影響了鋁合金性能的因素有:釩、鈣、鉛、錫、鉍、銻、鈹及鈉等金屬元素,由于根據(jù)成品鋁卷材的用途不一樣在加工過程中所加入的元素這些雜質(zhì)元素由于熔點(diǎn)高低不一,結(jié)構(gòu)不同與鋁形成的化合物也不同,因而對(duì)于鋁合金性能的影響也不一樣。
1、金屬元素:銅元素的影響
銅是重要的合金元素,有一定的固溶強(qiáng)化效果,此外時(shí)效析出的CuAl2有著顯著的時(shí)效強(qiáng)化效果。鋁板中銅含量通常在2.5%-5%,銅含量在4%~6.8%時(shí)強(qiáng)化效果最好,所以大部門硬鋁合金的含銅量處于這范圍。
2、金屬元素:硅元素的影響
Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁部門Mg2Si在鋁中的最大溶解度為1.85%,且隨溫度的降低而減速小,變形鋁合金中,硅單獨(dú)加入鋁板中只限于焊接材料,硅加入鋁中亦有一定的強(qiáng)化作用。
3、金屬元素:鎂元素的影響
鎂對(duì)鋁的強(qiáng)化是顯著的,每增加1%鎂,抗拉強(qiáng)度大約升高瞻遠(yuǎn)34MPa。假如加入1%以下的錳,可能增補(bǔ)強(qiáng)化作用。因此加錳后可降低鎂含量,同時(shí)可降低熱裂傾向,另外錳還可以使Mg5Al8化合物平均沉淀,改善抗蝕性和焊接機(jī)能。
4、金屬元素:錳元素的影響
錳在固溶體中的最大溶解度為1.82%。合金強(qiáng)度隨溶解度增加不斷增加,錳含量為0.8%時(shí),延伸率達(dá)最大值。Al-Mn合金長(zhǎng)短時(shí)效硬化合金,即不可熱處理強(qiáng)化。
5、金屬元素:鋅元素的影響
Al-Zn合金系平衡相圖富鋁部門275時(shí)鋅在鋁中的溶解度為31.6%,而在125時(shí)其溶解度則下降到5.6%。鋅單獨(dú)加入鋁中,在變形前提下對(duì)鋁合金強(qiáng)度的進(jìn)步十分有限,同時(shí)存在應(yīng)力侵蝕開裂、傾向,因而限制了它的應(yīng)用。
6、金屬元素:鐵和硅的影響
鐵在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系鍛鋁合金中,硅在Al-Mg-Si系鍛鋁中和在Al-Si系焊條及鋁硅鍛造合金中,均作為合金元素加的,在基它鋁合金中,硅和鐵是常見的雜質(zhì)元素,對(duì)合金機(jī)能有顯著的影響。它們主要以FeCl3和游離硅存在。在硅大于鐵時(shí),形成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相,而鐵大于硅時(shí),形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。當(dāng)鐵和硅比例不當(dāng)時(shí),會(huì)引起鑄件產(chǎn)生裂紋,鑄鋁中鐵含量過高時(shí)會(huì)使鑄件產(chǎn)生脆性。
7、金屬元素:鈦和硼的影響
鈦是鋁合金中常用的添加元素,以Al-Ti或Al-Ti-B中間合金形式加入。鈦與鋁形成TiAl2相,成為結(jié)晶時(shí)的非自發(fā)核心,起細(xì)化鍛造組織和焊縫組織的作用。Al-Ti系合金產(chǎn)生包反應(yīng)時(shí),鈦的臨界含量約為0.15%,假如有硼存在則減速小到0.01%。
8、金屬元素:鉻和鍶的影響
鉻在鋁板中形成(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)力侵蝕開裂敏感性。但會(huì)場(chǎng)增加淬火敏感性,使陽(yáng)極氧化膜呈黃色,鉻在鋁合金中的添加量一般不超過0.35%,并隨合金中過渡元素的增加而降低,鍶對(duì)擠壓用鋁合金中加入0.015%~0.03%鍶,使鑄錠中β-AlFeSi相變成漢字形α-AlFeSi相,減少了鑄錠平均化時(shí)間60%~70%,進(jìn)步材料力學(xué)機(jī)能和塑性加工性;改善制品表面粗拙度。
對(duì)于高硅(10%~13%)變形鋁合金中加入0.02%~0.07%鍶元素,可使初晶減少至最低限度,力學(xué)機(jī)能也明顯進(jìn)步,抗拉強(qiáng)度бb由233MPa進(jìn)步到236MPa,屈服強(qiáng)度б0.2由204MPa提高到210MPa,延伸率б5由9%增至12%。在過共晶Al-Si合金中加入鍶,能減小初晶硅粒子尺寸,改善塑性加工機(jī)能,可順利地?zé)彳埡屠滠垺?/p>