鋁合金中各元素對(duì)鋁合金性能影響
發(fā)布時(shí)間：2024-08-30 分類(lèi)：新聞 瀏覽量：5598
鋁元素
鋁是一種非常常見(jiàn)的元素，元素符號(hào)為Al，原子序數(shù)為13。地殼中富含鋁元素的儲(chǔ)量?jī)H次于氧和硅，含量8.3%，排名第三，是地殼中含量最豐富的金屬元素。
鋁合金
鋁是輕金屬材料之一，基本上添加了一定量的其他合金元素。鋁合金除了具有鋁的一般特性外，由于合金元素的種類(lèi)和數(shù)量的不同，還具有一定的合金特性。鋁合金密度為2.63～2.85g/cm3強(qiáng)度高(σb為110～650MPa)具有良好的鑄造性能和塑性加工性能，良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，良好的耐腐蝕性和焊接性，可用作結(jié)構(gòu)材料鑄造，沖壓、鍛造等工藝廣泛應(yīng)用于航天、航空、運(yùn)輸、建筑、機(jī)電、輕化和日用品.
添加元素對(duì)鋁合金強(qiáng)度的影響
銅是對(duì)鋁合金性能影響較大的金屬元素（Cu）、鎂（Mg）、硅（Si）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鎳（Ni）、鋅（Zn）等等，下面介紹這些金屬元素對(duì)鋁合金性能的影響。
1.銅（Cu）
銅是鋁合金中一種重要的合金元素，具有一定的固溶強(qiáng)化作用，除了時(shí)效沉淀的CuAl外2具有顯著的時(shí)效強(qiáng)化效果。
優(yōu)點(diǎn)：固溶強(qiáng)化和及時(shí)強(qiáng)化效果好，銅含量在4%到6.8%時(shí)強(qiáng)化效果最好，所以硬鋁合金的銅含量大多在這個(gè)范圍內(nèi)。增加銅含量，提高合金流動(dòng)性、抗拉強(qiáng)度和硬度，提高機(jī)械性能和切削性。
缺點(diǎn)：降低耐腐蝕性和塑性，增加熱裂紋的傾向。
2. 鎂（Mg）
鎂對(duì)鋁的強(qiáng)化是顯著的。每增加1%鎂，抗拉強(qiáng)度約提高34MPa。如果添加不到1%的錳，可能會(huì)增加強(qiáng)化效果。因此，添加錳后，鎂含量可以降低，熱裂趨勢(shì)可以降低。此外，錳還可以使Mg5Al8平均化合物沉淀，提高耐腐蝕性和焊接功能。
優(yōu)點(diǎn)：提高抗拉強(qiáng)度和屈服極限，提高合金的切削加工性能。
缺點(diǎn)：Mg2Si會(huì)使鑄件變脆。
3. 硅（Si）
Mg2Si在鋁中的最大溶解度為1.85%，隨著溫度的降低而降低。在變形鋁合金中，硅單獨(dú)添加鋁板僅限于焊接材料，硅添加鋁也具有一定的強(qiáng)化作用。
優(yōu)點(diǎn)：提高合金的鑄造性能。硅和鋁可以形成固體溶解體，可以提高合金的高溫形狀，降低收縮率，無(wú)熱裂紋傾向。提高抗拉強(qiáng)度、硬度、切割性和高溫強(qiáng)度，降低延伸率。
缺點(diǎn)：硅的結(jié)晶沉淀（Si）游離硅的硬質(zhì)點(diǎn)容易出現(xiàn)，使切削性差，高硅鋁合金對(duì)鑄件坩堝的熔蝕作用嚴(yán)重。
4.鐵（Fe）
優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)鐵含量為0.6時(shí)，鋁合金對(duì)模具有很強(qiáng)的粘附作用％特別強(qiáng)烈，即不易脫模。當(dāng)鐵含量超過(guò)0.6時(shí)％之后，粘模現(xiàn)象大大減輕。
缺點(diǎn)：當(dāng)鋁合金含鐵量過(guò)高時(shí)，鐵是Feal3、Fe2Al7和Al－Si－Fe的片狀或針狀組織存在于合金中，產(chǎn)生金屬化合物，形成硬點(diǎn)。該組織還可以降低機(jī)械性能，增加熱裂性，使鑄件脆性。還有鐵（Fe）當(dāng)量超過(guò)1.2%時(shí)，降低合金流動(dòng)性，損壞鑄件質(zhì)量，縮短壓鑄設(shè)備中金屬組件的使用壽命。
5. 錳（Mn）
錳在固溶體中的最大溶解度為1.82%。當(dāng)錳含量為0.8%時(shí)，合金強(qiáng)度隨溶解度的增加而增加，延伸率達(dá)到最大值。Al-Mn合金長(zhǎng)短時(shí)間硬化合金，即不熱處理強(qiáng)化。
優(yōu)點(diǎn)：隨著溶解度的增加，合金強(qiáng)度不斷增加。當(dāng)錳含量為0.8%時(shí)，延伸率達(dá)到最大值。錳（Mn）可防止鋁合金再結(jié)晶過(guò)程，提高再結(jié)晶溫度，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)阻礙了再結(jié)晶晶粒的生長(zhǎng)。MnAl6另一個(gè)作用是可以溶解雜質(zhì)鐵（Fe），形成（Fe、Mn）Al6，將鋁合金中的片狀或針狀組織從鐵變成細(xì)晶組織，減少鐵的有害影響。
缺點(diǎn)：錳含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致偏析。
6.鎳（Ni）
優(yōu)點(diǎn)：有增加抗拉強(qiáng)度和硬度的傾向，對(duì)耐腐蝕性有很大影響。
缺點(diǎn)：降低耐腐蝕性和導(dǎo)熱性。
7.鋅（Zn）
優(yōu)點(diǎn)：鋅和鎂同時(shí)加入鋁中，形成強(qiáng)化相Mg/Zn2，會(huì)對(duì)合金產(chǎn)生明顯的強(qiáng)化作用。
缺點(diǎn)：有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的傾向。
