如何降低鋁合金延伸率

A. 問：鋁合金中各元素對鋁合金性能的影響有哪些

硅(Si)是改善流動性能的主要成份。從共晶到過共晶都能得到最好的流動性。但結晶析出的硅(Si)易形成硬點，使切削性變差，所以一般都不讓它超過共晶點。另外，硅(Si)可改善抗拉強度、硬度、切削性以及高溫時強度，而使延伸率降低。
在鋁合金中固溶進銅(Cu)，機械性能可以提高，切削性變好。不過，耐蝕性降低，容易發生熱間裂痕。作為雜質的銅(Cu)也是這樣。
鎂(Mg)
鋁鎂合金的耐蝕性最好，因此ADC5、ADC6是耐蝕性合金，它的凝固范圍很大，所以有熱脆性，鑄件易產生裂紋，難以鑄造。作為雜質的鎂(Mg)，在AL-Cu-Si這種材料中，Mg2Si會使鑄件變脆，所以一般標准在0.3%以內。
鐵(Fe)
雜質的鐵(Fe)會生成FeAl3的針狀結晶，由於壓鑄是急冷，所以析出的晶體很細，不能說是有害成份。含量低於0.7 %則有不易脫模的現象，所以含鐵(Fe)0.8 ~ 1.0 %反而好壓鑄。含有大量的鐵(Fe)，會生成金屬化合物，形成硬點。並且含鐵(Fe)量過1.2 %時，降低合金流動性，損害鑄件的品質，縮短壓鑄設備中金屬組件的壽命。
鎳(Ni) 和銅(Cu)一樣，有增加抗拉強度和硬度的傾向，對耐蝕性影響很大。想要改善高溫強度耐熱性，有時就加入鎳(Ni)，但在耐蝕性及熱導性方面有降低的影響
錳(Mn)
能改善含銅(Cu)，含硅(Si)合金的高溫強度。若超過一定限度，易生成Al-Si-Fe- P+o { T*T f;X
Mn四元化合物，容易形成硬點以及降低導熱性。錳(Mn)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(Fe)，形成(Fe，Mn)Al6減小鐵的有害影響。錳(Mn)是鋁合金的重要元素，可以單獨加入Al-Mn二元合金，更多的是和其他合金元素一同加入，因此大多鋁合金中均含有錳(Mn)。
鋅(Zn)
若含有雜質鋅(Zn)，高溫脆性大，但與汞(Hg)形成強化HgZn2對合金產生明顯強度作用。JIS中規定在1.0%以內，但外國標准有到3%的，這里所講的當然不是合金成份的鋅(Zn)，而是以雜質鋅(Zn)的角色來說，它有使鑄件產生裂紋的傾向。
鉻(Cr)
鉻(Cr)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。但會增加淬火敏感性。
鈦(Ti)
在合金中只需微量可使機械性能提高，但導電率卻下降。Al-Ti系合金產生包晶反應時，鈦(Ti)的臨界含量約為0.15%，如有硼存在可以減少。
在鋁合金中有時還存在鈣(Ca)，鉛(Pb)，錫(Sn)等雜質元素。這些元素由於熔點高低不一，結構不同，與鋁(Al)形成的化合物亦不相同，因而對鋁合金性能的影響各不一樣。鈣(Ca)在鋁中固溶度極低，與鋁(Al)形成CaAl4化合物， 鈣(Ca)能改善鋁合金切削性能。鉛(Pb)，錫(Sn)是低熔點金屬，它們在鋁(Al)中固溶度不大，降低合金強度，但能改善切削性能。
鋅合金當中各項主要元素及微量元素對鑄造性能和鑄件性能的影響
鋁(Al)
它是主要成份，有改善機械性能，提高流動性的作用，能防止鐵(Fe)的侵蝕和腐蝕。超過4.5%會變脆，低於3.5%強度，硬度會降低，流動性變差。
銅(Cu)
銅(Cu)含量超過1.25%可以明顯增加合金的強度與硬度。但Al-Cu的析出，壓鑄鑄後會收縮，繼而轉為膨脹，使鑄件尺寸不穩定。
鎂(Mg)
為抑制晶粒間的腐蝕而加入少量的鎂(Mg)，鎂(Mg)的含量超過了規定值，就會使流動性變差，並且也容易產生熱脆性，沖擊值也降低。
鉛(Pb) 錫(Sn) 鎘(Cd)
鉛(Pb)含量的增加可以降低鋅(Zn)的硬度，增加鋅(Zn)的溶解度，但是在含鋁(Al):o _;l S%E
的鋅合金中，鉛(Pb)，錫(Sn)，鎘(Cd)任意一種超過規定量，都會產生腐蝕。這種腐蝕是不規則的，經過某段時間以後才產生，而且在高溫，高濕氣氛下，腐蝕得特
鐵(Fe)
鐵(Fe)雖然能明顯提高鋅(Zn)的再結晶溫度，減緩再結晶的過程，但是在壓鑄熔煉當中，鐵(Fe)來自鐵坩堝，鵝頸管和熔化用具，固溶於鋅(Zn)，鋁(Al)所帶的鐵(Fe)是極微量的，超過了固溶限的鐵(Fe) 會以FeAl3 結晶出來。(Fe)所造成的缺陷多生成渣滓以FeAl3的化合物浮起。鑄件變脆，機加工性能變差。鐵的流動性會影響鑄件表面的光滑度。

