A. 铝合金铝锭美元素高了一点对产品有什么影响
铝合金铝电镁元素高了一点,这个退产品还是有相当大的影响。首先它会影响这个镁合金的一个结构稳定性从而造成它的质量会有所下降
B. 镁铝合金的镁合金
镁合金都具有密度小的特点,特别是某些镁-锂合金(见前),密度甚至低于1。美英俄等国正在研制含钇镁合金。一种Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr合金,其密度小于1.9g·cm-3 ,抗拉强密度420Mpa, 0.2%屈服强度360Mpa,比现有任何一种变形镁合金的都高,同高强度铝合金强度相当。
镁铝合金分子式:Mg4Al3分子量:178.22颜色为灰褐色,比重约为2.15g/cm3,熔点463℃,燃烧时产生的温度达2000℃-3000℃。在烟花生产过程中起着非常重要的还原剂作用,也可作为白光剂和照明剂。
镁铝合金是用镁锭和铝锭在保护气体中高温熔融而成。长期以来关于镁铝合金的结构有两种说法。一种说法是镁铝合金是简单物理混合;另一种说法是镁铝合金内部改变了晶体结构,不是简单的物理混合。
镁锭和铝锭在高于1150K时,部分铝与空气中的氧气反应,生成a-Al2O3,氧化铝的此种晶体化学性质呈惰性,起着屏障、隔离作用。低于1150K时,生在B-Al2O3而这种晶体与酸反应,保护不了内部的镁铝合金。
标准的镁铝合金中镁、铝的含量各约为50%。活性铝含量的多少对烟花的安全生产和产品的质量有很大的影响。但是现在生产镁铝合金的企业多为私营企业,近几年来铝锭比镁锭贵,受利益的驱动,大多未按国标生产。现在镁铝合金粉中铝的含量普遍低于50%,有的铝含量低到了40%。镁含量的增加使得镁铝合金的性质接近镁粉的性质,使得烟火药的撞击感度、摩擦感度增加,烟火剂更加敏感,从而增加隐患。我们可能以用下面的化学机理来检验镁铝合金中铝的含量。
1、盐酸与镁铝合金的反应
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2、混合溶液与氢氧化钠溶液反应(混合溶液中滴几滴石蕊或酚酞试剂作指示剂,以避免氢氧化钠过量)
MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓
AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓
3、过滤、烘干、称重,重量为G1克
4、氢氧化铝与过量的氢氧化钠反应
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
5、未反应的为氢氧化镁。过滤、烘干、称重,重量为G2克
镁铝合金的中铝的含量 Al%=(G1-G2)/G×34.62%
GB150-85规定了镁铝合金中铝的含量的范围为47-53%,铝含量低于这个范围镁铝合金容易引起质量事故和安全事故,应慎用。
镁锭在镁铝合金中的应用:镁铝合金由镁锭和铝锭在保护气体中高温熔融而成,其组成有:简单的物理混合与已改变晶体结构的物理混合两种说法。 镁合金DVD门盖板良好的刚性、尺寸稳定性和导热性不仅比塑料门盖板更为轻薄,同时也避免因受热引起老化变形而导致的功能性故障。
更轻更薄的笔记本电脑无一不将镁合金外壳做为其首选,不仅因为镁合金有好的强度、刚性和尺寸稳定性,优良的电磁屏蔽性和导热性更能保护电脑长时间正常稳定地工作。
手机的发展趋势是越来越薄,越来越轻,大的显示屏更成为了时尚,镁合金密度小、强度高、刚性好正符合了其要求,同时优良的电磁屏蔽性也减轻了电磁辐射对人体的伤害。
还有其他的:电动车等行业的应用. 近十年来,中国镁的产量大幅度增长,据统计,2011年中国镁产量占全球总产量的80%以上,镁的生产工艺逐步成熟、完善,镁的应用开发也取得不小进展,在一些应用领域甚至还出现了与铝竞争的现象。这种情况下,以镁替代铝的话题也不时浮出水面,有段时间甚至甚嚣尘上,一度引起社会的广泛关注。
那么镁在未来能否替代铝,镁业分会会长徐晋湘在一次采访中纠正“替代”概念,他表示,镁和铝不存在替代的问题,它俩各自的应用角色与其它材料一样,都是在历史发展过程中逐渐形成的,这些角色可能在某些领域的某段时间出现相互转换,但不是“代替”而是“接替”。从理论上讲,任何材料都有其独有的、别的材料无法替代的性能,人类使用数千年的陶土和木材至今仍不能被别的材料所完全替代,更何况性能极其优越的铝及铝合金材料。角色的定位应是在“正视现实”、着眼发展”的辩证基础上用“两点论”而不能用“一点论”来定义。
