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          首頁 新聞列表 鋁合金中常見元素的作用分析
          鋁合金中常見元素的作用分析
          創建人:
          信義通
          創建日期:
          2022-03-14
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                 銅元素Cu


                 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Si


                 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Mg


                 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Mn


                 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Zn


                 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、電力工業上的重要的鋁合金材料。


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