B. 鋁合金型材拉伸注意事項有哪些

以下二點是伊博萊為大家介紹的注意事項 一、拉伸量的操控在1%擺布，例如25M的鋁合金型材拉伸量應在把該型材拉直後再拉伸25CM擺布，但絕不能超越2%。生產中應根據鋁揉捏型材出料實際狀況和各種具體需求(開口尺度，外表質量，外形尺度，內徑尺度，壁厚巨細，延伸率等)加以調整，在彼此對立的技能需求中尋求能同時滿意各種具體需求的拉伸量。拉伸量過高會發生頭中尾尺度誤差，外表水紋狀麻花(魚鱗)痕，延伸率低，硬度偏高發脆(塑性低)。過低的拉伸量會使型材抗壓強度及硬度偏低，乃至時效(淬火)也無法提高硬度，型材易弧形曲折(俗稱大刀彎)。
二、為操控拉伸變形量和非常好的操控整條型材的尺度變化，要選用適宜的專用夾墊和適宜的方式方法。特別是開口料，圓弧料，懸臂料，以及曲折形狀的型材更要留意拉伸夾墊的合理有用運用。必要時拉伸型材中心要有人控持扶正或塞墊以確保頭中尾各段之間的垃伸尺度契合鋁合金型材需求。

C. 鋁合金熱處理後的延伸率比不熱處理的延伸率低是什麼原因

就只能說在熱處理以後，鋁合金內部的金像發生了改變，使得它的延伸率下降，這個和鋼鐵的熱處理這些一些改變也是一樣的。

D. 鋁合金強化分為幾種方式

細晶強化，沉澱強化，加工強化。

E. 怎樣提高鋁合金延伸率

鑄造鋁合金延伸率最高，關鍵是選擇適當的鑄造工藝，要求延伸率高，盡量採用金屬型鑄造、低壓鑄造工藝，一般壓鑄工藝做的鑄件延伸率是較低的，還有就是在熔煉時採用變質處理或加入鋁鈦硼等細化劑，並做好鋁水的精煉處理。
提高鋁合金延伸率的方法：
嚴格控制合金化學成份。化學成份是決定材料各項性能的關鍵因素，為了
獲得良好的擠壓性能、優質的表面處理性能、適宜的力學性能、滿意的表面質量
和外觀裝飾效果。
以6063合金為例，合金的化學元素含量范圍比較寬，由於各元素在合金中
所起的作用不同，因此必須考慮合金中各元素的含量及其互相關系的搭配，才能保證獲得較為理想的各項性能及較好的經濟效益。6063
主要合金元素是鎂、硅，
主要強化相是
mg2si。要保證合金中的
mg2si
總量不少於
0.75%，且
mg2si
得
到充分溶解，合金力學性能就完全能滿足gb/t5237—2000
標准中的要求。mg2si
在基體鋁中的溶解度是與合金中鎂的含量有關的，mg2si
中鎂、硅質量可分比
1.73：1，如果mg2/si>1.73，鎂過剩，過剩的鎂將顯著降低mg2si
在固態鋁中的溶解度，削弱mg2si
的強化效果；mg/s<1.73，硅過剩，對mg2si
的溶解度影響
很小，基本不會削弱mg2si
的強化效果。