徐会长并谈到,从消费量来看,目前全球铝年产消费量超过5000万吨,在人类生活的各个领域都得到了广泛的应用,而全球镁的产量才有区区的80万吨,因此用镁代替铝是不现实的,也不是镁业发展追求的方向,但从市场的角度,镁和铝在某些领域内即便出现一定竞争也是正常的,因镁及镁合金材料各自有其独特的性能优势。
C. 铝合金中镁的含量大致是多少
不同型号的铝合金镁的含量在1.2%---4.9%之间。【铝合金中镁的含量一般不超过5%。】
D. 铝合金有什么性质
问题一:铝合金有些什么特点 1、密度小:铝的密度为2.7约为铜(8.9)或钢(7.8)的1/3。密度小对于航天航空器、船舶、车辆等交通工具及建筑物饿额轻量化非常有益,同时也可以节省搬动费和加工费,减轻成本,在工业、建筑业民用等各领域的应用越广泛;
2、良好的耐腐蚀性、耐候性:铝及铝合金在大气中能够形成一层硬而且致密,具有良好抗腐蚀性能的氧化膜,通过阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂等表面处理,可进一步提高铝材的抗腐蚀性;
3.良好的装饰性:铝合金具有良好的可塑性,可加工各种规格、形成的产品,通过表面处理可生成不同性质,不同颜色的膜层,具有良好的装饰性;
4.良好的导热性:铝的导热率很高,在金属中仅次于银、金、铜,是铁的3倍,同等重量的铝是铁的12倍,因此,铝合金是制造散热器、取暖器的良好材料。
问题二:铝和铝合金有什么不同的优良性能? 它们的密度差不多。都是所谓的轻质材料。
但是铝,它的坚韧度比较差,比较软,容易变形。而铝合金,虽然密度差不多,但是,坚韧,不易变形,可以为飞行材料等。
问题三:太空铝和铝合金有什么不一样 应该是里面的铝和其他合金的比例不同前旅
我知道用于航天的铝里面的钛比较多
这个东西可以访问下南平铝业的网站 他也生产这个
或工访问凤铝 他是中国航天用铝的生产商
问题四:1060铝合金是什么性质 5分 纯铝的密度小(ρ=2.7g/cm3),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各种型材、板材,抗腐蚀性能好;但是纯铝的强度很低,退火状态 σb 值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料。
1060 铝板带,含铝量达到99.6%以上又被称为纯铝板,在铝板带家族中属于一款常用的系列。此系列铝板的上风订最为常用的系列,出产过程比较单一,技术相对于比较成熟,价格相对于其它高档合金铝板有巨大上风。有良好的延伸率以及抗拉强度,完全能够知足常规的加工要求(冲压,拉伸)成型性高。为产业纯铝,具有高的可塑性、耐蚀性、导电性和导热性,但强度低,热处理不能强化可切削性不好;可气焊、氢原子焊和接触焊,不易钎焊;易承受各种压力灶悔察加工和引伸、弯曲
问题五:镁铝合金是否具有弹性?性质是什么?有什么优势? 镁铝合金又名铝镁合金,分子式:Mg4Al3分子量:178.22颜色为灰褐色,比重约为2.15g/cm3,熔点463℃,燃烧时产生的温度达2000℃-3000℃。在烟花生产过程中起着非常重要的还原剂作用,也可作为白光剂和照明剂。
镁铝合金是用镁锭和铝锭在保护气体中高温熔融而成。隐茄长期以来关于镁铝合金的结构有两种说法。一种说法是镁铝合金是简单物理混合;另一种说法是镁铝合金内部改变了晶体结构,不是简单的物理混合。
镁锭和铝锭在高于1150K时,部分铝与空气中的氧气反应,生成a-Al2O3,氧化铝的此种晶体化学性质呈惰性,起着屏障、隔离作用。低于1150K时,生在B-Al2O3而这种晶体与酸反应,保护不了内部的镁铝合金。
标准的镁铝合金中镁、铝的含量各约为50%。活性铝含量的多少对烟花的安全生产和产品的质量有很大的影响。但是现在生产镁铝钉金的企业多为私营企业,近几年来铝锭比镁锭贵,受利益的驱动,大多未按国标生产。现在镁铝合金粉中铝的含量普遍低于50%,有的铝含量低到了40%。镁含量的增加使得镁铝合金的性质接近镁粉的性质,使得烟火药的撞击感度、摩擦感度增加,烟火剂更加敏感,从而增加隐患。
E. 防锈铝合金能够防锈的主要原因,希望能从元素方面来解答,谢谢能够解答的仁兄。。
合金中添加了镁等金属活性比铝强的金属元素,该活泼金属优先氧化而生锈,产生的氧化层对内部铝等有隔绝空气、水等的作用,所以阻止了内部铝等的氧化生锈。同时活泼金属镁等能置换出铝的非单质形态,也起到防止生锈的作用!!
