宣布时间：2020-12-17点击：3464
一、合金元素影响
1.铜元素Cu
铝铜合金富铝部分548时，铜在铝中的***大溶解度为5.65%，温度降到302时，铜的溶解度为0.45% 。铜是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，别的时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果 。铝合金中铜含量通常在2.5%～5%，铜含量在4%～6.8%时强化效果***好，所以大部分硬铝合金的含铜量处于这规模 。
铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素 。
2.硅元素Si
Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577时，硅在固溶体中的***大溶解度为1.65% 。尽管溶解度随温度降低而减少，介这类合金一般是不可热处理强化的 。铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性 。
若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为MgSi 。镁和硅的质量比为1.73∶1 。设计Al-Mg-Si系合金身分时，基体上按此比例配置镁和硅的含量 。有的Al-Mg-Si合金，为了提高强度，加入适量的铜，同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的倒运影响 。
Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si在铝中的***大溶解度为1.85%，且随温度的降低而减速小 。
变形铝合金中，硅单独加入铝中只限于焊接质料，硅加入铝中亦有一定的强化作用 。
3.镁元素Mg
Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线标明，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，可是在大部分工业用变形铝合金中，镁的含量均小于6%，而硅含量也低，这类合金是不可热处理强化的，可是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度 。
镁对铝的强化是明显的，每增加1%镁，抗拉强度约莫升***远34MPa 。如果加入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化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能 。
4.锰元素Mn
Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时，锰在固溶体中的***大溶解度为1.82% 。合金强度随溶解度增加不绝增加，锰含量为0.8%时，延伸率达***大值 。Al-Mn合金是非时效硬化合金，即不可热处理强化 。
锰能阻止铝合金的再结晶历程，提高再结晶温度，并能显着细化再结晶晶粒 。再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用 。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁，形成(Fe、Mn)Al6，减小铁的有害影响 。
锰是铝合金的重要元素，可以单独加入形成Al-Mn二元合金，更多的是和其它合金元素一同加入，因此大多铝合金中均含有锰 。
5.锌元素Zn
Al-Zn合金系平衡相图富铝部分275时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，在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限，同时保存应力腐化开裂、倾向，因而***了它的应用 。
在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金爆发明显的强化作用 。Mg/Zn2含量从0.5%提高到12%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度 。镁的含量凌驾形成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中，锌和镁的比例控制在2.7左右时，应力腐化开裂抗力***大 。
如在Al-Zn-Mg基础上加入铜元素，形成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基强化效果在所有铝合金中***大，也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金质料 。
二、微量元素的影响
1.铁和硅Fe-Si
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系焊条及铝硅铸造合金中，均作为合金元素加的，在基它铝合金中，硅和铁是常见的杂质元素，对合金性能有明显的影响 。它们主要以FeCl3和游离硅保存 。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，会引起铸件爆发裂纹，铸铝中铁含量过高时会使铸件爆发脆性 。
2.钛和硼Ti-B
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焦点，起细化铸造组织和焊缝组织的作用 。Al-Ti系合金爆发包反应时，钛的临界含量约为0.15%，如果有硼保存则减速小到0.01% 。
3.铬Cr
铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素 。600℃时，铬在铝中溶解度为0.8%，室温时基本上不溶解 。
铬在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大历程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐化开裂敏感性 。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凌驾0.35%，并随合金中过渡元素的增加而降低 。
4.锶Sr
锶是外貌活性元素，在结晶学上锶能改变金属间化合物相的行为 。因此用锶元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性和***终产品质量 。由于锶的变质有效时间长、效果和再现性好等优点，近年来在Al-Si铸造合金中取代了钠的使用 。对挤压用铝合金中加入0.015%～0.03%锶，使铸锭中β-AlFeSi相酿成汉字形α-AlFeSi相，减少了铸锭均匀化时间60%～70%，提高质料力学性能和塑性加工性;改善制品外貌粗糙度 。关于高硅(10%～13%)变形铝合金中加入0.02%～0.07%锶元素，可使初晶减少至***低限度，力学性能也显着提高，抗拉强度бb由233MPa提高到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，改善塑性加工性能，可顺利地热轧和冷轧 。
5.锆元素Zr
锆也是铝合金的常用添加剂 。一般在铝合金中加入量为0.1%～0.3%，锆和铝形成ZrAl3化合物，可阻碍再结晶历程，细化再结晶晶粒 。锆亦能细化铸造组织，但比钛的效果小 。有锆保存时，会降低钛和硼细化晶粒的效果 。在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，由于锆对淬火敏感性的影响比铬和锰的小，因此宜用锆来取代铬和锰细化再结晶组织 。
6.杂质元素Re
稀土元素加入铝合金中，使铝合金熔铸时增加身分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化 �；箍山档腿厶逋饷舱帕�，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响 。种种稀土加入量约为0.1%为好 �；煜⊥�(La-Ce-Pr-Nd等混淆)的添加，使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金时效G?P区形成的临界温度降低 。含镁的铝合金，能引发稀土元素的变质作用 。
三、杂质元素的影响
钒在铝合金中形成VAl11难熔化合物，在熔铸历程中起细化晶粒作用，但比钛和锆的作用小 。钒也有细化再结晶组织、提高再结晶温度的作用 。
钙在铝合金中固溶度极低，与铝形成CaAl4化合物，钙又是铝合金的超塑性元素，约莫5%钙和5%锰的铝合金具有超塑性 。钙和硅形成CaSi，不溶于铝，由于减小了硅的固溶量，可稍微提高工业纯铝的导电性能 。钙能改善铝合金切削性能 。CaSi2不可使铝合金热处理强化 。微量钙有利于去除铝液中的氢 。
铅、锡、铋元素是低熔点金属，它们在铝中固溶度不大，略降低合金强度，但能改善切削性能 。铋在凝固历程中膨胀，对补缩有利 。高镁合金中加入铋可避免钠脆 。
锑主要用作铸造铝合金中的变质剂，变形铝合金很少使用 。仅在Al-Mg变形铝合金中取代铋避免钠脆 。锑元素加入某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中，改善热压与冷压工艺性能 。
铍在变形铝合金中可改善氧化膜的结构，减少熔铸时的烧损和夹杂 。铍是有毒元素，能使人爆发过敏性中毒 。因此，接触食品和饮料的铝合金中不可含有铍 。焊接质料中的铍含量通� ？刂圃�8μg/ml以下 。用作焊接基体的铝合金也应控制铍的含量 。
钠在铝中险些不溶解，***大固溶度小于0.0025%，钠的熔点低(97.8℃)，合金中保存钠时，在凝固历程中吸附在枝晶外貌或晶界，热加工时，晶界上的钠形成液态吸附层，爆发脆性开裂时，形成NaAlSi化合物，无游离钠保存，不爆发“钠脆” 。当镁含量超2%时，镁攫取硅，析出游离钠，爆发“钠脆” 。因此高镁铝合金不允许使用钠盐熔剂 。避免“钠脆”的要领有氯化法，使钠形成NaCl排入渣中，加铋使之生成Na2Bi进入金属基体;加锑生成Na3Sb或加入稀土亦可起到相同的作用 。
来源：中国铝业网
