A. 終於找到了!各種元素在鋁合金中的作用
銅元素
鋁銅合金富鋁部分548時,銅在鋁中的最大溶解度為 5.65%,溫度降到302時,銅的溶解度為0.45%。銅是重要的合金元素,有一定的固溶強化效果,此外時效析出的CuAl2有著明顯的時效強化效果。鋁合金中銅含量通常在2.5% ~ 5%,銅含量在4%~6.8%時強化效果最好,所以大部分硬鋁合金的含銅量處於這范圍。鋁銅合金中可以含有較少的硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素。
硅元素
Al—Si合金系富鋁部分在共晶溫度577 時,硅在 固溶體中的最大溶解度為1.65%。盡管溶解度隨溫度降低而減少,介這類合金一般是不能熱處理強化的。鋁硅合金具有極好的鑄造性能和抗蝕性。若鎂和硅同時加入鋁中形成鋁鎂硅系合金,強化相為MgSi。鎂和硅的質量比為1.73:1。設計Al-Mg-Si系合金成分時,基體上按此比例配置鎂和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金,為了提高強度,加入適量的銅,同時加入適量的鉻以抵消銅對抗蝕性的不利影響。
Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁部分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,硅單獨加入鋁中只限於焊接材料,硅加入鋁中亦有一定的強化作用。
鎂元素
Al-Mg合金系平衡相圖富鋁部分盡管溶解度曲線表明,鎂在鋁中的溶解度隨溫度下降而大大地變小,但是在大部分工業用變形鋁合金中,鎂的含量均小於6%,而硅含量也低,這類合金是不能熱處理強化的,但是可焊性良好,抗蝕性也好,並有中等強度。鎂對鋁的強化是明顯的,每增加1%鎂,抗拉強度大約升高瞻遠34MPa。如果加入1%以下的錳,可能補充強化作用。因此加錳後可降低鎂含量,同時可降低熱裂傾向,另外錳還可以使Mg5Al8化合物均勻沉澱,改善抗蝕性和焊接性能。
錳元素
Al-Mn合金系平平衡相圖部分在共晶溫度658時,錳在 固溶體中的最大溶解度為1.82%。合金強度隨溶解度增加不斷增加,錳含量為0.8%時,延伸率達最大值。Al-Mn合金是非時效硬化合金,即不可熱處理強化。錳能阻止鋁合金的再結晶過程,提高再結晶溫度,並能顯著細化再結晶晶粒。再結晶晶粒的細化主要是通過MnAl6化合物彌散質點對再結晶晶粒長大起阻礙作用。MnAl6的另一作用是能溶解雜質鐵,形成(Fe、Mn)Al6,減小鐵的有害影響。錳是鋁合金的重要元素,可以單獨加入形成Al-Mn二元合金,更多的是和其它合金元素一同加入,因此大多鋁合金中均含有錳。
鋅元素
Al-Zn合金系平衡相圖富鋁部分275時鋅在鋁中的溶解度為31.6%,而在125時其溶解度則下降到5.6%。鋅單獨加入鋁中,在變形條件下對鋁合金強度的提高十分有限,同時存在應力腐蝕開裂、傾向,因而限制了它的應用。在鋁中同時加入鋅和鎂,形成強化相Mg/Zn2,對合金產生明顯的強化作用。Mg/Zn2含量從0.5%提高到12%時,可明顯增加抗拉強度和屈服強度。鎂的含量超過形成Mg/Zn2相所需超硬鋁合金中,鋅和鎂的比例控制在2.7左右時,應力腐蝕開裂抗力最大。如在Al-Zn-Mg基礎上加入銅元素,形成Al-Zn-Mg-Cu系合金,基強化效果在所有鋁合金中最大,也是航天、航空工業、電力工業上的重要的鋁合金材料。
鐵和硅
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系焊條及鋁硅鑄造合金中,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元素,對合金性能有明顯的影響。它們主要以FeCl3和游離硅存在。在硅大於鐵時,形成β-FeSiAl3(或 Fe2Si2Al9)相,而鐵大於硅時,形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。當鐵和硅比例不當時,會引起鑄件產生裂紋,鑄鋁中鐵含量過高時會使鑄件產生脆性。
鈦和硼
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,成為結晶時的非自發核心,起細化鑄造組織和焊縫組織的作用。Al-Ti系合金產生包反應時,鈦的臨界含量約為0.15%,如果有硼存在則減速小到0.01%。
鉻