扩展:
防锈铝合金简介
防锈铝合金是指在大气、水和油等介质中具有良好抗腐蚀性能的可压力加工铝合金。
防锈铝合金分类
防锈铝合金主要包括不能热处理强化的Al-Mn系和Al-Mg系合金。Ai-Mn系合金主要含锰镁等合金元素。由于锰的作用比纯铝具有更高的耐腐蚀性能和强度,并具有良好的可焊性和塑性,但切削性能差。Al-Mg系合金由于镁的作用,密度比纯铝小强度比Al-Mn合金高,并具有相当好的耐腐蚀性。
含锰量在1.0%~1.7%的防锈铝合金,抗腐蚀性能较高。而Al-Mg系防锈铝合金中镁含量一般不超过7%,随着含镁量的增加,合金的强度增大,σ0可达400MPa,而塑性则下降。这一类防锈铝合金通常在退火状态、冷作硬化或半冷作硬化状态下使用。强度低、塑性好、易于压力加工,具有良好的抗腐蚀性能和焊接性能特别适宜于制造承受低载荷的深拉伸零件、焊接件和在腐蚀介质中工作的零件,如油箱、管道等。另一类防锈铝合金是可热处理强化的Al-Zn-Mg-Cu系合金,其拉伸强度较高,具有优良的耐海水腐蚀性能,良好时断裂韧性,低的缺口敏感性和好的成型工艺性能。适于制造水上飞机蒙皮及其他要求耐腐蚀的高强度钣金零件。
别问了,自己差点资料就知道了!!!
F. 铝镁合金在多少度海水不易结垢
铝镁合金通常是指以镁为主要添加元素的铝合金,具有强度高,密度小,散热好等优点,广泛用于电子,汽车,航天等领域。
我国是镁矿富裕国,矿产资源占世界镁矿的50%,世界镁矿市场一直受我国镁矿的冲击。不过由于自己缺乏深加工技术,只能出口矿粉,同时由于国内各镁矿公司之间的无序竞争,使镁矿粉的出口价格由前几年的3000-6000美元/吨降至1200美元/吨。因此无论是镁矿公司还是国家主管部门都提出加速镁合金深加工技术开发的要求。
镁合金价格便宜,有利于深加工技术的开发,由于缺乏镁合金的深加工技术,而我国又是镁矿富裕国,山西、青海、新疆、甘肃等镁矿资源集中的省,许多乡镇企业竞相参与开采,使产量逐年大幅度上升,致使镁合金的价格为13-14元/kg,而铝的价格为18-20/kg元,这给镁合金深加工技术的开发带来极为有利的条件。
由于它具有比强度高、密度小、耐腐蚀、可回收、导热性好、防电磁辐射、可薄壁成型的诸多优点。从欧洲开始,一些汽车制造厂开始在方向盘、车门、发动机缸体上应用镁合金来代替原用材料。在日本、台湾更是将镁合金应用于3C产品的覆盖件上,提升了产品的品质,藉此增强了产品的竞争力。
优点
1. 密度小,镁金属是广泛应用的金属中密度最小的金属,按ρ=1.8g/cm3计算,镁合金比塑料轻20%,比铝轻30%。
2. 比强度高,即镁合金的强度与质量之比高,具有一定承载能力。
3. 散热性能好,适合散热要求较高的产品。热传导率是PP料的100倍。
4. 弹性模量小,刚性好,长期使用不易变形,抗震力强。
5. 抗电磁干扰、电磁屏蔽性好。
6. 色泽鲜艳美观,耐腐蚀,能长期保持外观质量。
7. 是环保型材料,其废料可以回收利用。
缺点
1. 加工工艺难度大,熔融的镁液易燃易爆,压铸件成品率低。
2. 集渣包、流道及浇注系统废料较多,是产品体积的一倍以上。
3. 国内材料的价格便宜,但品质较差。
4. 由于电位腐蚀而必须避免与其它材料如铝、钢的直接联接,这使装配方面产生了一些难度。
应用
电子产品
通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。银白色的铝镁合金外壳可使产品更豪华、美观,易于上色,并且可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色,为笔记本电脑增色不少,这是工程塑料以及碳纤维所无法比拟的。因而铝镁合金成了便携型笔记本电脑的首选外壳材料,大部分厂商的笔记本电脑产品均采用了铝镁合金外壳技术。缺点:铝镁合金并不是很坚固耐磨,成本较高,比较昂贵,而且成型比ABS困难(需要用冲压或者压铸工艺),所以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上,很少有机型用铝镁合金来制造整个机壳。
汽车、摩托车等交通工具零部件
采用镁合金制造汽车零部件,可显著减轻汽车的整体重量,而汽车所用燃料的大约60%消耗于汽车自重,车重每减轻10%,可节约燃料5.5%,因此,国外近年来在汽车制造中的镁合金应用量在逐步增长。但我国在这方面的开发刚刚起步。
高档建筑装饰材料
由于镁合金的许多独特性能比铝合金更优越,因此国外出现了采用镁合金制造高档豪华型建筑装饰材料的趋势,国内一些镁合金生产厂家强烈要求开发镁合金型材的成型加工技术,国家科技部也希望尽快开发这方面的技术,并列为国家“十五”攻关项目。
其它
其它如铝合金添加剂、镁牺牲阳极和型材用镁合金等。镁牺牲阳极作为有效的防止金属腐蚀的方法之一,广泛应用于长距离输送的地下铁制管道和石油储罐。作为镁牺牲阳极的镁合金有3~4万吨/年的市场需求量,且每年以20%的速度增长。
