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淺談鋁合金中各元素對鋁合金性能影響的優缺點

出處:www.lulevq.live   分類:常見問題   發布:2018-8-7 17:52:47
摘要:鋁合金因添加了不同金屬元素而表現出不同的性能特點。在各金屬元素之中,對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,今天咱們就來談談這幾個金屬元素對鋁合金性能的影響。

淺談鋁合金中各元素對鋁合金性能影響的優缺點

1.銅(Cu)

銅是鋁合金中重要的合金元素,有一定的固溶強化效果,此外時效析出的CuAl2有著顯著的時效強化效果。

      優點固溶強化和時效強化效果,銅含量在4%到6.8%時強化效果最好,所以大部分硬鋁合金的含銅量處于這范圍。增加含銅量,提高合金的流動性,抗拉強度和硬度,使機械性能得以提高,切削性變好。

      缺點降低耐蝕性和塑,使熱裂傾向增大。

      2. 鎂(Mg)

鎂對鋁的強化是顯著的,每增加1%鎂,抗拉強度大約升高34MPa。假如加入1%以下的錳,可能增補強化作用。因此加錳后可降低鎂含量,同時可降低熱裂傾向,另外錳還可以使Mg5Al8化合物平均沉淀,改善抗蝕性和焊接機能。

      優點提高抗拉強度和屈服極限,提高合金的切削加工性。

      缺點Mg2Si會使鑄件變脆。

      3. 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,硅單獨加入鋁板中只限于焊接材料,硅加入鋁中亦有一定的強化作用。

      優點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,無熱裂傾向。改善抗拉強度、硬度、切削性以及高溫時強度,而使延伸率降低。

      缺點結晶析出的硅(Si)易出現游離硅的硬質點,使切削性變差,高硅鋁合金對鑄件坩堝的熔蝕作用嚴重。

  4.鐵(Fe)

      優點鋁合金對模具的粘附作用十分強烈,當鐵含量在0.6%以下時尤為強烈,即有不易脫模的現象。當鐵含量超過0.6%后,粘模現象便大為減輕。

      缺點鋁合金中含鐵量太高時,鐵以FeAl3Fe2Al7Al-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。這種組織還會降低機械性能,增大熱裂性,使鑄件產生脆性。并且含鐵(Fe)量過1.2%時,降低合金流動性,損害鑄件的品質,縮短壓鑄設備中金屬組件的壽命。

      4. 錳(Mn)

      錳在固溶體中的最大溶解度為1.82%。合金強度隨溶解度增加不斷增加,錳含量為0.8%時,延伸率達最大值。Al-Mn合金長短時效硬化合金,即不可熱處理強化。

      優點合金強度隨溶解度增加而不斷增加。錳含量為0.8%時,延伸率達最大值。錳(Mn)能阻止鋁合金的再結晶過程,提高再結晶溫度,并能顯著細化再結晶晶粒。再結晶晶粒的細化,主要是通過MnAl6化合物彌散質點對再結晶晶粒長大起阻礙作用。MnAl6的另一作用是能溶解雜質鐵(Fe),形成(Fe、Mn)Al6,使鋁合金中由鐵形成的片狀或針狀組織變為細密的晶體組織,減小鐵的有害影響。

      缺點錳含量過高時,會引起偏析。

  6.Ni

      優點有增加抗拉強度和硬度的傾向,對耐蝕性影響很大。

      缺點降低耐蝕性及熱導性。

  7.鋅(Zn)

      優點鋁中同時加入鋅和鎂,形成強化相Mg/Zn2,會對合金產生明顯的強化作用。

      缺點存在應力腐蝕開裂的傾向。

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