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1.合金元素影響

 

　　銅元素

　　鋁銅合金富鋁部分548時，銅在鋁中的最大溶解度為 5.65%,溫度降到302時，銅的溶解度為0.45%。銅是重要的合金元素，有一定的固溶強(qiáng)化效果，此外時效析出的CuAl2有著明顯的時效強(qiáng)化效果。 鋁合金中銅含量通常在2.5% ~ 5%，銅含量在4%~6.8%時強(qiáng)化效果最好，所以大部分硬鋁合金的含銅量處于這范圍。

　　鋁銅合金中可以含有較少的硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素。

 

　　硅元素

　　Al—Si合金系富鋁部分在共晶溫度577 時，硅在 固溶體中的最大溶解度為1.65%。盡管溶解度隨溫度降低而減少，介這類合金一般是不能熱處理強(qiáng)化的。鋁硅合金具有極好 的鑄造性能和抗蝕性。

　　若鎂和硅同時加入鋁中形成鋁鎂硅系合金，強(qiáng)化相為MgSi。鎂和硅的質(zhì)量比為1.73:1。設(shè)計Al-Mg-Si系合金成分時，基體上按此比例配置鎂和硅 的含量。有的Al-Mg-Si合金，為了提高強(qiáng)度，加入適量的銅，同時加入適量的鉻以抵消銅對抗蝕性的不利影響。

　　Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁部分Mg2Si 在鋁中的最大溶解度為1.85%，且隨溫度的降低而減速小。

　　變形鋁合金中，硅單獨(dú)加入鋁中只限于焊接材料，硅加入鋁中亦有一定的強(qiáng)化作用。

 

　　鎂元素

　　Al-Mg合金系平衡相圖富鋁部分盡管溶解度曲線表明，鎂在鋁中的溶解度隨溫度下降而大大地變小，但是在 大部分工業(yè)用變形鋁合金中，鎂的含量均小于6%，而硅含量也低，這類合金是不能熱處理強(qiáng)化的，但是可焊性良好，抗蝕性也好，并有中等強(qiáng)度。

　　鎂對鋁的強(qiáng)化是明顯的，每增加1%鎂，抗拉強(qiáng)度大約升高瞻遠(yuǎn)34MPa。如果加入1%以下 的錳，可能補(bǔ)充強(qiáng)化作用。因此加錳后可降低鎂含量，同時可降低熱裂傾向，另外錳還可以使Mg5Al8化合物均勻沉淀，改善抗蝕性和焊接性能。

 

　　錳元素

　　Al-Mn合金系平平衡相圖部分在共晶溫度658時，錳在  固溶體中的最大溶解度為1.82%。合金強(qiáng)度隨溶解度增加不斷增加，錳含量為0.8%時，延伸率達(dá)最大值。Al-Mn合金是非時效硬化合金， 即不可熱處理強(qiáng)化。

　　錳能阻止鋁合金的再結(jié)晶過程，提高再結(jié)晶溫度，并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化 主要是通過MnAl6化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對再結(jié)晶晶粒長大起阻礙作用。MnAl6的另一作用是能溶解雜質(zhì)鐵，形成（Fe、Mn）Al6，減小鐵的有害影響。

　　錳是鋁合金的重要元素，可以單獨(dú)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，因此大多鋁合金中均含有錳。

 

　　鋅元素

　　Al-Zn合金系平衡相圖富鋁部分275時鋅在鋁中的溶解度為31.6%，而在125時其溶解度則下降到5.6%。

　　鋅單獨(dú)加入鋁中，在變形條件下對鋁合金強(qiáng)度的提高十分有限，同時存在應(yīng)力腐蝕開裂、傾向，因而限制了它的應(yīng)用。

　　在鋁中同時加入鋅和鎂，形成強(qiáng)化相Mg/Zn2，對合金產(chǎn)生明顯的強(qiáng)化作用。Mg/Zn2含量 從0.5%提高到12%時，可明顯增加抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。鎂的含量超過形成Mg/Zn2相所需超硬鋁合金中，鋅和鎂的比例控制在2.7左右時，應(yīng)力腐蝕 開裂抗力最大。

　　如在Al-Zn-Mg基礎(chǔ)上加入銅元素，形成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基強(qiáng)化效果在所有鋁合金中最大，也是航天、航空工業(yè)、電力工業(yè)上的重要的鋁合金材料。

　　2.微量元素的影響

 

　　鐵和硅

　　鐵在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系鍛鋁合金中，硅在Al-Mg-Si系鍛鋁中和在Al-Si系焊條及鋁硅鑄造合金中，均作為合金元素加的，在基它鋁合金 中，硅和鐵是常見的雜質(zhì)元素，對合金性能有明顯的影響。它們主要以FeCl3和游離硅存在。在硅大于鐵時，形成β-FeSiAl3(或 Fe2Si2Al9)相，而鐵大于硅時，形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。當(dāng)鐵和硅比例不當(dāng)時，會引起鑄件產(chǎn)生裂紋，鑄鋁中鐵含量過 高時會使鑄件產(chǎn)生脆性。

 

　　鈦和硼

　　鈦是鋁合金中常用的添加元素，以Al-Ti或Al-Ti-B中間合金形式加入。鈦與鋁形成 TiAl2相，成為結(jié)晶時的非自發(fā)核心，起細(xì)化鑄造組織和焊縫組織的作用。Al-Ti系合金產(chǎn)生包反應(yīng)時，鈦的臨界含量約為0.15%，如果有硼存在則減 速小到0.01%。

　　鉻

　　鉻在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常見的添加元素。600℃時，鉻在鋁中溶解度為0.8%，室溫時基本上不溶解。

　　鉻在鋁中形成（CrFe）Al7和（CrMn）Al12等金屬間化合物，阻礙再結(jié)晶的形核和長大過程，對合金有一定的強(qiáng)化作用，還能改善合金韌性和降低應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。但會場增加淬火敏感性，使陽極氧化膜呈黃色。

　　鉻在鋁合金中的添加量一般不超過0.35%，并隨合金中過渡元素的增加而降低。

 

　　鍶

　　鍶是表面活性元素，在結(jié)晶學(xué)上鍶能改變金屬間 化合物相的行為。因此用鍶元素進(jìn)行變質(zhì)處理能改善合金的塑性加工性和最終產(chǎn)品質(zhì)量。由于鍶的變質(zhì)有效時間長、效果和再現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，

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