镁合金型材、管材,以前主要用于航空航天等尖端或国防领域。由于镁合金生产能力和技术水平的提高,其生产成本已下降到与铝合金相当的程度,极大地刺激了其在民用领域的应用,如用做自行车架、轮椅、康复和医疗器械及健身器材。
种类
铝镁合金铝板又可称为5×××系列合金铝板,其代表有5052铝板、5005铝板、5083铝板、5754铝板,5A02l铝板,5A05铝板等。铝镁合金铝板合金元素主要是镁,含镁量在3-5%之间。主要特点为密度低,抗拉强度高,延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列。故常用在航空方面,比如飞机油箱。在常规工业中应用也较为广泛。加工工艺为连铸连轧,属于热轧铝板系列故能做氧化深加工。在我国5×××系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。
1、5052铝镁合金铝板:5052铝板属于铝镁合金铝板,使用范围广泛,特别是建筑业离不开的合金铝板,也是最有前途的合铝金板。5052铝板带的主要合金元素为镁,具有良好的耐蚀性,焊接性优良,冷加工性较好,并具有中等强度。
5052铝板常用于制造飞机和汽车油箱、油管、以及交通车辆、船舶的钣金件,仪表、街灯支架与铆钉、五金制品、电器外壳等。
2、5005铝镁合金铝板:5005铝板带强度和3003相当,熔接性,加工性良好5005铝板与3003合金相似,具有中等强度与良好的抗蚀性。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并与6063合金的色调协调一致。
5005铝板常用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件,建材内外装材、车辆内装材等方面。
3、5754铝镁合金铝板:5754铝板合金具有中等强度、良好的耐蚀性、焊接性及易于加工成形等特点,是Al-Mg系合金中的典型合金。在国外,不同热处理状态的5754铝合金板材是汽车制造业(轿车车门、模具、密封件)、制罐工业所用的主要材料。
5754铝板广泛应用于焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐以及用于要求有优良加工性能、优良耐蚀性、高疲劳强度、高可焊性和中等静态强度的场合。
4、5083铝镁合金铝板:5083铝板在非热处理合金中具最高强度,耐蚀性,熔接性良好。用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,硬度明显高于5052系列,是5000系列中超硬度铝板的代表产品之一。
5083铝板常用于船舶、舰艇、车辆用材、汽车和飞机板焊接件、需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等。
5154铝板应用在焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐。
5182 铝板应用在薄板用于加工易拉罐盖,汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件。
5252 铝板应用在制造有较高强度的装饰件,如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜。
5254 铝板应用在过氧化氢及其他化工产品容器。
5356铝板应用在焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝。
5454 铝板应用在焊接结构,压力容器,海洋设施管道。
5456 铝板应用在装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料。
5457铝板应用在经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件。
5652铝板应用在过氧化氢及其他化工产品贮存容器。
5657 铝板应用在经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件,但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织。
5A02 铝板应用在飞机油箱与导管,焊丝,铆钉,船舶结构件。
5A03 铝板应用在中等强度焊接结构,冷冲压零件,焊接容器,焊丝,可用来代替5A02合金。
5A05 铝板应用在焊接结构件,飞机蒙皮骨架。
5A06 铝板应用在焊接结构,冷模锻零件,焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件。
5A12 铝板应用在焊接结构件,防弹甲板。 [1]
相关资料
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表面处理
