
鋁合金因添加了不同金屬元素而表現(xiàn)出不同的性能特點(diǎn)。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,由于根據(jù)成品鋁卷材的用途不一樣在加工過程中所加入的元素這些雜質(zhì)元素由于熔點(diǎn)高低不一,結(jié)構(gòu)不同與鋁形成的化合物也不同,因而對于鋁合金性能的影響也不一樣。

銅(Cu)
優(yōu)點(diǎn)
銅是重要的合金元素,具有固溶強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化效果,銅含量在4%到6.8%時(shí)強(qiáng)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(qiáng)度和硬度,使機(jī)械性能得以提高,切削性變好。
缺點(diǎn)
降低耐蝕性和塑形,使熱裂傾向增大。
鎂(Mg)
優(yōu)點(diǎn)
鎂對鋁的強(qiáng)化是顯著的,每增加1%鎂,抗拉強(qiáng)度大約升高瞻遠(yuǎn)34MPa。假如加入1%以下的錳,可能增補(bǔ)強(qiáng)化作用。因此加錳后可降低鎂含量,同時(shí)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(jī)能。
缺點(diǎn)
Mg2Si會使鑄件變脆。
硅(Si)
優(yōu)點(diǎn)
Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁部門Mg2Si在鋁中的最大溶解度為1.85%,且隨溫度的降低而減速小,變形鋁合金中,硅單獨(dú)加入鋁板中只限于焊接材料,硅加入鋁中亦有一定的強(qiáng)化作用。Si的加入可以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(qiáng)度、硬度、切削性以及高溫時(shí)強(qiáng)度,而使延伸率降低。
缺點(diǎn)
結(jié)晶析出的硅(Si)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。
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)尤為強(qiáng)烈,即有不易脫模的現(xiàn)象。當(dāng)鐵含量超過0.6%后,粘模現(xiàn)象便大為減輕。
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)。這種組織還會降低機(jī)械性能,熱裂性增大,使鑄件產(chǎn)生脆性。并且含鐵(Fe)量過1.2%時(shí),降低合金流動性,損害鑄件的品質(zhì),縮短壓鑄設(shè)備中金屬組件的壽命。
錳(Mn)
優(yōu)點(diǎn)
合金強(qiáng)度隨溶解度增加而不斷增加。錳含量為0.8%時(shí),延伸率達(dá)最大值。錳(Mn)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。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化,主要是通過MnAl6化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對再結(jié)晶晶粒長大起阻礙作用。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),會引起偏析。Al-Mn合金長短時(shí)效硬化合金,即不可熱處理強(qiáng)化。
鎳(Ni)
優(yōu)點(diǎn)
有增加抗拉強(qiáng)度和硬度的傾向,對耐蝕性影響很大。
缺點(diǎn)
降低耐蝕性及熱導(dǎo)性。
鋅(Zn)
優(yōu)點(diǎn)
鋁中同時(shí)加入鋅和鎂,形成強(qiáng)化相Mg/Zn2,會對合金產(chǎn)生明顯的強(qiáng)化作用。
缺點(diǎn)
鋅單獨(dú)加入鋁中,在變形前提下對鋁合金強(qiáng)度的進(jìn)步十分有限,同時(shí)存在應(yīng)力侵蝕開裂、傾向,因而限制了它的應(yīng)用。
文章來源:鋁加工網(wǎng)