铝合金中各种元素的作用
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铝合金中各种元素的作用一、合金元素影响铜元素Cu铝铜合金富铝部分548时,铜在铝中的最大溶解度为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SiAl—Si合金系富铝部分在共晶温度577时,硅在固溶体中的最大溶解度为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在铝中的最大溶解度为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。
镁元素MgAl-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,抗拉强度大约升高瞻远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。
锰元素MnAl-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时,锰在固溶体中的最大溶解度为1.82%。
合金强度随溶解度增加不断增加,锰含量为0.8%时,延伸率达最大值。
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。
各种元素在铝合金中的作用1.合金元素影响铜元素铝铜合金富铝部分548时,铜在铝中的最大溶解度为 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合金系富铝部分在共晶温度577 时,硅在固溶体中的最大溶解度为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 在铝中的最大溶解度为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。
镁元素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,抗拉强度大约升高瞻远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。
锰元素Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时,锰在固溶体中的最大溶解度为1.82%。
合金强度随溶解度增加不断增加,锰含量为0.8%时,延伸率达最大值。
各元素对铝合金性能影响铝合金的性能受多种因素的影响,包括合金元素的类型、含量和分布状态。
以下是各种元素对铝合金性能的影响。
1.硅:硅是最常用的铝合金元素之一、它能够增加铝的强度和刚性,但会降低铝的可塑性。
硅还有利于形成均匀细小的析出相,从而提高合金的硬度和耐磨性。
合金中硅的含量一般在2%以下。
2.铜:铜是一种强化元素,对铝合金的强度有显著影响。
它还能提高抗热裂纹性能和耐腐蚀性。
但较高的铜含量会降低铝合金的可塑性,增加其热应力和脆性。
3.锌:锌是一种强化元素,对铝合金的强度和耐蚀性有重要作用。
锌含量的增加可以提高合金的强度,但也会降低其塑性。
锌还能提高铝合金的热稳定性和耐磨性。
4.锰:锰是一种常用的合金元素,具有铸造性好和延展性佳的特点。
锰的存在可以提高铝合金的强度、硬度和可焊性。
合金中锰的含量一般在1%以下。
5.镁:镁是添入铝合金的常用元素之一、镁能够显著提高铝合金的强度,并且对合金具有良好的成形加工性能。
镁的添加还能促进铝合金的析出硬化,提高耐热性和耐蚀性。
镁含量的增加会增加铝合金的脆性。
6.钛:钛是一种残余元素,往往以杂质的形式存在于铝合金中。
钛几乎不会改变铝合金的机械性能,但可能会降低其可塑性和韧性。
因此,钛含量应尽量控制在较低的水平。
7.铬:铬是一种常用的合金元素,对铝合金的耐蚀性和耐磨性有重要影响。
铬含量的增加可以提高合金的耐腐蚀性,尤其是对氧化介质的耐蚀性。
合金中铬的含量一般在0.05-1%之间。
除了以上所述的元素,铝合金中可能还含有其他元素,如锆、镧、稀土元素等。
这些元素的加入可以进一步改善铝合金的性能,例如提高其耐高温性能、抗氧化性能和耐腐蚀性能。
然而,每个元素的性能影响都是复杂的,不同元素的相互作用也会产生复杂的效应。
因此,为了获得理想的铝合金性能,需要根据具体的应用要求和工艺条件综合考虑各种元素的含量和分布状态。
6061铝合金成分元素的作用1.引言6061铝合金是一种常用的工业金属材料,具有优异的力学性能和耐腐蚀性。
它主要由铝、镁、硅和铜等元素组成。
本文将详细介绍6061铝合金中各成分元素的作用及其对合金性能的影响。
2.铝的作用铝是6061铝合金的主要成分,占合金的大部分比重。
铝具有低密度、良好的导热性和导电性、可加工性好等特点。
在6061铝合金中,铝的主要作用包括:-增加材料的强度和硬度。
-提高合金的抗腐蚀性能。
-降低合金的密度,使其成为轻量化材料。
3.镁的作用镁作为6061铝合金的合金元素之一,具有以下作用:-提高合金的强度和硬度,增加材料的塑性。