由于镁合金制件可能处于潮湿的工作环境或与其它不同材料的零配件进行装配,为提高及保证制件的耐磨、耐蚀及可看性,镁合金制件必须进行表面处理。其中预处理会影响到随后的喷涂,在制造过程中,制件可能会被一些污染物如油脂、氧化物、润滑剂及异物污染,这些残留的杂质必须清除。
一般镁合金制件的预处理可分为四种类别:机械清洗、溶剂清洗、碱液清洗 、酸洗。以上这些方法可以单独使用、也可组合使用。抛光过程中须留意研磨粉与水的供给,抛的要很亮才行!AZ91D是比较难抛光的(与前几道细砂纸有关)。
镁合金制件常见表面处理方法大致分为:油、蜡的表面涂敷、化学处理、阳极氧化、喷涂、电镀、化学镍、非铬系皮膜。
镁合金表面处理的性能检测项目有:
颜色与外观、镀层厚度与重量、孔质层估计、热稳定性与化学稳定性、耐磨耗性、耐腐蚀性、耐光照性及耐紫外线光照性、光泽特性、表面密度、断裂性与挠曲性、铅笔硬度、方格试验附着性、耐冲击性、导电性与热传性、埃力克森值(Erichsen value)、耐湿性与耐沸水性、耐候性、冷热循环试验、耐药性(碱、硫酸、硝酸、盐酸等)。
储运
镁合金锭及压铸废料必须储存于不可燃的容器内,不可与其它可燃物混杂,避免受潮。储存体积不要超过1.4m。堆积储存的高度不要超过5.5m,不能使用洒水消防系统。镁合金之间的储放通道至少要大于堆放高度的一半,并至少保持3m的距离。镁锭不可放在易燃的地板上。镁锭不可倾斜应该平放。储存的地方要有良好的排水设施,附近不可堆积易燃材料。
镁合金粉末必须储存于密闭不可燃容器,并保持环境干燥。镁合金粉末遇水易产生氢气,所以在保存时必须存放在加盖的容器中,并加一通气孔,在通风的环境存放。
G. 铝材各成份元素中哪一个是有害元素
各种元素在铝合金中的作用(包括害处):
1.合金元素影响
铜元素
铝铜合金富铝部分548时,铜在铝中的最大溶解度为 5.65%,温度降到302时,铜的溶解度为0.45%。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CuAl2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
Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577 时,硅在 固溶体中的最大溶解度为1.65%。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MgSi。镁和硅的质量比为1.73:1。设计Al-Mg-Si系合金成分时,基体上按此比例配置镁和硅 的含量。有的Al-Mg-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。
Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si 在铝中的最大溶解度为1.85%,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
Al-Mg合金系平衡相图富铝部分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34MPa。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Mg5Al8化合物均匀沉淀,改善抗蚀性和焊接性能。
锰元素
Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时,锰在 固溶体中的最大溶解度为1.82%。合金强度随溶解度增加不断增加,锰含量为0.8%时,延伸率达最大值。Al-Mn合金是非时效硬化合金, 即不可热处理强化。
锰能阻止铝合金的再结晶过程,提高再结晶温度,并能显著细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化 主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁,形成(Fe、Mn)Al6,减小铁的有害影响。
锰是铝合金的重要元素,可以单独加入形成Al-Mn二元合金,更多的是和其它合金元素一同加入,因此大多铝合金中均含有锰。
锌元素
Al-Zn合金系平衡相图富铝部分275时锌在铝中的溶解度为31.6%,而在125时其溶解度则下降到5.6%。
锌单独加入铝中,在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限,同时存在应力腐蚀开裂、倾向,因而限制了它的应用。
在铝中同时加入锌和镁,形成强化相Mg/Zn2,对合金产生明显的强化作用。Mg/Zn2含量 从0.5%提高到12%时,可明显增加抗拉强度和屈服强度。镁的含量超过形成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中,锌和镁的比例控制在2.7左右时,应力腐蚀 开裂抗力最大。
如在Al-Zn-Mg基础上加入铜元素,形成Al-Zn-Mg-Cu系合金,基强化效果在所有铝合金中最大,也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。
