常見問題
FAQ

問:鋁合金中各元素對鋁合金性能的影響有哪些?

  1. 文章編號:1
  2. 發布時間:2013-4-23

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)、鉻(Cr)、鈣(Ca)。

以下對各元素略作說明:

元素

優點

缺點

銅(Cu)

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。

降低耐蝕性和塑形,使熱裂傾向增大。

鎂(Mg)

提高抗拉強度和屈服極限,提高合金的切削加工性。

Mg2Si會使鑄件變脆。

硅(Si)

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,無熱裂傾向。二元鋁基合金有高的耐蝕性。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。硅還是改善流動性能的主要成份,從共晶到過共晶都能得到最好的流動性。

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。

鐵(Fe)

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?,F象便大為減輕。

鋁合金中含鐵量太高時,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。這種組織還會降低機械性能,熱裂性增大,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。

錳(Mn)

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。

錳含量過高時,會引起偏析。

鎳(Ni)

有增加抗拉強度和硬度的傾向,對耐蝕性影響很大

降低耐蝕性及熱導性。

鋅(Zn)

鋁中同時加入鋅和鎂,形成強化相Mg/Zn2,對合金產生明顯的強化作用。

存在應力腐蝕開裂的傾向。

鉻(Cr)

鉻(Cr)在鋁中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金屬間化合物,阻礙再結晶的形核和長大過程,對合金有一定的強化作用,還能改善合金韌性和降低應力腐蝕開裂敏感性。

增加淬火敏感性。

鈣(Ca)

鈣在鋁合金中固溶度極低,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,可稍微提高工業純鋁的導電性能。鈣能改善鋁合金切削性能。微量鈣有利于去除鋁液中的氫。

CaSi2不能使鋁合金熱處理強化。

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