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鋁合金中各種元素對(duì)鋁材性能的作用和影響

來(lái)源：佳華 日期：2021-01-05

　　鋁合金因添加了不同金屬元素而表現(xiàn)出不同的性能特點(diǎn)
。在各金屬元素之中，對(duì)鋁合金性能影響較大的元素有銅（Cu）
、鎂（Mg）、硅（Si）
、鐵（Fe）
、錳（Mn）
、鎳（Ni）
、鋅（Zn）等，下面內(nèi)容是幾個(gè)金屬元素對(duì)鋁合金性能的影響：
　　銅（Cu）
　　銅是鋁合金中重要的合金元素
，有一定的固溶強(qiáng)化效果，此外時(shí)效析出的CuAl2有著顯著的時(shí)效強(qiáng)化效果
。
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　固溶強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化效果，銅含量在4%到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圍
。增加含銅量，提高合金的流動(dòng)性
，抗拉強(qiáng)度和硬度，使機(jī)械性能得以提高
，切削性變好
。
　　缺點(diǎn)：
　　降低耐蝕性和塑形
，使熱裂傾向增大。

　　鎂（Mg）
　　鎂對(duì)鋁的強(qiáng)化是顯著的
，每增加1%鎂，抗拉強(qiáng)度大約升高34MPa
。假如加入1%以下的錳
，可能增補(bǔ)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Mg5Alg化合物平均沉淀
，改善抗蝕性和焊接機(jī)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
。
　　缺點(diǎn)：
　　Mg2Si會(huì)使鑄件變脆。

　　硅（Si）
　　Mg2Si在鋁中的最大溶解度為1.85% ,且隨溫度的降低而減小,變形鋁合金中,硅單獨(dú)加入鋁板中只限于焊接材料,硅加入鋁中亦有一定的強(qiáng)化作用
。
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　改善合金的鑄造性能。硅與鋁能組成固溶體
，能提高合金的高溫造型性
，減少收縮率，無(wú)熱裂傾向
。改善抗拉強(qiáng)度、硬度
、切削性以及高溫時(shí)強(qiáng)度
，而使延伸率降低
。
　　缺點(diǎn)：
　　結(jié)晶析出的硅（Si）易出現(xiàn)游離硅的硬質(zhì)點(diǎn)
，使切削性變差
，高硅鋁合金對(duì)鑄件坩堝的熔蝕作用嚴(yán)重
。

　　鐵（Fe）
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　鋁合金對(duì)模具的粘附作用十分強(qiáng)烈，當(dāng)鐵含量在0.6％以下時(shí)尤為強(qiáng)烈
，即有不易脫模的現(xiàn)象。當(dāng)鐵含量超過(guò)0.6％后
，粘?div id="m50uktp" class="box-center"> ，F(xiàn)象便大為減輕
。
　　缺點(diǎn)：
　　鋁合金中含鐵量太高時(shí)
，鐵以FeAl3、Fe2Al7和Al－Si－Fe的片狀或針狀組織存在于合金中
，生成金屬化合物
，形成硬點(diǎn)。這種組織還會(huì)降低機(jī)械性能
，熱裂性增大
，使鑄件產(chǎn)生脆性
。并且含鐵（Fe）量過(guò)1.2%時(shí)
，降低合金流動(dòng)性
，損害鑄件的品質(zhì)，縮短壓鑄設(shè)備中金屬組件的壽命
。

　　錳（Mn）
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08%時(shí),延伸率達(dá)最大值
。AI-Mn合金長(zhǎng)短時(shí)效硬化合金,即不可熱處理強(qiáng)化
。
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　合金強(qiáng)度隨溶解度增加而不斷增加。錳含量為0.8%時(shí)
，延伸率達(dá)最大值。錳（Mn）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（Fe）
，形成（Fe、Mn）Al6
，使鋁合金中由鐵形成的片狀或針狀組織變?yōu)榧?xì)密的晶體組織
，減小鐵的有害影響
。
　　缺點(diǎn)：
　　錳含量過(guò)高時(shí)
，會(huì)引起偏析。

　　鎳(Ni)
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　有增加抗拉強(qiáng)度和硬度的傾向
，對(duì)耐蝕性影響很大。
　　缺點(diǎn)：
　　降低耐蝕性及熱導(dǎo)性
。

　　鋅（Zn）
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　鋁中同時(shí)加入鋅和鎂，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)：
　　存在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的傾向
。

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