-有效提高合金的抗冲击性能,使其具有更好的韧性。
-调节合金晶粒的长大速度,改善合金的晶界结构。
4.硅的作用硅是6061铝合金的另一种重要成分,其作用如下:-提高合金的热稳定性和耐热性,使其适用于高温环境。
-改善合金的流变性能,提高材料的可塑性。
-降低合金的线膨胀系数,减小合金在温度变化时的热应力。
5.铜的作用铜是6061铝合金中的添加元素之一,主要起到以下作用:-提高合金的强度和硬度,增加材料的耐热性。
-改善合金的耐磨性和耐蚀性,延长合金的使用寿命。
-促进合金的晶界结构,提高合金的塑性和韧性。
6.其他添加元素的作用除了上述主要成分外,6061铝合金中常添加少量的铬、锌和锰等元素。
这些元素的作用如下:-铬:提高合金的抗氧化性和耐腐蚀性。
-锌:增加合金的强度和硬度,提高耐蚀性。
-锰:增强合金的耐热性,改善合金的可塑性。
7.结论6061铝合金中各成分元素均发挥着重要的作用,通过调整不同元素的含量和比例,可以获得具有不同性能特点的合金材料。
了解不同元素的作用对于合金材料的开发和应用具有重要意义。
通过进一步研究和优化合金配方,可以进一步提高6061铝合金的性能,满足不同领域和应用的需求。
各元素对铝合金性能影响铝合金是由铝与其他元素(如铜、镁、锰、硅等)合金化而成的材料。
不同元素的加入会对铝合金的性能产生不同的影响。
以下将对各元素对铝合金性能的影响进行详细讨论。
1. 铜(Cu):铜是常用的合金元素之一,加入适量的铜可以显著提高铝合金的强度和硬度。
铜的溶解能力较小,容易形成均匀分布的预cipitate ,增强铝合金的固溶强化效果。
然而,过多的铜会降低铝合金的塑性和热变形能力。
2.镁(Mg):镁是常用的合金元素之一,它可以显著提高铝合金的强度和韧性。
镁具有良好的固溶强化效果,通过形成Mg2Al3等固溶体粒子,增加了铝合金的强度。
同时,镁在冷变形时会细化晶粒,提高抗应力腐蚀开撕性能。
然而,过多的镁会导致铝合金的可焊性和耐热性下降。
3.锰(Mn):锰的主要作用是固溶强化铝合金。
适量的锰可以提高铝合金的强度和硬度,提高耐热性能。
锰也能够抑制晶粒长大,细化晶粒,提高抗应力腐蚀性能。
然而,过量的锰会导致铝合金的塑性下降。
4.硅(Si):硅是常用的合金元素之一,它可以显著提高铝合金的强度和耐蚀性。
硅可以形成硅铝溶液,在晶界处形成硬度较高的细小Si粒子,抑制晶粒长大。
硅还能提高铝合金的耐磨性和耐蚀性能。
然而,过多的硅会导致铝合金的塑性下降。
5.锌(Zn):锌的加入可以显著提高铝合金的强度和硬度。
锌可以溶解在铝中并形成固溶体,提高铝合金的强度和硬度。
锌还能提高铝合金的耐腐蚀性能。
然而,过多的锌会降低铝合金的塑性。
6.铁(Fe):铁的加入可以显著提高铝合金的强度和硬度。
同时,铁还能提高铝合金的耐氧化性能。
然而,过多的铁会降低铝合金的韧性和塑性。
7.锡(Sn):锡的加入可以提高铝合金的强度和硬度。
锡能够与铝形成固溶体,增强铝合金的固溶强化效果。
然而,过多的锡会降低铝合金的塑性和热变形能力。
8.钛(Ti):钛的加入可以显著提高铝合金的强度和硬度。
钛能够形成稳定的钛化合物,如TiAl3等,通过固溶强化提高合金的强度和硬度。
6062材料成分6062合金是一种铝合金,主要成分为铝(Al)和镁(Mg),还含有少量的铜(Cu)、锰(Mn)、锌(Zn)和铬(Cr)等元素。
下面将分别介绍这些元素的作用和性能。
1.铝(Al)是6062合金的主要成分,其含量一般在97%以上。
铝具有良好的导热性和导电性,具有良好的可塑性,易于加工成各种形状。
此外,铝具有良好的抗腐蚀性能,在大气中能形成一层致密的氧化膜,具有很好的防腐蚀性。
2. 镁(Mg)是6062合金中的主要合金ingd,其含量通常在0.45%-0.9%之间。
镁能够显著提高合金的强度和硬度,同时还能提高合金的塑性和耐热性能。
镁对铝具有固溶强化作用,能够形成弥散硬化相,进一步提高合金的强度。
3. 铜(Cu)是6062合金中的合金ingd之一,其含量通常在0.1%-0.6%之间。
铜能够提高合金的强度和硬度,具有良好的导热性和耐腐蚀性。
此外,铜还能够改善6062合金的耐热性能和抗氧化性能,提高合金的机械性能。
4.锰(Mn)是6062合金中的微量成分,其含量通常在0.1%以下。
锰能够提高合金的强度和硬度,同时还能改善合金的耐蚀性。
锰能够形成一些稳定的化合物,稳定了合金的组织结构,提高了合金的强度和硬度。
5.锌(Zn)是6062合金中的微量成分,其含量通常在0.1%以下。
锌能够提高合金的耐腐蚀性能,具有优异的防腐蚀性,能够形成一层致密的防护膜,阻止氧气和水分的进一步侵蚀。
6.铬(Cr)是6062合金中的微量成分,其含量通常在0.1%以下。
铬能够提高合金的耐蚀性能,具有良好的耐腐蚀性和耐热性,能够形成一层致密的氧化膜,提高合金的抗氧化性能。
总之,6062合金的成分经过适当比例的控制,能够使合金具有优异的机械性能、耐热性能和耐腐蚀性能。
这种合金适用于航空、航天、汽车、船舶等领域,广泛应用于各种零部件的制造。
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)。
