各元素对铝合金性能影响.pdf

1 合 金 元 素 影 响 铜 元 素 铝 铜 合 金 富 铝 部 分 平 衡 相 图 如 图 所 示 。5 4 8 时 ，铜 在 铝 中 的 最 大 溶 解 度 为 5. 6 5 % , 温 度 降 到 3 0 2 时 ，铜 的 溶 解 度 为 0. 4 5 % 。铜 是 重 要 的 合 金 元 素 ， 有 一 定 的 固 溶 强 化 效 果 ，此 外 时 效 析 出 的 C u A l 2 有 着 明 显 的 时 效 强 化 效 果 。 铝 合 金 中 铜 含 量 通 常 在 2. 5 % ~ 5 % ， 铜 含 量 在 4 % ~ 6. 8 % 时 强 化 效 果 最 好 ， 所 以 大 部 分 硬 铝 合 金 的 含 铜 量 处 于 这 范 围 。 铝 铜 合 金 中 可 以 含 有 较 少 的 硅 、 镁 、 锰 、 铬 、 锌 、 铁 等 元 素 。 硅 元 素 A l — S i 合 金 系 平 衡 相 图 富 铝 部 分 如 图 所 示 。 在 共 晶 温 度 5 7 7 时 ， 硅 在 固 溶 体 中 的 最 大 溶 解 度 为 1. 6 5 % 。尽 管 溶 解 度 随 温 度 降 低 而 减 少 ，介 这 类 合 金 一 般 是 不 能 热 处 理 强 化 的 。 铝 硅 合 金 具 有 极 好 的 铸 造 性 能 和 抗 蚀 性 。 若 镁 和 硅 同 时 加 入 铝 中 形 成 铝 镁 硅 系 合 金 ，强 化 相 为 M g Si 。镁 和 硅 的 质 量 比 为 1. 7 3 : 1 。设 计 A l - M g - S i 系 合 金 成 分 时 ，基 体 上 按 此 比 例 配 置 镁 和 硅 的 含 量 。 有 的 A l - M g - Si 合 金 ， 为 了 提 高 强 度 ， 加 入 适 量 的 铜 ， 同 时 加 入 适 量 的 铬 以 抵 消 铜 对 抗 蚀 性 的 不 利 影 响 。 A l - M g 2 S i 合 金 系 合 金 平 衡 相 图 富 铝 部 分 如 图 所 示 。M g 2 S i 在 铝 中 的 最 大 溶 解 度 为 1. 8 5 % ， 且 随 温 度 的 降 低 而 减 速 小 。 变 形 铝 合 金 中 ， 硅 单 独 加 入 铝 中 只 限 于 焊 接 材 料 ， 硅 加 入 铝 中 亦 有 一 定 的 强 化 作 用 。 镁 元 素 A l - M g 合 金 系 平 衡 相 图 富 铝 部 分 如 图 所 示 。 尽 管 溶 解 度 曲 线 表 明 ， 镁 在 铝 中 的 溶 解 度 随 温 度 下 降 而 大 大 地 变 小 ， 但 是 在 大 部 分 工 业 用 变 形 铝 合 金 中 ， 镁 的 含 量 均 小 于 6 % ， 而 硅 含 量 也 低 ， 这 类 合 金 是 不 能 热 处 理 强 化 的 ， 但 是 可 焊 性 良 好 ， 抗 蚀 性 也 好 ， 并 有 中 等 强 度 。 镁 对 铝 的 强 化 是 明 显 的 ，每 增 加 1 % 镁 ，抗 拉 强 度 大 约 升 高 瞻 远 3 4 M P a 。 如 果 加 入 1 % 以 下 的 锰 ， 可 能 补 充 强 化 作 用 。 因 此 加 锰 后 可 降 低 镁 含 量 ， 同 时 可 降 低 热 裂 倾 向 ， 另 外 锰 还 可 以 使 M g 5 A l 8 化 合 物 均 匀 沉 淀 ， 改 善 抗 蚀 性 和 焊 接 性 能 。 锰 元 素 A l - M n 合 金 系 平 平 衡 相 图 部 分 如 图 所 示 。在 共 晶 温 度 6 5 8 时 ，锰 在 固 溶 体 中 的 最 大 溶 解 度 为 1. 8