影響鋁合金型材性能的八大金屬元素
影響鋁合金型材性能的八大元素是釩、鈣、鉛、錫、鉍、銻、鈹和鈉。由于鋁合金型材的熔點(diǎn)和結(jié)構(gòu)以及鋁形成的化合物不同,這些雜質(zhì)對(duì)鋁合金的性能有不同的影響。
銅是一種重要的合金元素,具有一定的固溶強(qiáng)化作用。此外,時(shí)效析出的CuMg合金具有顯著的時(shí)效強(qiáng)化作用。鋁板中的銅含量一般為2.5%≤5%,當(dāng)銅含量為4%≤-6.8%時(shí),強(qiáng)化效果較好,大多數(shù)硬鋁合金型材的銅含量在此范圍內(nèi)。
Al-Mg2Si合金合金平衡相圖富鋁領(lǐng)域Mg2Si在鋁中的富溶解度為1.85%,隨著溫度的降低,減速度較小。在變形的鋁合金型材中,硅單獨(dú)添加到鋁板中并且限于焊接材料,并且添加硅。鋁也有一定的強(qiáng)化作用。
鎂在鋁上的強(qiáng)化作用具有重要意義。每增加1鎂,抗拉強(qiáng)度上升約34mpa。如果添加低于1的錳,則可以添加增強(qiáng)劑。因此,添加錳可以降低鎂的含量,同時(shí)降低熱開(kāi)裂的趨勢(shì)。此外,錳還會(huì)導(dǎo)致mg 5al 8化合物的平均沉淀,改善耐蝕性和焊接功能。
錳在固溶體中的溶解度為1.82%。當(dāng)Mn含量為0.8%時(shí),合金的強(qiáng)度隨溶解度的增加而增大,延伸率達(dá)到較高的值。鋁錳合金的長(zhǎng)、長(zhǎng)期硬化合金不能通過(guò)熱處理得到強(qiáng)化.
275時(shí),鋅在鋁中的溶解度為31.6%,125時(shí)則降至5.6%。單獨(dú)在鋁中添加鋅,在變形條件下鋁合金型材的強(qiáng)度發(fā)展受到限制。同時(shí),還存在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和趨勢(shì),限制了其應(yīng)用。
在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系變形鋁合金中加入鐵作為合金元素,在Al-Mg-Si系變形鋁合金中加入Si,在Al-Si系列電極中加入Si,在Al-Si鍛造合金中添加Si。在鋁合金型材基體中,硅、鐵是常見(jiàn)的雜質(zhì)元素,對(duì)合金的性能有很大的影響。它們主要存在于FeCl3和游離硅中。當(dāng)硅大于鐵時(shí),形成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相;當(dāng)鐵大于硅時(shí),形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)相。當(dāng)鐵硅比不合適時(shí),鑄件會(huì)產(chǎn)生裂紋,而鑄鋁中鐵含量過(guò)高,則會(huì)引起鑄件的脆性。
鈦是鋁合金型材中常用的添加元素,以Al-Ti或Al-Ti-B中間合金的形式添加。鈦與鋁形成TiAl 2相,在結(jié)晶過(guò)程中成為非自發(fā)的核心,其用于改善鍛造結(jié)構(gòu)和焊接結(jié)構(gòu)。當(dāng)Al-Ti合金進(jìn)行封裝反應(yīng)時(shí),鈦的臨界含量約為0.15%,如果存在硼,則延遲小至0.01%。
鉻在鋁板中形成(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)力侵蝕開(kāi)裂敏感性。但會(huì)場(chǎng)增加淬火敏感性,使陽(yáng)極氧化膜呈黃色,鉻在鋁合金中的添加量一般不超過(guò)0.35%,并隨合金中過(guò)渡元素的增加而降低,鍶對(duì)擠壓用鋁合金中加入0.015%——0.03%鍶,使鑄錠中β-AlFeSi相變成漢字形α-AlFeSi相,減少了鑄錠平均化時(shí)間60%——70%,進(jìn)步材料力學(xué)機(jī)能和塑性加工性;改善制品表面粗拙度。對(duì)于高硅(10%——13%)變形鋁合金中加入0.02%——0.07%鍶元素,可使初晶減少至較低限度,力學(xué)機(jī)能也明顯進(jìn)步,抗拉強(qiáng)度бb由233MPa進(jìn)步到236MPa,屈服強(qiáng)度б0.2由204MPa提高到210MPa,延伸率б5由9%增至12%。在過(guò)共晶Al-Si合金中加入鍶,能減小初晶硅粒子尺寸,改善塑性加工機(jī)能,可順利地?zé)彳埡屠滠垺?br />
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