鉻在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常見的添加元素。600℃時,鉻在鋁中溶解度為0.8%,室溫時基本上不溶解。鉻在鋁中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金屬間化合物,阻礙再結晶的形核和長大過程,對合金有一定的強化作用,還能改善合金韌性和降低應力腐蝕開裂敏感性。但會場增加淬火敏感性,使陽極氧化膜呈黃色。鉻在鋁合金中的添加量一般不超過0.35%,並隨合金中過渡元素的增加而降低。
鍶
鍶是表面活性元素,在結晶學上鍶能改變金屬間化合物相的行為。因此用鍶元素進行變質處理能改善合金的塑性加工性和最終產品質量。由於鍶的變質有效時間長、效果和再現性好等優點,近年來在Al-Si鑄造合金中取代了鈉的使用。對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,減少了鑄錠均勻化時間60% 70%,提高材料力學性能和塑性加工性;改善製品表面粗糙度。對於高硅(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,力學性能也顯著提高,抗拉強度бb 由233MPa提高到236MPa,屈服強度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,改善塑性加工性能,可順利地熱軋和冷軋。
鋯
鋯也是鋁合金的常用添加劑。一般在鋁合金中加入量為0.1%~0.3%,鋯和鋁形成ZrAl3化合物,可阻礙再結晶過程,細化再結晶晶粒。鋯亦能細化鑄造組織,但比鈦的效果小。有鋯存在時,會降低鈦和硼細化晶粒的效果。在Al-Zn-Mg-Cu系合金中,由於鋯對淬火敏感性的影響比鉻和錳的小,因此宜用鋯來代替鉻和錳細化再結晶組織。
稀土元素
稀土元素加入鋁合金中,使鋁合金熔鑄時增加成分過冷,細化晶粒,減少二次晶間距,減少合金中的氣體和夾雜,並使夾雜相趨於球化。還可降低熔體表面張力,增加流動性,有利於澆注成錠,對工藝性能有著明顯的影響。各種稀土加入量約為0.1%at%為好。混合稀土(La-Ce-Pr-Nd等混合)的添加,使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金時效G?P區形成的臨界溫度降低。含鎂的鋁合金,能激發稀土元素的變質作用。
雜質元素
釩 在鋁合金中形成VAl11難熔化合物,在熔鑄過程中起細化晶粒作用,但比鈦和鋯的作用小。釩也有細化再結晶組織、提高再結晶溫度的作用。
鈣 在鋁合金中固溶度極低,與鋁形成CaAl4化合物,鈣又是鋁合金的超塑性元素,大約5%鈣和5%錳的鋁合金具有超塑性。鈣和硅形成CaSi,不溶於鋁,由於減小了硅的固溶量,可稍微提高工業純鋁的導電性能。鈣能改善鋁合金切削性能。CaSi2不能使鋁合金熱處理強化。微量鈣有利於去除鋁液中的氫。
鉛、錫、鉍 元素是低熔點金屬,它們在鋁中固溶度不大,略降低合金強度,但能改善切削性能。鉍在凝固過程中膨脹,對補縮有利。高鎂合金中加入鉍可防止鈉脆。
銻 主要用作鑄造鋁合金中的變質劑,變形鋁合金很少使用。僅在Al-Mg變形鋁合金中代替鉍防止鈉脆。銻元素加入某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中,改善熱壓與冷壓工藝性能。
鈹 在變形鋁合金中可改善氧化膜的結構,減少熔鑄時的燒損和夾雜。鈹是有毒元素,能使人產生過敏性中毒。因此,接觸食品和飲料的鋁合金中不能含有鈹。焊接材料中的鈹含量通常控制在8μg/ml以下。用作焊接基體的鋁合金也應控制鈹的含量。
鈉 在鋁中幾乎不溶解,最大固溶度小於0.0025%,鈉的熔點低(97.8℃),合金中存在鈉時,在凝固過程中吸附在枝晶表面或晶界,熱加工時,晶界上的鈉形成液態吸附層,產生脆性開裂時,形成NaAlSi化合物,無游離鈉存在,不產生「鈉脆」。當鎂含量超2%時,鎂奪取硅,析出遊離鈉,產生「鈉脆」。因此高鎂鋁合金不允許使用鈉鹽熔劑。防止「鈉脆」的方法有氯化法,使鈉形成NaCl排入渣中,加鉍使之生成Na2Bi進入金屬基體;加銻生成Na3Sb或加入稀土亦可起到相同的作用。
B. 鋁合金是由哪些物質構成的呢
鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料,在航空、航天、汽車、機械製造、船舶及化學工業中已大量應用。工業經濟的飛速發展,對鋁合金焊接結構件的需求日益增多,使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。目前鋁合金是應用最多的合金。氧化鋁在1808年在實驗室利用電解還原為鋁材,於1884年即被作為建築材料使用在美國華盛頓紀念碑尖頂上至今;鋁材加入各種金屬元素合成的鋁合金材料已被建築工業廣泛應用在各環節上。1908年美國鋁業公司發明電工鋁合金1050,並製成鋼芯鋁絞線,開創高壓遠程輸電先鋒。1915年美國鋁業公司發明2017合金,1933年發明2024合金,使鋁在航空器中的應用得以迅速擴大。 1933年美國鋁業公司發明6061合金,隨即創造了擠壓機淬火工藝,顯著擴大了擠壓型材應用范圍。1943年美國鋁業公司發明了6063合金及7075合金,開創了高強度鋁合金的新紀元。
鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次於鋼。一些鋁合金可以採用熱處理獲得良好的機械性能、物理性能和抗腐蝕性能。硬鋁合金屬AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可熱處理強化.其特點是硬度大,但塑性較差。超硬鋁屬Al一Cu—Mg—Zn系,可熱處理強化,是室溫下強度最高的鋁合金,但耐腐蝕性差,高溫軟化快。鍛鋁合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,雖然加入元素種類多,但是含量少,因而具有優良的熱塑性,適宜鍛造,故又稱鍛造鋁合金。
C. 鋁合金只有鋁和鎂嗎還有什麼元素
以鋁為主要元素。其他主要合金元素還有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等
D. 概括鋁合金的成分
鋁合金的成分中最主要的是鋁,其餘的主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等.不同型號的鋁合金含有的元素及含量有所不同。
E. 鋁合金有什麼材料構成
鋁合金:以純鋁為基,加入一種或幾種其他元素所構成的合金。鋁合金分兩大類:一、為鑄造鋁合金,有鋁硅系、鋁銅系、鋁鎂系、鋁鋅系合金。二、為變形鋁合金,其中又分為兩類:
1、
熱處理不強化型鋁合金,有鋁錳系、鋁鎂系合金;
2、
熱處理強化型鋁合金,有鋁鎂硅系、鋁銅鎂系、鋁銅鎂鋅系等。
F. 鋁合金各種元素'在鋁合金里都起到什麼作用'
100分呢,不少哎~,給你簡單解答一下吧,嘿嘿……。
鋁中加入其他元素形成的合金稱為鋁合金,把其他元素加入到鋁中稱為鋁的合金化,鋁中常見的合金元素有銅、鎂、鋅、硅、錳、鈦和稀土元素等。這些元素在鋁合金里都起到以下作用:
1、固溶強化作用
純鋁通過加入合金元素形成鋁基固溶體,起固溶強化作用,使其強度提高,形成無限固溶體或高濃度的固溶體型合金時,不僅能夠獲得高強度,而且同時獲得優良的塑性和壓力加工性能,銅、鎂、鋅、硅、錳在鋁中有較大的溶解度,故起較大的固溶強化作用。
2、時效強化作用
鋁沒有同素異構轉變,鋁合金的熱處理強化主要是通過合金元素在鋁中有較大溶解度,並且隨溫度的降低而急劇減少的特性來進行,這樣可以形成過飽和固溶體,在隨後時效時產生時效強化。銅、鎂、鋅、硅、錳在鋁中有較大的溶解度,而室溫又有很小溶解度,故鋁合金加入這些元素。
3、過剩相強化作用
當鋁合金中加入的合金元素超過其極限溶解度時,淬火加熱時便有一部分不能溶入固溶體,而以第二相出現,這個就是過剩相,過剩相多數為硬而脆的金屬間化合物,它們在合金中起阻礙滑移和位錯運動的作用,使強度、硬度提高,塑性、韌性下降,鋁合金中過剩相數量越多,強化效果越好,合金強度越高,但是過剩相過高時會使鋁合金變脆而導致強度急劇降低,如鑄造鋁合金中的硅就是如此。
4、細晶強化作用
眾所周知,金屬材料晶粒越細,組織越細,力學性能就越高。所以加入一些能夠細化鋁合金組織的元素,也能夠提高鋁合金的力學性能,細化組織包括細化鋁合金基體,也包括細化過剩相組織。如鋁硅鑄造合金中加入微量的鈉或銻,少量的錳、鉻、鈷等元素能夠細化晶粒,在提高強度的同時,也提高塑性。再如形變鋁合金中添加微量的鈦、鋯、鈹以及稀土元素,他們能夠形成難溶化合物,在鋁合金結晶時起到非自發形核作用,達到細化組織的目的,從而提高鋁合金的強度和塑性。
以上講解有一些專業術語,不知道你能夠看明白不?如果不明白可以看一看《金屬學》來理解。
G. 鋁合金5系列含哪些元素
鋁合金以鋁為基的合金總稱.主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等.