F. 怎樣提高鋁合金延伸率

鑄造鋁合金延伸率最高，關鍵是選擇適當的鑄造工藝，要求延伸率高，盡量採用金屬型鑄造、低壓鑄造工藝，一般壓鑄工藝做的鑄件延伸率是較低的，還有就是在熔煉時採用變質處理或加入鋁鈦硼等細化劑，並做好鋁水的精煉處理。
提高鋁合金延伸率的方法：
嚴格控制合金化學成份。化學成份是決定材料各項性能的關鍵因素，為了
獲得良好的擠壓性能、優質的表面處理性能、適宜的力學性能、滿意的表面質量
和外觀裝飾效果。
以6063合金為例，合金的化學元素含量范圍比較寬，由於各元素在合金中
所起的作用不同，因此必須考慮合金中各元素的含量及其互相關系的搭配，才能保證獲得較為理想的各項性能及較好的經濟效益。6063
主要合金元素是鎂、硅，
主要強化相是
mg2si。要保證合金中的
mg2si
總量不少於
0.75%，且
mg2si
得
到充分溶解，合金力學性能就完全能滿足gb/t5237—2000
標准中的要求。mg2si
在基體鋁中的溶解度是與合金中鎂的含量有關的，mg2si
中鎂、硅質量可分比
1.73：1，如果mg2/si>1.73，鎂過剩，過剩的鎂將顯著降低mg2si
在固態鋁中的溶解度，削弱mg2si
的強化效果；mg/s<1.73，硅過剩，對mg2si
的溶解度影響
很小，基本不會削弱mg2si
的強化效果。

G. 鋁合金熱處理

6061的固溶處理溫度是530，人工時效做成T6狀態是板材160
18小時，棒材以及80厚度以上的板材175
18小時，再經過自然時效以後，那就要看前期的工藝怎麼樣，如果控制的比較好的話，中間合金是唯一的，那基本上就沒有什麼太大的影響，一把國內西南鋁東輕的就這樣還有進口的，不會對性能又太大的影響，但是如果小廠的，前期的固溶的溫度控制不嚴格，那樣就會有影響，會同時降低抗拉強度，屈服強度以及延伸率，變得有點脆，性能變化類似於「鈉脆」的表現。我在上海做鋁合金板材貿易。[email protected]
網站www.SHANGHAI-ALU.COM

H. 怎樣提高鋁合金延伸率

這要看具體的
鋁合金牌號
，有不同的解決辦法。
大原則是:固溶
時效
類合金，縮短固溶時間，可以提高
延伸率
加工硬化類，減小軋制變限量，可以提高延伸率
但都要以犧牲
強度
為代價

