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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(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-05-08

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硅(Si)是改善流動(dòng)性能的主要成份。從共晶到過(guò)共晶都能得到最好的流動(dòng)性。但結(jié)晶析出的硅(Si)易形成硬點(diǎn)，使切削性變差，所以一般都不讓它超過(guò)共晶點(diǎn)。另外，硅(Si)可改善抗拉強(qiáng)度、硬度、切削性以及高溫時(shí)強(qiáng)度，而使延伸率降低。在鋁合金中固溶進(jìn)銅(Cu)，機(jī)械性能可以提高，切削性變好。不過(guò)，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(huì)使鑄件變脆，所以一般標(biāo)準(zhǔn)在0.3%以?xún)?nèi)。鐵(Fe)雜質(zhì)的鐵(Fe)會(huì)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(xì)，不能說(shuō)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(huì)生成金屬化合物，形成硬點(diǎn)。并且含鐵(Fe)量過(guò)1.2 %時(shí)，降低合金流動(dòng)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(qiáng)度和硬度的傾向，對(duì)耐蝕性影響很大。想要改善高溫強(qiáng)度耐熱性，有時(shí)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(qiáng)度。若超過(guò)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(diǎn)以及降低導(dǎo)熱性。錳(Mn)能阻止鋁合金的再結(jié)晶過(guò)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(guò)MnAl6化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對(duì)再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)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(dú)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(qiáng)化HgZn2對(duì)合金產(chǎn)生明顯強(qiáng)度作用。JIS中規(guī)定在1.0%以?xún)?nèi)，但外國(guó)標(biāo)準(zhǔn)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(lái)說(shuō)，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(zhǎng)大過(guò)程，對(duì)合金有一定的強(qiáng)化作用，還能改善合金韌性和降低應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性。但會(huì)增加淬火敏感性。鈦(Ti)在合金中只需微量可使機(jī)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(shí)，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(shí)還存在鈣(Ca)，鉛(Pb)，錫(Sn)等雜質(zhì)元素。這些元素由于熔點(diǎn)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(duì)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(diǎn)金屬，它們?cè)阡X(Al)中固溶度不大，降低合金強(qiáng)度，但能改善切削性能。鋅合金當(dāng)中各項(xiàng)主要元素及微量元素對(duì)鑄造性能和鑄件性能的影響鋁(Al)它是主要成份，有改善機(jī)械性能，提高流動(dòng)性的作用，能防止鐵(Fe)的侵蝕和腐蝕。超過(guò)4.5%會(huì)變脆，低于3.5%強(qiáng)度，硬度會(huì)降低，流動(dòng)性變差。銅(Cu)銅(Cu)含量超過(guò)1.25%可以明顯增加合金的強(qiáng)度與硬度。但Al-Cu的析出，壓鑄鑄后會(huì)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(guò)了規(guī)定值，就會(huì)使流動(dòng)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(guò)規(guī)定量，都會(huì)產(chǎn)生腐蝕。這種腐蝕是不規(guī)則的，經(jīng)過(guò)某段時(shí)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(guò)程，但是在壓鑄熔煉當(dāng)中，鐵(Fe)來(lái)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(guò)了固溶限的鐵(Fe) 會(huì)以FeAl3 結(jié)晶出來(lái)。(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(jī)加工性能變差。鐵的流動(dòng)性會(huì)影響鑄件表面的光滑度。: 回答者：網(wǎng)友

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