鋁中合金元素和雜質(zhì)對(duì)性能的影響2_百度文庫(kù)

1、鋁中合金元素和雜質(zhì)對(duì)性能的影響 作者：    來(lái)源：    閱讀次數(shù)：88 1 合金元素影響     11銅元素     鋁銅合金富鋁部分平衡相圖如圖 所示。548時(shí)，銅在鋁中的最大溶解度為5.65%,溫度降到302時(shí)，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(shí)效析出的CuAl2有著明顯的時(shí)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(shí)強(qiáng)化效果最好，所以大部分硬鋁合金的含銅量處于這范

2、圍。      鋁銅合金中可以含有較少的硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素。     12硅元素      AlSi合金系平衡相圖富鋁部分如圖 所示。在共晶溫度577 時(shí)，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(shí)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(jì)Al-Mg-Si系合金成分時(shí)，基體

3、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(shí)加入適量的鉻以抵消銅對(duì)抗蝕性的不利影響。      Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁部分如圖 所示。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。     13 鎂元素      Al-Mg合金系平衡相圖富鋁部分如圖 所示。盡管溶解度曲線表

4、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(duì)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(shí)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。     14 錳元素      Al-Mn合金系平平衡相圖部分如圖 所

5、示。在共晶溫度658時(shí)，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(shí)，延伸率達(dá)最大值。Al-Mn合金是非時(shí)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(guò)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(guò)MnAl6化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對(duì)再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)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

6、此大多鋁合金中均含有錳。     15 鋅元素      Al-Zn合金系平衡相圖富鋁部分如圖 所示。275時(shí)鋅在鋁中的溶解度為31.6%，而在125時(shí)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(duì)鋁合金強(qiáng)度的提高十分有限，同時(shí)存在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、傾向，因而限制了它的應(yīng)用。      在鋁中同時(shí)加入鋅和鎂，形成強(qiáng)化相Mg/Zn2，對(duì)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(shí)，可明顯增加抗拉強(qiáng)度和

7、屈服強(qiáng)度。鎂的含量超過(guò)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(shí)，應(yīng)力腐蝕開(kāi)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微量元素和雜質(zhì)的影響     21 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

8、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(jiàn)的雜質(zhì)元素，對(duì)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(shí)，形成-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9相，而鐵大于硅時(shí)，形成-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12。當(dāng)鐵和硅比例不當(dāng)時(shí)，會(huì)引起鑄件產(chǎn)生裂紋，鑄鋁中鐵含量過(guò)高時(shí)會(huì)使鑄件產(chǎn)生脆性。     22 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(shí)的非自發(fā)核心，起細(xì)化鑄造組織和焊縫組織的作用。Al-

9、Ti系合金產(chǎn)生包反應(yīng)時(shí)，鈦的臨界含量約為0.15%，如果有硼存在則減速小到0.01%。     23鉻      鉻在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常見(jiàn)的添加元素。600）,合金中存在鈉時(shí)，在凝固過(guò)程中吸附在枝晶表面或晶界，熱加工時(shí)，晶界上的鈉形成液態(tài)吸附層，產(chǎn)生脆性開(kāi)裂時(shí)，形成NaAlSi化合物，無(wú)游離鈉存在，不產(chǎn)生“鈉脆”。當(dāng)鎂含量超2%時(shí)，鎂奪取硅，析出游離鈉，產(chǎn)生“鈉脆”。因此高鎂鋁合金不允許使用鈉鹽熔劑。防止“鈉脆”的方法有氯化法，使鈉形成NaCl排入渣中，加鉍使之生成Na2Bi進(jìn)入金屬基體；加銻生成Na3Sb或加入稀土亦可起到相同的作用。    相關(guān)內(nèi)容  查看更多關(guān)于“鋁中合金元素和雜質(zhì)對(duì)性能的影響”的文章  查看更多內(nèi)容. 版權(quán)申明：除部分特別聲明不要轉(zhuǎn)載，或者授權(quán)我站獨(dú)家播發(fā)的文章外，大家可以自由轉(zhuǎn)載我站