各元素在压铸铝中的作用一、硅(Si)硅是铝合金中最主要的合金元素之一,其含量通常在6-13%之间。
硅的作用主要体现在以下几个方面:1. 改善铝合金的流动性:硅能够使铝合金的液态流动性增强,有利于铝液在模具中充填,提高铸件的充模性能。
2. 提高铸件的强度:硅能够在铝基体中形成硅固溶体,增加了合金的强度和硬度。
同时,硅还能够细化铝合金的晶粒,提高其综合性能。
3. 提高耐热性能:硅能够稳定铝合金的相结构,提高其耐热性能。
在高温条件下,硅能够防止铝合金发生相变,保持其稳定的性能。
二、铜(Cu)铜是常用的铝合金元素之一,其含量通常在2-8%之间。
铜的作用主要体现在以下几个方面:1. 提高铝合金的强度和硬度:铜能够与铝形成固溶体,增加合金的强度和硬度。
2. 提高耐腐蚀性:铜能够提高铝合金的耐腐蚀性,使其在恶劣环境下具有更好的抗腐蚀性能。
3. 改善热处理性能:铜能够稳定铝合金的相结构,提高其热处理性能。
同时,铜还能够细化铝合金的晶粒,提高其综合性能。
三、镁(Mg)镁是常用的铝合金元素之一,其含量通常在0.2-1.5%之间。
镁的作用主要体现在以下几个方面:1. 提高铝合金的强度和硬度:镁能够与铝形成固溶体,增加合金的强度和硬度。
2. 改善铝合金的耐热性:镁能够稳定铝合金的相结构,提高其耐热性能。
同时,镁还能够细化铝合金的晶粒,提高其综合性能。
3. 改善铝合金的耐蚀性:镁能够提高铝合金的耐腐蚀性,使其在恶劣环境下具有更好的抗腐蚀性能。
四、锌(Zn)锌是常用的铝合金元素之一,其含量通常在0.1-3%之间。
锌的作用主要体现在以下几个方面:1. 提高铝合金的强度和硬度:锌能够与铝形成固溶体,增加合金的强度和硬度。
2. 改善铝合金的耐蚀性:锌能够提高铝合金的耐腐蚀性,使其在恶劣环境下具有更好的抗腐蚀性能。
3. 改善铝合金的耐热性:锌能够稳定铝合金的相结构,提高其耐热性能。
同时,锌还能够细化铝合金的晶粒,提高其综合性能。
五、锡(Sn)锡是常用的铝合金元素之一,其含量通常在0.1-1%之间。
铝合金中各种元素的作
用
Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
铝合金中各种元素的作用
一、合金元素影响
铜元素Cu
合金富铝部分548时,铜在铝中的最大溶解度为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。
中铜含量通常在2.5%~5%,铜含量在4%~6.8%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Si
Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577时,硅在固溶体中的最大溶解度为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在铝中的最大溶解度为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。
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,抗拉强度大约升高瞻远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。
锰元素Mn
Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时,锰在固溶体中的最大溶解度为
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。
二、微量元素的影响
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,中铁含量过高时会使铸件产生脆性。
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%。
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。
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
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。
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。
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。
还可降低熔体表面张力,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。
混合稀土(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常控制在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,最大固溶度小于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。