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鋁合金中化學(xué)元素作用和影響
返回列表 來源： 發(fā)布日期： 2024.10.31
鋁合金是由鋁與其他金屬或非金屬元素組成的合金，具有輕量、高強(qiáng)度、優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

常見元素及其作用

銅（Cu）
優(yōu)點(diǎn) ：提高合金的強(qiáng)度和硬度，增加抗拉強(qiáng)度，改善機(jī)械性能和切削性。
缺點(diǎn) ：當(dāng)銅含量過高時(shí)，可能會(huì)降低合金的耐蝕性和塑性，增大熱裂傾向。
作用 ：銅是鋁合金中重要的 合金元素 ，有一定的固溶強(qiáng)化效果，此外時(shí)效析出的CuAl2有著顯著的時(shí)效強(qiáng)化效果。
鎂（Mg）
優(yōu)點(diǎn) ：鎂的加入可以顯著提高鋁合金的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)還可以增加其耐蝕性和切削性能。鎂與鋁形成的 亞穩(wěn)相 可以進(jìn)一步提高合金的強(qiáng)度，同時(shí)還可以細(xì)化合金的晶粒。
缺點(diǎn) ：Mg2Si會(huì)使鑄件變脆。
作用 ：鎂是鋁合金中使用較多的添加元素之一。
硅（Si）
優(yōu)點(diǎn) ：硅的加入可以提高鋁合金的流動(dòng)性和耐熱性，有助于改善合金的鑄造性能。硅還可以形成硅化物相，提高合金的強(qiáng)度和硬度。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。
缺點(diǎn) ：結(jié)晶析出的硅易出現(xiàn) 游離硅 的硬質(zhì)點(diǎn)，使切削性變差。高硅鋁合金對鑄件 坩堝 的熔蝕作用嚴(yán)重。
作用 ：硅是鋁合金中的一種常見添加元素。
錳（Mn）
優(yōu)點(diǎn) ：錳的加入可以提高鋁合金的強(qiáng)度和硬度，并提高其耐腐蝕性能。錳的含量也可以對鋁合金的晶粒尺寸和晶格結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響合金的機(jī)械性能。錳能阻止鋁合金的再結(jié)晶過程，提高 再結(jié)晶溫度，并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。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) ：錳含量過高時(shí)，會(huì)引起偏析。
作用 ：錳是鋁合金中的一種重要添加元素。
鐵（Fe）
優(yōu)點(diǎn) ：鋁合金對模具的粘附作用十分強(qiáng)烈，當(dāng)鐵含量在0.6%以下時(shí)，不易脫模；當(dāng)鐵含量超過0.6%后，粘模現(xiàn)象減輕。
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，增大熱裂性，使鑄件產(chǎn)生脆性。并且含鐵量超過1.2%時(shí)，降低合金流動(dòng)性，損害鑄件品質(zhì)，縮短壓鑄設(shè)備中金屬組件的壽命。
作用 ：鐵是鋁合金的一個(gè)常見雜質(zhì)元素，并且通常以氧化鐵的形式存在。
鋅（Zn）
優(yōu)點(diǎn) ：鋅單獨(dú)加入鋁中，在變形條件下對鋁合金強(qiáng)度的提高十分有限，但同時(shí)加入鎂和鋅形成強(qiáng)化相Mg/Zn2時(shí)，會(huì)對合金產(chǎn)生明顯的強(qiáng)化作用。
缺點(diǎn) ：鋅的加入存在 應(yīng)力腐蝕開裂 的傾向。
作用 ：鋅可以單獨(dú)加入鋁中形成合金，也可以與其他元素（如鎂）共同作用形成強(qiáng)化相。
錫（Sn）
優(yōu)點(diǎn) ：錫的加入可以提高鋁合金的強(qiáng)度和硬度，改善合金的加工性能和耐腐蝕性能。錫還可以與鋁形成一些相互溶解的化合物，進(jìn)一步提升合金的性能。
缺點(diǎn) ：錫的過量加入可能會(huì)對合金的某些性能產(chǎn)生不利影響，但具體影響因合金成分和用途而異。
作用 ：錫是鋁合金中常用的添加元素之一。
鎳（Ni）
優(yōu)點(diǎn) ：鎳可以增加鋁合金的抗拉強(qiáng)度和硬度。
缺點(diǎn) ：鎳的加入可能會(huì)降低合金的耐蝕性和熱導(dǎo)性。
作用 ：鎳有時(shí)被添加到鋁合金中以改善高溫強(qiáng)度和耐熱性。
其他元素及其作用
除了上述元素外，鋁合金中還可能添加其他元素如鈦（Ti）、鈣（Ca）、鉛（Pb）、鉻（Cr）等，以達(dá)到特定的性能要求。
鈦（Ti）：可以提高合金的抗熱裂紋性能和耐蝕性能，降低合金的軟化溫度，提高其熱穩(wěn)定性。
鈣（Ca）：能改善鋁合金切削性能。
鉛（Pb）：能改善切削性能，但可能會(huì)降低合金強(qiáng)度。
鉻（Cr）：在鋁中形成（CrFe）Al7和（CrMn）Al12等金屬間化合物，阻礙再結(jié)晶的形核和長大過程，對合金有一定的強(qiáng)化作用，還能改善合金韌性和降低應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。但會(huì)增加淬火敏感性。

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