2.微量元素的影响
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系焊条及铝硅铸造合金中,均作为合金元素加的,在基它铝合金 中,硅和铁是常见的杂质元素,对合金性能有明显的影响。它们主要以FeCl3和游离硅存在。在硅大于铁时,形成β-FeSiAl3(或 Fe2Si2Al9)相,而铁大于硅时,形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。当铁和硅比例不当时,会引起铸件产生裂纹,铸铝中铁含量过 高时会使铸件产生脆性。
钛和硼
钛是铝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,成为结晶时的非自发核心,起细化铸造组织和焊缝组织的作用。Al-Ti系合金产生包反应时,钛的临界含量约为0.15%,如果有硼存在则减 速小到0.01%。
铬
铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素。600℃时,铬在铝中溶解度为0.8%,室温时基本上不溶解。
铬在铝中形成(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。但会场增加淬火敏感性,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%,并随合金中过渡元素的增加而降低。
锶
锶是表面活性元素,在结晶学上锶能改变金属间 化合物相的行为。因此用锶元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性和最终产品质量。由于锶的变质有效时间长、效果和再现性好等优点,近年来在Al-Si铸 造合金中取代了钠的使用。对挤压用铝合金中加入0.015%~0.03%锶,使铸锭中β-AlFeSi相变成汉字形α-AlFeSi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%锶元素,可 使初晶减少至最低限度,力学性能也显著提高,抗拉强度бb 由233MPa提高到236MPa,屈服强度б0.2由204MPa提 高到210MPa,延伸率б5由9%增至12%。在过共晶Al-Si合金中加入锶,能减小初晶硅粒子尺寸,改善塑性加工性能,可顺利地热轧和冷轧。
锆元素
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。
杂质元素
稀土元素加入铝合金中,使铝合金熔铸时增加成分过冷,细化晶粒,减少二次晶间距,减少合金中的气体和夹杂,并使夹杂相趋于球化。还可降低熔体表面张力,增加流动性,有利于浇注成锭,对工艺性能有着明显的影响。各种稀土加入量约为0.1%at%为好。混合稀土(La-Ce-Pr-Nd等混合)的添加,使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金时效G?P区形成的临界温度降低。含镁的铝合金,能激发稀土元素的变质作用。
3.杂质元素的影响
钒在铝合金中形成VAl11难熔化合物,在熔铸过程中起细化晶粒作用,但比钛和锆的作用小。钒也有细化再结晶组织、提高再结晶温度的作用。
钙在铝合金中固溶度极低,与铝形成CaAl4化合物,钙又是铝合金的超塑性元素,大约5%钙和5%锰的铝合金具有超塑性。钙和硅形成CaSi,不溶于铝, 由于减小了硅的固溶量,可稍微提高工业纯铝的导电性能。钙能改善铝合金切削性能。CaSi2不能使铝合金热处理强化。微量钙有利于去除铝液中的氢。
铅、锡、铋元素是低熔点金属,它们在铝中固溶度不大,略降低合金强度,但能改善切削性能。铋在凝固过程中膨胀,对补缩有利。高镁合金中加入铋可防止钠脆。
锑主要用作铸造铝合金中的变质剂,变形铝合金很少使用。仅在Al-Mg变形铝合金中代替铋防止钠脆。锑元素加入某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中,改善热压与冷压工艺性能。
铍在变形铝合金中可改善氧化膜的结构,减少熔铸时的烧损和夹杂。铍是有毒元素,能使人产生过敏性中毒。因此,接触食品和饮料的铝合金中不能含有铍。焊接材料中的铍含量通常控制在8μg/ml以下。用作焊接基体的铝合金也应控制铍的含量。
钠在铝中几乎不溶解,最大固溶度小于0.0025%,钠的熔点低(97.8℃),合金中存在钠时,在凝固过程中吸附在枝晶表面或晶界,热加工时,晶界上的 钠形成液态吸附层,产生脆性开裂时,形成NaAlSi化合物,无游离钠存在,不产生“钠脆”。当镁含量超2%时,镁夺取硅,析出游离钠,产生“钠脆”。因 此高镁铝合金不允许使用钠盐熔剂。防止“钠脆”的方法有氯化法,使钠形成NaCl排入渣中,加铋使之生成Na2Bi进入金属基体;加锑生成Na3Sb或加 入稀土亦可起到相同的作用。