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铝合金中化学元素作用和影响
返回列表 来源： 发布日期： 2024.10.31
铝合金是由铝与其他金属或非金属元素组成的合金，具有轻量、高强度、优良的导电性和导热性等特点，被广泛应用于各个领域。

常见元素及其作用

铜（Cu）
优点 ：提高合金的强度和硬度，增加抗拉强度，改善机械性能和切削性。
缺点 ：当铜含量过高时，可能会降低合金的耐蚀性和塑性，增大热裂倾向。
作用 ：铜是铝合金中重要的 合金元素 ，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2有着显著的时效强化效果。
镁（Mg）
优点 ：镁的加入可以显著提高铝合金的强度和硬度，同时还可以增加其耐蚀性和切削性能。镁与铝形成的 亚稳相 可以进一步提高合金的强度，同时还可以细化合金的晶粒。
缺点 ：Mg2Si会使铸件变脆。
作用 ：镁是铝合金中使用较多的添加元素之一。
硅（Si）
优点 ：硅的加入可以提高铝合金的流动性和耐热性，有助于改善合金的铸造性能。硅还可以形成硅化物相，提高合金的强度和硬度。硅与铝能组成固溶体，能提高合金的高温造型性，减少收缩率，无热裂倾向。
缺点 ：结晶析出的硅易出现 游离硅 的硬质点，使切削性变差。高硅铝合金对铸件 坩埚 的熔蚀作用严重。
作用 ：硅是铝合金中的一种常见添加元素。
锰（Mn）
优点 ：锰的加入可以提高铝合金的强度和硬度，并提高其耐腐蚀性能。锰的含量也可以对铝合金的晶粒尺寸和晶格结构产生影响，进而影响合金的机械性能。锰能阻止铝合金的再结晶过程，提高 再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁（Fe），形成（Fe、Mn）Al6，使铝合金中由铁形成的片状或针状组织变为细密的晶体组织，减小铁的有害影响。
缺点 ：锰含量过高时，会引起偏析。
作用 ：锰是铝合金中的一种重要添加元素。
铁（Fe）
优点 ：铝合金对模具的粘附作用十分强烈，当铁含量在0.6%以下时，不易脱模；当铁含量超过0.6%后，粘模现象减轻。
缺点 ：铝合金中含铁量太高时，铁以FeAl3、Fe2Al7和Al-Si-Fe的片状或针状组织存在于合金中，生成金属化合物，形成硬点。这种组织还会降低机械性能，增大热裂性，使铸件产生脆性。并且含铁量超过1.2%时，降低合金流动性，损害铸件品质，缩短压铸设备中金属组件的寿命。
作用 ：铁是铝合金的一个常见杂质元素，并且通常以氧化铁的形式存在。
锌（Zn）
优点 ：锌单独加入铝中，在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限，但同时加入镁和锌形成强化相Mg/Zn2时，会对合金产生明显的强化作用。
缺点 ：锌的加入存在 应力腐蚀开裂 的倾向。
作用 ：锌可以单独加入铝中形成合金，也可以与其他元素（如镁）共同作用形成强化相。
锡（Sn）
优点 ：锡的加入可以提高铝合金的强度和硬度，改善合金的加工性能和耐腐蚀性能。锡还可以与铝形成一些相互溶解的化合物，进一步提升合金的性能。
缺点 ：锡的过量加入可能会对合金的某些性能产生不利影响，但具体影响因合金成分和用途而异。
作用 ：锡是铝合金中常用的添加元素之一。
镍（Ni）
优点 ：镍可以增加铝合金的抗拉强度和硬度。
缺点 ：镍的加入可能会降低合金的耐蚀性和热导性。
作用 ：镍有时被添加到铝合金中以改善高温强度和耐热性。
其他元素及其作用
除了上述元素外，铝合金中还可能添加其他元素如钛（Ti）、钙（Ca）、铅（Pb）、铬（Cr）等，以达到特定的性能要求。
钛（Ti）：可以提高合金的抗热裂纹性能和耐蚀性能，降低合金的软化温度，提高其热稳定性。
钙（Ca）：能改善铝合金切削性能。
铅（Pb）：能改善切削性能，但可能会降低合金强度。
铬（Cr）：在铝中形成（CrFe）Al7和（CrMn）Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会增加淬火敏感性。
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