YYYY年MM月DD日 dddd
铝合金中各种元素的作用
来源:
|
作者:chinacaw
|
发布时间: 2014-10-29
|
8839 次浏览
|
🔊 点击朗读正文
❚❚
▶
|
分享到:
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。
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，同时存在应力腐蚀开裂、倾向，因而限制了它的应用。
在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用。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。镁的含量超过形成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，应力腐蚀开裂抗力最大。
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最大，也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。
二、微量元素的影响
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和游离硅存在。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，会引起铸件产生裂纹，铸铝中铁含量过高时会使铸件产生脆性。
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核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用。Al－Ti系合金产生包反应时，钛的临界含量约为0.15%，如果有硼存在则减速小到0.01%。
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过程，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蚀开裂敏感性。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超过0.35%，并随合金中过渡元素的增加而降低。
锶Sr
锶是表面活性元素，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最终产品质量。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相变成汉字形α－AlFeSi相，减少了铸锭均匀化时间60%～70%，提高材料力学性能和塑性加工性；改善制品表面粗糙度。对于高硅（10%～13%）变形铝合金中加入0.02%～0.07%锶元素，可使初晶减少至最低限度，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。
