

T361:冷加工度较T3大者。

T4:溶体化处理後经自然时效处理。

T5:热加工後急冷再施以人工时效处理。

人工时效处理的目的在提高材料的机械性质及尺寸的安定性适用於热加工冷却便有淬水效果的合金如:6063。

T6:溶体化处理後施以人工时效处理。

此为热处理合金代表性的热处理,无须施以冷加工便能获得优越的强度。

於溶体化处理後为提高尺寸精度或矫正而施以冷加工,如不保证更高的强度时,亦可当作是T6链度。

T61:溶体化处理後施以温水淬水再经人工时效处理,温水淬水的目的在防止发生变形。

T7:溶体化处理後施以安定化处理(亦及人工时效处理的温度或时间较T6处理高或长)。

其目的在改善耐硬力腐蚀裂及防止淬水时发生变形。

T7352:溶体化处理後除去残余应力再施以过时效处理(亦及人工时效处理的温度或时间较T6处理高或长)。

目的在改善耐硬力腐蚀裂。

於溶体化处理後施以1~5%永久变形的压缩加工,以消除残余应力。

T8:溶体化处理後施以冷加工再施以人工时效处理,冷加工时断面减少率为3%及6% 各为T83 及T86。

T9:溶体化处理後人工时效处理,最後施以冷加工,最後冷加工的目的在增加强度。

铝中合金元素和杂质对性能的影响1 合金元素影响铜元素铝铜合金富铝部分平衡相图如图所示。

548时,铜在铝中的最大溶解度为 %,温度降到302时,铜的溶解度为%。

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% ~ 5%,铜含量在4%~%时强化效果最好,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。

硅元素Al—Si合金系平衡相图富铝部分如图所示。

在共晶温度577 时,硅在固溶体中的最大溶解度为%。

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。

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。

硅在铸造铝合金中随着硅含量的增加流动性也增加,达到6%时几乎不产生热裂性。

硅在铸铝中降低了铸件的膨胀系数,提高铸件的耐磨性能。

Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分如图所示。

Mg2Si 在铝中的最大溶解度为%,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。

镁元素Al-Mg合金系平衡相图富铝部分如图所示。

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,抗拉强度大约升高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。

锰元素Al-Mn合金系平平衡相图部分如图所示。

在共晶温度658时,锰在固溶体中的最大溶解度为%。

合金强度随溶解度增加不断增加,锰含量为%时,延伸率达最大值。

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。

锌元素Al-Zn合金系平衡相图富铝部分如图所示。

275时锌在铝中的溶解度为%,而在125时其溶解度则下降到%。

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,因而限制了它的应用。

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%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左右时,应力腐蚀开裂抗力最大。

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最大,也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。

2.微量元素的影响铁和硅铁在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。

钛和硼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%,如果有硼存在则减速小到%。

铬铬在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%,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%,并随合金中过渡元素的增加而降低。

锶锶是表面活性元素,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最终产品质量。

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%~%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%~%锶元素,可使初晶减少至最低限度,力学性能也显着提高,抗拉强度бb 由233MPa提高到236MPa,屈服强度б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。

锆元素锆也是铝合金的常用添加剂。

一般在铝合金中加入量为%~%,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。

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