I. 鑄造鋁合金的解決措施

由於每一種缺陷的產生原因來自多個不同的影響因素，因此在實際生產中要解決問題，面對眾多原因到底是非功過先調機？還是先換料？或先修改模具？建議按難易程度，先簡後復雜去處理，其次序：
1） 清理分型面，清理型腔，清理頂桿；改善塗料、改善噴塗工藝；增大鎖模力，增加澆注金屬量。這些靠簡單操作即可實施的措施。
2） 調整工藝參數、壓射力、壓射速度、充型時間、開模時間，澆注溫度、模具溫度等。
3） 換料，選擇質優的鋁合金錠，改變新料與回爐料的比例，改進熔煉工藝。
4） 修改模具，修改澆注系統，增加內澆口，增設溢流槽、排氣槽等。
例如壓鑄件產生飛邊的原因有：
1） 壓鑄機問題：鎖模力調整不對。
2） 工藝問題：壓射速度過高，形成壓力沖擊峰過高。
3）模具問題：變形，分型面上雜物，鑲塊、滑塊有磨損不平齊，模板強度不夠。解決飛邊的措施順序：清理分型面→提高鎖模力→調整工藝參數→修復模具磨損部位→提高模具剛度。從易到難，每做一步改進，先檢驗其效果，不行再進行第二步。 在鑄造鋁合金中添加稀土可以有效的改善鑄造鋁合金的缺陷。
1.稀土在鋁合金中的精煉作用
鋁合金中添加適量稀土元素對精煉效果具有促進作用。稀土元素可以改善夾雜物形態，凈化晶界。採用真空吸鑄法研究了Al RE中間合金對A356合金 流動性的影響，實驗結果證明合金熔體中加入適量的稀土元素，能夠使固液相線溫度差減少，減小合金的糊狀凝固趨勢，並且降低合金熔體表面張力，此外還有去氣、除雜的精煉作用，這都會使熔體流動性提高，粘度降低，有利 於夾雜物和氣體的排除。
已研究開發出一種含有稀土化合物的鋁合金新型熔劑，該熔劑通過發生一系列的物理和化學反應，不僅可使A356合金熔體720℃時的含氫量由大於0.30ml/100g(Al)下降到0.10 ml/100g(Al)以下，除氣效果顯著，並使A356合金的室溫抗拉強度提高7.27%，延伸率提高85.58%。但是，過量的稀土元素也會加劇富RE相的聚集，成為夾雜物，從而降低合金熔體的流動性。
2.稀土對鋁合金的細化作用
有目的地抑制柱狀晶和雙柱狀晶生長，促進細小等軸晶形成，這種工藝過程就叫作晶粒細化處理。由於晶粒得以細化，合金的性能得到提高，同時還使縮松、熱裂、針孔等缺陷下降。細化處理的最基本方法是抑制形核，以及向熔體中添加晶粒細化劑的外來形核質點。目前，添加細化劑的方法成為最有效、最實用的方法。鑄造鋁合金中常用的共有三種類型的晶粒細化劑：二元Al－Ti合金、二元Al－B合金和三元Al－Ti－B合金。中間合金(晶粒細化劑)加入到鋁合金熔體中發生溶解，釋放出金屬間化合物相，成為外來形核核心。
在鋁合金中加入稀土，既可細化晶粒，也可明顯細化枝晶組 織(減小二次枝晶間距)，其最佳效果對應於不同的稀土含量。但是，其細化效果弱於Ti、B等元素。稀土加入的臨界值與合金的 熔煉、澆鑄條件有密切關系。只有在一定的生產工藝條件下，一定量的稀土才會有最好的細化效果。
採用一般細化劑，隨著鋁液 靜置時間的延長，細化效果逐漸衰退；採用 Al－5Ti－1B－10RE中間合金，稀土元素能阻止細化元素發生聚集、沉澱，對Ti、B的細化作用有一定的促進作用，可有效抑制鋁硅合金長時間靜置過程中晶粒尺寸的衰退，適合於大批量生產汽車鋁合金鑄件。
3.稀土對鋁硅合金的變質作用
鑄造Al－Si合金中Si相在自然生長條件下會長成塊狀或片狀的脆性相，它嚴重割裂基體，降低合金的強度和塑性，因而需要將它改變成有利的形態。變質處理使共晶Si由粗大的 片狀變成細小纖維狀或層片狀，從而提高合金性能。迄今已發現，鹼金屬中的K、Na，鹼土金屬中的Ca、Sr，稀土元素Eu、La、Ce和混合稀土，氮族元素Sb、Bi，氧族元素S、Te等均 具有變質作用。在Al－Si合金中，添加鋁 稀土中間合金或稀土氯化物和氟化物，可使共晶Si相由片條狀變成球粒狀。不同稀土的變質能力不同，大體上隨著原子半徑由大變小，變質能力由強變弱。
稀土變質劑具有很好的長效性和重熔穩定性，吸氣傾向小，無污染、加入工藝簡便、 無腐蝕作用。研究結果表明，含La為0.056%變質後的合金，重熔10次，每次取樣進行金相檢驗，發現最終仍有變質效果，La的最終濃度仍有0.035%，仍處於最佳變質范圍之內。0.3 %混合稀土變質合金，重熔5次，發現最終仍有良好變質效果。
變質工藝直接影響著稀土的變質效果。對Al－Si合金，獲得穩定變質組織的關鍵是減 少稀土的燒損，並防止稀土的偏聚，使稀土迅速均勻地擴散到鋁液中。稀土變質有一潛伏期 ，即必須在高溫下保持一定時間，稀土才能發揮最大變質作用。