雜質(zhì)對鋁性能的影響

?銅元素

鋁銅合金富鋁有些548時(shí)，銅在鋁中的較大溶解度為 5.65%,溫度降到302時(shí)，銅的溶解度為0.45%。銅是重要的合金元素，有必定的固溶強(qiáng)化效果，此外時(shí)效分出的CuAl2有著顯著的時(shí)效強(qiáng)化效果。鋁合金中銅含量一般在2.5% ~ 5%，銅含量在4%~6.8%時(shí)強(qiáng)化效果較佳，所以大有些硬鋁合金的含銅量處于這規(guī)模。

鋁銅合金中能夠富含較少的硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素。

硅元素

Al—Si合金系富鋁有些在共晶溫度577 時(shí)，硅在 固溶體中的較大溶解度為1.65%。雖然溶解度隨溫度下降而削減，介這類合金一般是不能熱處理強(qiáng)化的。鋁硅合金具有極好 的鍛造功能和抗蝕性。

若鎂和硅一起參加鋁中構(gòu)成鋁鎂硅系合金，強(qiáng)化相為MgSi。鎂和硅的質(zhì)量比為1.73:1。設(shè)計(jì)Al-Mg-Si系合金成分時(shí)，基體上按此份額裝備鎂和硅 的含量。有的Al-Mg-Si合金，為了進(jìn)步強(qiáng)度，參加適當(dāng)?shù)你~，一起參加適當(dāng)?shù)你t以抵消銅對抗蝕性的晦氣影響。

Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁有些Mg2Si 在鋁中的較大溶解度為1.85%，且隨溫度的下降而減速小。

變形鋁合金中，硅單獨(dú)參加鋁中只限于焊接資料，硅參加鋁中亦有必定的強(qiáng)化效果。

鎂元素

　Al-Mg合金系平衡相圖富鋁有些雖然溶解度曲線標(biāo)明，鎂在鋁中的溶解度隨溫度下降而大大地變小，可是在 大有些工業(yè)用變形鋁合金中，鎂的含量均小于6%，而硅含量也低，這類合金是不能熱處理強(qiáng)化的，可是可焊性良好，抗蝕性也罷，并有中等強(qiáng)度。

鎂對鋁的強(qiáng)化是顯著的，每增加1%鎂，抗拉強(qiáng)度大概升高瞻遠(yuǎn)34MPa。假如參加1%以下 的錳，能夠彌補(bǔ)強(qiáng)化效果。因而加錳后可下降鎂含量，一起可下降熱裂傾向，另外錳還能夠使Mg5Al8化合物均勻沉淀，改進(jìn)抗蝕性和焊接功能。

錳元素

　Al-Mn合金系平平衡相圖有些在共晶溫度658時(shí)，錳在 固溶體中的較大溶解度為1.82%。合金強(qiáng)度隨溶解度增加不斷增加，錳含量為0.8%時(shí)，延伸率達(dá)較大值。Al-Mn合金對錯(cuò)時(shí)效硬化合金， 即不行熱處理強(qiáng)化。

錳能阻撓鋁合金的再結(jié)晶進(jìn)程，進(jìn)步再結(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 首要是經(jīng)過MnAl6化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對再結(jié)晶晶粒長大起阻止效果。MnAl6的另一效果是能溶解雜質(zhì)鐵，構(gòu)成(Fe、Mn)Al6，減小鐵的有害影響。

錳是鋁合金的重要元素，能夠單獨(dú)參加構(gòu)成Al-Mn二元合金，更多的是和其它合金元素一同參加，因而大多鋁合金中均富含錳。

鋅元素

Al-Zn合金系平衡相圖富鋁有些275時(shí)鋅在鋁中的溶解度為31.6%，而在125時(shí)其溶解度則下降到5.6%。

鋅單獨(dú)參加鋁中，在變形條件下對鋁合金強(qiáng)度的進(jìn)步非常有限，一起存在應(yīng)力腐蝕開裂、傾向，因而約束了它的運(yùn)用。

在鋁中一起參加鋅和鎂，構(gòu)成強(qiáng)化相Mg/Zn2，對合金發(fā)生顯著的強(qiáng)化效果。Mg/Zn2含量 從0.5%進(jìn)步到12%時(shí)，可顯著增加抗拉強(qiáng)度和屈從強(qiáng)度。鎂的含量超越構(gòu)成Mg/Zn2相所需超硬鋁合金中，鋅和鎂的份額操控在2.7擺布時(shí)，應(yīng)力腐蝕 開裂抗力較大。

如在Al-Zn-Mg基礎(chǔ)上參加銅元素，構(gòu)成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基強(qiáng)化效果在所有鋁合金中較大，也是航天、航空工業(yè)、電力工業(yè)上的重要的鋁合金資料。

2.微量元素的影響

鐵和硅

鐵在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系鍛鋁合金中，硅在Al-Mg-Si系鍛鋁中和在Al-Si系焊條及鋁硅鍛造合金中，均作為合金元素加的，在基它鋁合金 中，硅和鐵是多見的雜質(zhì)元素，對合金功能有顯著的影響。它們首要以FeCl3和游離硅存在。在硅大于鐵時(shí)，構(gòu)成β-FeSiAl3(或 Fe2Si2Al9)相，而鐵大于硅時(shí)，構(gòu)成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。當(dāng)鐵和硅份額不當(dāng)時(shí)，會(huì)引起鑄件發(fā)生裂紋，鑄鋁中鐵含量過 高時(shí)會(huì)使鑄件發(fā)生脆性。

鈦和硼

鈦是鋁合金中常用的增加元素，以Al-Ti或Al-Ti-B中心合金方式參加。鈦與鋁構(gòu)成 TiAl2相，成為結(jié)晶時(shí)的非自覺中心，起細(xì)化鍛造安排和焊縫安排的效果。Al-Ti系合金發(fā)生包反應(yīng)時(shí)，鈦的臨界含量約為0.15%，假如有硼存在則減 速小到0.01%。

鉻

鉻在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中多見的增加元素。600℃時(shí)，鉻在鋁中溶解度為0.8%，室溫時(shí)基本上不溶解。

鉻在鋁中構(gòu)成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金屬間化合物，阻止再結(jié)晶的形核和長大進(jìn)程，對合金有必定的強(qiáng)化效果，還能改進(jìn)合金耐性和下降應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。但會(huì)場增加淬火敏感性，使陽極氧化膜呈黃色。

鉻在鋁合金中的增加量一般不超越0.35%，并隨合金中過渡元素的增加而下降。