宣布时间：2020-12-17点击：3718
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
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