影响铝合金性能的八大元素是金属元素,如钒、钙、铅、锡、铋、锑、铍和钠。由于用法的不同铝卷而在加工过程中添加的元素,这些杂质元素熔点不同,结构不同,由铝形成的化合物也不同,因此对铝合金性能的影响也不同。

成品铝线圈

1.金属元素:铜元素的影响

铜是一种重要的合金元素,具有一定的固溶强化作用。此外,时效析出的CuAl2具有明显的时效强化作用。铝板中的铜含量通常为2.5%-5%,当铜含量为4%-6.8%时强化效果最好,所以大多数硬质铝合金的铜含量都在这个范围内。

2.金属元素:硅的影响

Al-Mg2Si合金体系合金平衡相图富铝部分Mg2Si在铝中的最大溶解度为1.85%,且随温度降低减速较小。在变形的铝合金中,硅的加入起到了作用铝板限于焊接材料,而硅铝的添加仅限于焊接材料。也有一定的加强作用。

3.金属元素:镁的影响

镁对铝卷的强化效果显著。镁含量每增加1%,铝合金线圈的抗拉强度就会增加约34MPa。

如果锰的添加量低于1%,铝卷的强度可能会增强。因此,锰的加入可以降低镁的含量,同时降低热裂倾向。此外,锰还能使Mg5Al8化合物均匀析出,提高铝卷的耐腐蚀性能和焊接性能。

4.金属元素:锰的影响

锰在固溶体中的最大溶解度为1.82%。合金的强度随着溶解度的增加而不断增加。当铝卷中锰含量为0.8%时,伸长率达到最大值。Al-Mn合金是一种长时效和短时效硬化合金,即不能通过热处理进行强化。

5.金属元素:锌的影响

单纯在铝中添加锌,在变形的前提下,对铝合金强度的提高是非常有限的。同时,存在应力腐蚀开裂倾向,限制了其应用。

锌铝合金

6.金属元素:铁和硅的影响

在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系列变形铝合金中添加铁作为合金元素,在Al-Mg-Si系列变形铝中添加硅,Al-Si系列电极和铝硅锻造合金中添加硅。硅和铁是铝合金中常见的杂质元素,它们对合金的性能有显著的影响。

它们主要以FeCl3和自由硅的形式存在。当硅大于铁时,形成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相,当铁大于硅时,形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)相。当铁硅比例不正确时,会造成铸件出现裂纹,如果铸铝中的铁含量过高,铸件会更加脆弱。

7.金属元素:钛和硼的影响

钛也是铝合金中常用的添加元素,以Al-Ti或Al-Ti- b母合金的形式添加。钛与铝形成TiAl2相,在结晶过程中成为非自发核,对锻造组织和焊缝组织的细化起作用。

当Al-Ti合金发生包包反应时,钛的临界含量约为0.15%,如果有硼,则降至0.01%左右。

8.金属元素:铬和锶的影响

铬在铝板中形成(CrFe)Al7和(Crum)Al12等金属间化合物,阻碍再结晶的形核和生长过程,对合金有一定的强化作用,还能提高合金的韧性,降低应力侵蚀开裂的敏感性。

但会增加淬火灵敏度,使阳极氧化膜变黄。铝合金中铬的添加量一般不超过0.35%,随合金中过渡元素的增加而减少。锶添加到铝合金挤压0.015%。当锶含量为%~0.03%时,铸锭中的β-AlFeSi会转变为α-AlFeSi,使铸锭的平均凝固时间缩短60%~70%。可以提高铝卷的材料力学性能、塑性和可加工性,改善铝合金产品的表面粗糙度。mamx万博

在高硅(10%~13%)变形铝合金中加入0.02%~0.07%的锶元素,可使初晶减少到最低限度,力学性能也有明显改善。拉伸强度бb从233MPa提高到236MPa,屈服强度б0.2从204MPa提高到210MPa,延伸率б5从9%提高到12%。

Al-Si合金中加入锶可以减小初生硅颗粒的尺寸,提高铝卷的塑性和加工性能,可以顺利地加工铝卷进行热轧和冷轧。

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