淺談鋁合金中各元素對鋁合金效能影響的優缺點
2022-08-16由 排行十一 發表于 漁業
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摘要：鋁合金因添加了不同金屬元素而表現出不同的效能特點。在各金屬元素之中，對鋁合金效能影響較大的元素有銅（Cu）、鎂（Mg）、矽（Si）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鎳（Ni）、鋅（Zn）等，下面介紹下這幾個金屬元素對鋁合金效能的影響。
1。
銅（
Cu
）
銅是鋁合金中重要的合金元素，有一定的固溶強化效果，此外時效析出的CuAl
2
有著顯著的時效強化效果。
優點
：
固溶強化和時效強化效果
好
，銅含量在
4%
到
6。8%
時強化效果最好，所以大部分硬鋁合金的含銅量
都
處於這範圍。增加含銅量，提高合金的流動性，抗拉強度和硬度，使機械效能得以提高，切削性變好。
缺點
：
降低耐蝕性和塑
性
，使熱裂傾向增大。
2。
鎂（
Mg
）
鎂對鋁的強化是顯著的，每增加1%鎂，抗拉強度大約升高34MPa。假如加入1%以下的錳，可能增補強化作用。因此加錳後可降低鎂含量，同時可降低熱裂傾向，另外錳還可以使Mg
5
Al
8
化合物平均沉澱，改善抗蝕性和焊接機能。
優點
：
提高抗拉強度和屈服極限，提高合金的切削加工性。
缺點
：
Mg
2
Si會使鑄件變脆。
3。
矽（
Si
）
Mg
2
Si
在鋁中的最大溶解度為1。85%，且隨溫度的降低而減小，變形鋁合金中，矽單獨加入鋁板中只限於焊接材料，矽加入鋁中亦有一定的強化作用。
優點
：
改善合金的鑄造效能。矽與鋁能組成固溶體，能提高合金的高溫造型性，減少收縮率，無熱裂傾向。改善抗拉強度、硬度、切削性以及高溫時強度，而使延伸率降低。
缺點
：
結晶析出的矽（
Si
）易出現遊離矽的硬質點，使切削性變差，高矽鋁合金對鑄件坩堝的熔蝕作用嚴重。
4。
鐵（
Fe
）
優點
：
鋁合金對模具的粘附作用十分強烈，當鐵含量在
0。6
％以下時尤為強烈，即有不易脫模的現象。當鐵含量超過
0。6
％後，粘模現象便大為減輕。
缺點
：
鋁合金中含鐵量太高時，鐵以
FeAl
3
、
Fe
2
Al
7
和
Al
－
Si
－
Fe
的片狀或針狀組織存在於合金中，生成金屬化合物，形成硬點。這種組織還會降低機械效能，增大熱裂性，使鑄件產生脆性。並且含鐵（
Fe
）量過
1。2%
時，降低合金流動性，損害鑄件的品質，縮短壓鑄裝置中金屬元件的壽命。
4。
錳（
Mn
）
錳在固溶體中的最大溶解度為
1。82%
。合金強度隨溶解度增加不斷增加，錳含量為
0。8%
時，延伸率達最大值。
Al-Mn
合金長短時效硬化合金，即不可熱處理強化。
優點
：
合金強度隨溶解度增加而不斷增加。錳含量為
0。8%
時，延伸率達最大值。錳（
Mn
）能阻止鋁合金的再結晶過程，提高再結晶溫度，並能顯著細化再結晶晶粒。再結晶晶粒的細化，主要是透過
MnAl
6
化合物彌散質點對再結晶晶粒長大起阻礙作用。
MnAl
6
的另一作用是能溶解雜質鐵（
Fe
），形成（
Fe
、
Mn
）
Al
6
，使鋁合金中由鐵形成的片狀或針狀組織變為細密的晶體組織，減小鐵的有害影響。
缺點
：
錳含量過高時，會引起偏析。
6。
鎳（
Ni
）
優點
：
有增加抗拉強度和硬度的傾向，對耐蝕性影響很大。
缺點
：
降低耐蝕性及熱導性。
7。
鋅（
Zn
）
優點
：
鋁中同時加入鋅和鎂，形成強化相
Mg/Zn
2
，會對合金產生明顯的強化作用。
缺點
：
存在應力腐蝕開裂的傾向。