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添加微量元素对铝合金组织性能的影响
更新时间:2009-03-16 来源: 点击数:2035
    通常,在铝合金中添加的微量元素主要有:钛、硼、铬、铁、硅、锶、锆元素。

一.钛和硼

    钛是合金中常用的添加元素,以Al-Ti或Al-Ti-B中间合金形式加入。钛与铝形成TiAl2相,成为结晶进的非自发核心,起细化铸造组织和焊缝组织的作用。Al-Ti系合金产生包晶反应时,钛的临界含量约为0.15%,如果有硼存在则减小到0.01%。

二.铬

    铬是Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素。在600℃时,铬在铝中的溶解度为0.8%,室温时基本上不溶解。

   铬在铝在形成(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,使阳极氧化膜呈黄色。

   铬在铝合金中的添加量一般不超过0.35%,并随合金中地渡族元素的增加而降低。

三.铁和硅

    铁在Al-Cu-Mg- Ni-Fe系锻铝合金中,硅在Al-Mg-Si系锻铝中和在Al-Si系焊条及铝硅铸合金中,均作为合金元素加入的,在其它铝合金中,硅和铁是常见的杂质元素,对合金组织性能有明显的影响。它们主要以FeAl3和游离硅存在。,当硅大于铁时,形成ß-FeSiAl5或(Fe2Si2Al9) 相,而铁大于硅时,形成a-Fe2SiAl8或(Fe3SiAl12)相。当硅和铁比例不当时,会引起铸件产生裂纹,铸铝中铁含量过高时会使铸铁件产生脆性。

四.锶

    锶是表面活性元素,在结晶学上腮能改变金属间化合物相的行为。因此用腮元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性能和最终产品质量。由于锶具有变质有效时间长、效果和再现性好等优点,近年来在Al-Si铸造合金中取代了纳的使用。对挤压用铝合金加入0.015%~0.03%锶,使铸定中ß-AlFeSi相变成a-AiFeSi相,减少了铸锭均匀化时间60%~70,提高材料力学性能和塑性加工性;改善制品表面粗糙度。对于高硅(10%~13%)变形铝合金中加入0.02%~0.07%的腮元素,可使初晶硅减少到最低限度,力学性能也显著提高,抗拉强度ßb由233MPa提高到236MPa,屈服强度ß0.2由204MPa提高到210MPa,伸长率ß5由95增至12%。在过共晶Al-Si合金中加入锶,能减小初晶粒子尺寸,改善塑性加工性能,可顺利地热轧和冷轧。

五.锆

    锆也是铝合金的常用添加剂。一般在铝合金中加入量为0.1%~0.3%,锆和铝形成ZrAl3化合物,可阻碍再结晶过程,细化再结晶晶粒。锆亦能细化铸造组织,但比钛的效果小。有锆存在时,会降低钛和硼细化晶粒的效果。在Al-Zn-Mg-Cu系合金中,由于锆对淬火敏感性的影响比铬和锰的小,因此宜用锆来代替铬和锰细化再结晶组织。

                                              文章来源《铝加工生产技术500问》
                                                 谢水生 刘静安 黄国杰编著
                                                      化学工业出版社
                                                   材料科学与工程出版中心


备注:
    为了保证科学研究的严谨性,本站如实摘录了铝合金加工技术中的论述。这些论述仅供阅览本站的科研和技术工程人员方便讨论之用。如原作者认为本站有侵权之嫌请通知本站,我们会立刻删除。

   

 
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