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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，有一定的固溶強化效果，此外時效析出的CuAl2有著明顯的時效強化效果。 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，強化相為MgSi。鎂和硅的質量比為1.73:1。設計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，硅單獨加入鋁中只限于焊接材料，硅加入鋁中亦有一定的強化作用。

 

　　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化的，但是可焊性良好，抗蝕性也好，并有中等強度。

　　鎂對鋁的強化是明顯的，每增加1%鎂，抗拉強度大約升高瞻遠34MPa。如果加入1%以下 的錳，可能補充強化作用。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%。合金強度隨溶解度增加不斷增加，錳含量為0.8%時，延伸率達最大值。Al-Mn合金是非時效硬化合金， 即不可熱處理強化。

　　錳能阻止鋁合金的再結晶過程，提高再結晶溫度，并能顯著細化再結晶晶粒。再結晶晶粒的細化 主要是通過MnAl6化合物彌散質點對再結晶晶粒長大起阻礙作用。MnAl6的另一作用是能溶解雜質鐵，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%。

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

　　在鋁中同時加入鋅和鎂，形成強化相Mg/Zn2，對合金產生明顯的強化作用。Mg/Zn2含量 從0.5%提高到12%時，可明顯增加抗拉強度和屈服強度。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，應力腐蝕 開裂抗力最大。

　　如在Al-Zn-Mg基礎上加入銅元素，形成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基強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)。當鐵和硅比例不當時，會引起鑄件產生裂紋，鑄鋁中鐵含量過 高時會使鑄件產生脆性。

 

　　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，成為結晶時的非自發(fā)核心，起細化鑄造組織和焊縫組織的作用。Al-Ti系合金產生包反應時，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，阻礙再結晶的形核和長大過程，對合金有一定的強化作用，還能改善合金韌性和降低應力腐蝕開裂敏感性。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，在結晶學上鍶能改變金屬間 化合物相的行為。因此用鍶元素進行變質處理能改善合金的塑性加工性和最終產品質量。由于鍶的變質有效時間長、效果和再現(xiàn)性好等優(yōu)點，

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