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鋁合金中各元素對(duì)鋁合金性能的影響

更新時(shí)間:2021-07-09訪問(wèn)量:2356

  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)、鉻(Cr)、鈣(Ca)。

  1、銅(Cu):

  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*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。

  2、鎂(Mg):

  優(yōu)點(diǎn):提高抗拉強(qiáng)度和屈服*限,提高合金的切削加工性。

  缺點(diǎn):Mg2Si會(huì)使鑄件變脆。

  3、硅(Si):

  優(yōu)點(diǎn):改善合金的鑄造性能,硅與鋁能組成固溶體,提高合金的高溫造型性,減少收縮率,無(wú)熱裂傾向。二元鋁基合金有高的耐蝕性。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。硅還是改善流動(dòng)性能的主要成份,從共晶到過(guò)共晶都能得到*好的流動(dòng)性。

  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。

  4、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,粘模現(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。

  5、 錳(Mn):

  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)*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。

  6、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。

  7、鋅(Zn):

  優(yōu)點(diǎn):鋁中同時(shí)加入鋅和鎂,形成強(qiáng)化相Mg/Zn2,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。

  8、鉻(Cr):

  優(yōu)點(diǎn):鉻(Cr)在鋁中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金屬間化合物,阻礙再結(jié)晶的形核和長(zhǎng)大過(guò)程,對(duì)合金有一定的強(qiáng)化作用,還能改善合金韌性和降低應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性。

  缺點(diǎn):增加淬火敏感性。

  9、 鈣(Ca):

  優(yōu)點(diǎn):鈣在鋁合金中固溶度*低,與鋁形成CaAl4化合物,鈣又是鋁合金的超塑性元素,大約5%鈣和5%錳的鋁合金具有超塑性。鈣和硅形成CaSi2,不溶于 鋁, 由于減小了硅的固溶量,可稍微提高工業(yè)純鋁的導(dǎo)電性能。鈣能改善鋁合金切削性能。微量鈣有利于去除鋁液中的氫。

  缺點(diǎn):CaSi2不能使鋁合金熱處理強(qiáng)化。

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