H. 鋁合金含有什麼成份
鋁合金是由多種元素製成的合金,成份包含:硅Si、鐵Fe、銅Cu、錳Mn、鎂Mg、鉻Cr、鋅Zn、鈦Ti。
鋁和鋁合金可以用各種不同的方法熔煉。常使用的是無芯感應爐和槽式感應爐、坩堝爐和反射式平爐(使用天然氣或燃料油燃燒)以及電阻爐和電熱輻射爐。
爐料種類廣泛,從高質量的預合金化鑄錠一直到專門由低等級廢料構成的爐料都可以使用。
(8)常用的鋁合金有哪些元素擴展閱讀:
6061鋁合金元素
6061鋁合金的主要合金元素是鎂與硅,並形成Mg2Si相。若含有一定量的錳與鉻,可以中和鐵的壞作用;有時還添加少量的銅或鋅,以提高合金的強度,而又不使其抗蝕性有明顯降低。
導電材料中還有少量的銅,以抵銷鈦及鐵對導電性的不良影響;鋯或鈦能細化晶粒與控制再結晶組織;為了改善可切削性能,可加入鉛與鉍。
在Mg2Si固溶於鋁中,使合金有人工時效硬化功能。6061鋁合金中的主要合金元素為鎂與硅,具有中等強度、良好的抗腐蝕性、可焊接性,氧化效果較好。
I. 鋁合金的組成成分是什麼
鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料。 在航空、航天、汽車、機械製造、船舶及化學工業中已大量應用。工業經濟的飛速發展,對鋁合金焊接結構件的需求日益增多,使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。目前鋁合金是應用最多的合金。
物質特性
鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次於鋼。一些鋁合金可以採用熱處理獲得良好的機械性能、物理性能和抗腐蝕性能。硬鋁合金屬AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可熱處理強化.其特點是硬度大,但塑性較差。超硬鋁屬Al一Cu—Mg—Zn系,可熱處理強化,是室溫下強度最高的鋁合金,但耐腐蝕性差,高溫軟化快。鍛鋁合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,雖然加入元素種類多,但是含量少,因而具有優良的熱塑性,適宜鍛造,故又稱鍛造鋁合金。
純鋁的密度小(ρ=2.7g/cm3),大約是鐵的 1/3,熔點低(660℃),鋁是面心立方結構,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易於加工,可製成各種型材、板材,抗腐蝕性能好。但是純鋁的強度很低,退火狀態 σb 值約為8kgf/mm2,故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗,人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。 添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度,σb 值分別可達 24~60kgf/mm2。這樣使得其「比強度」(強度與比重的比值 σb/ρ)勝過很多合金鋼,成為理想的結構材料,廣泛用於機械製造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面,飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金製造,以減輕自重。採用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結構重量可減輕50%以上。
J. 「鋁合金」到底含有哪幾種金屬
鋁合金是一種統稱,它包括變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類;
變形鋁合金根據性能和用途又分為:超硬鋁合金、硬鋁合金、防銹鋁合金、鍛鋁合金和特殊鋁合金五種。
所有鋁合金都是以鋁為基礎,熔煉時根據不同需要,適當加入銅、鎂、硅、錳中的一種或幾種形成鋁合金。
一般情況下,鑄造鋁合金中其他合金元素的含量比變形鋁合金高。