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鋁合金中各種主要元素起什么作用，影響哪些性能?

各位老師，在鋁合金中Si,Mg,Cu,Fe,Cr,Zn,Mn,Ni,Ti這些元素起什么作用?影響哪些性能?: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-05-08

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硅(Si)是改善流動性能的主要成份。從共晶到過共晶都能得到最好的流動性。但結(jié)晶析出的硅(Si)易形成硬點，使切削性變差，所以一般都不讓它超過共晶點。另外，硅(Si)可改善抗拉強度、硬度、切削性以及高溫時強度，而使延伸率降低。在鋁合金中固溶進銅(Cu)，機械性能可以提高，切削性變好。不過，耐蝕性降低，容易發(fā)生熱間裂痕。作為雜質(zhì)的銅(Cu)也是這樣。鎂(Mg)鋁鎂合金的耐蝕性最好，因此ADC5、ADC6是耐蝕性合金，它的凝固范圍很大，所以有熱脆性，鑄件易產(chǎn)生裂紋，難以鑄造。作為雜質(zhì)的鎂(Mg)，在AL-Cu-Si這種材料中，Mg2Si會使鑄件變脆，所以一般標準在0.3%以內(nèi)。鐵(Fe)雜質(zhì)的鐵(Fe)會生成FeAl3的針狀結(jié)晶，由于壓鑄是急冷，所以析出的晶體很細，不能說是有害成份。含量低于0.7 %則有不易脫模的現(xiàn)象，所以含鐵(Fe)0.8 ~ 1.0 %反而好壓鑄。含有大量的鐵(Fe)，會生成金屬化合物，形成硬點。并且含鐵(Fe)量過1.2 %時，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。鎳(Ni) 和銅(Cu)一樣，有增加抗拉強度和硬度的傾向，對耐蝕性影響很大。想要改善高溫強度耐熱性，有時就加入鎳(Ni)，但在耐蝕性及熱導(dǎo)性方面有降低的影響錳(Mn)能改善含銅(Cu)，含硅(Si)合金的高溫強度。若超過一定限度，易生成Al-Si-Fe- P+o { T*T f;XMn四元化合物，容易形成硬點以及降低導(dǎo)熱性。錳(Mn)能阻止鋁合金的再結(jié)晶過程，提高再結(jié)晶溫度，并能顯著細化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶晶粒的細化主要是通過MnAl6化合物彌散質(zhì)點對再結(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減小鐵的有害影響。錳(Mn)是鋁合金的重要元素，可以單獨加入Al-Mn二元合金，更多的是和其他合金元素一同加入，因此大多鋁合金中均含有錳(Mn)。鋅(Zn)若含有雜質(zhì)鋅(Zn)，高溫脆性大，但與汞(Hg)形成強化HgZn2對合金產(chǎn)生明顯強度作用。JIS中規(guī)定在1.0%以內(nèi)，但外國標準有到3%的，這里所講的當(dāng)然不是合金成份的鋅(Zn)，而是以雜質(zhì)鋅(Zn)的角色來說，它有使鑄件產(chǎn)生裂紋的傾向。鉻(Cr)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。但會增加淬火敏感性。鈦(Ti)在合金中只需微量可使機械性能提高，但導(dǎo)電率卻下降。Al-Ti系合金產(chǎn)生包晶反應(yīng)時，鈦(Ti)的臨界含量約為0.15%，如有硼存在可以減少。在鋁合金中有時還存在鈣(Ca)，鉛(Pb)，錫(Sn)等雜質(zhì)元素。這些元素由于熔點高低不一，結(jié)構(gòu)不同，與鋁(Al)形成的化合物亦不相同，因而對鋁合金性能的影響各不一樣。鈣(Ca)在鋁中固溶度極低，與鋁(Al)形成CaAl4化合物，鈣(Ca)能改善鋁合金切削性能。鉛(Pb)，錫(Sn)是低熔點金屬，它們在鋁(Al)中固溶度不大，降低合金強度，但能改善切削性能。鋅合金當(dāng)中各項主要元素及微量元素對鑄造性能和鑄件性能的影響鋁(Al)它是主要成份，有改善機械性能，提高流動性的作用，能防止鐵(Fe)的侵蝕和腐蝕。超過4.5%會變脆，低于3.5%強度，硬度會降低，流動性變差。銅(Cu)銅(Cu)含量超過1.25%可以明顯增加合金的強度與硬度。但Al-Cu的析出，壓鑄鑄后會收縮，繼而轉(zhuǎn)為膨脹，使鑄件尺寸不穩(wěn)定。鎂(Mg)為抑制晶粒間的腐蝕而加入少量的鎂(Mg)，鎂(Mg)的含量超過了規(guī)定值，就會使流動性變差，并且也容易產(chǎn)生熱脆性，沖擊值也降低。鉛(Pb) 錫(Sn) 鎘(Cd)鉛(Pb)含量的增加可以降低鋅(Zn)的硬度，增加鋅(Zn)的溶解度，但是在含鋁(Al):o _;l S%E的鋅合金中，鉛(Pb)，錫(Sn)，鎘(Cd)任意一種超過規(guī)定量，都會產(chǎn)生腐蝕。這種腐蝕是不規(guī)則的，經(jīng)過某段時間以后才產(chǎn)生，而且在高溫，高濕氣氛下，腐蝕得特鐵(Fe)鐵(Fe)雖然能明顯提高鋅(Zn)的再結(jié)晶溫度，減緩再結(jié)晶的過程，但是在壓鑄熔煉當(dāng)中，鐵(Fe)來自鐵坩堝，鵝頸管和熔化用具，固溶于鋅(Zn)，鋁(Al)所帶的鐵(Fe)是極微量的，超過了固溶限的鐵(Fe) 會以FeAl3 結(jié)晶出來。(Fe)所造成的缺陷多生成渣滓以FeAl3的化合物浮起。鑄件變脆，機加工性能變差。鐵的流動性會影響鑄件表面的光滑度。: 回答者：網(wǎng)友

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