技术丨影响铝合金性能八大金属元素

2018-12-19 12:30:51 作者：本网整理来源：铝加工分享至：

影响铝合金性能的八大元素有：钒、钙、铅、锡、铋、锑、铍及钠等金属元素，根据成品用途不一样，在加工过程中所加入的元素由于熔点高低不一，结构不同，与铝形成的化合物也不同，因而对于铝合金性能的影响也不一样。

1、金属元素：铜元素的影响

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有着显着的时效强化效果。铝板中铜含量通常在2.5%-5%，铜含量在4%-6.8%时强化效果最好，所以大部门硬铝合金的含铜量处于这范围。

2、金属元素：硅元素的影响

Al-Mg2Si合金系合金平衡相图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，硅单独加入铝板中只限于焊接材料，硅加入铝中亦有一定的强化作用。

3、金属元素：镁元素的影响

镁对铝的强化是显着的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高瞻远34MPa。假如加入1%以下的锰，可能增补强化作用。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化合物平均沉淀，改善抗蚀性和焊接机能。

4、金属元素：锰元素的影响

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合金长短时效硬化合金，即不可热处理强化。

5、金属元素：锌元素的影响

Al-Zn合金系平衡相图275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，在变形前提下对铝合金强度的进步十分有限，同时存在应力侵蚀开裂、倾向，因而限制了它的应用。

6、金属元素：铁和硅的影响

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系焊条及铝硅锻造合金中，均作为合金元素加的，在其它铝合金中，硅和铁是常见的杂质元素，对合金机能有显着的影响。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。

7、金属元素：钛和硼的影响

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，起细化锻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%，假如有硼存在则减速小到0.01%。

8、金属元素：铬和锶的影响

铬在铝板中形成（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侵蚀开裂敏感性。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。

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，减少了铸锭平均化时间60%-70%，进步材料力学机能和塑性加工性；改善制品表面粗拙度。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，力学机能也明显进步，抗拉强度бb由233MPa进步到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，改善塑性加工机能，可顺利地热轧和冷轧。

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责任编辑：王元

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