A. 鋁合金鋁錠美元素高了一點對產品有什麼影響
鋁合金鋁電鎂元素高了一點,這個退產品還是有相當大的影響。首先它會影響這個鎂合金的一個結構穩定性從而造成它的質量會有所下降
B. 鎂鋁合金的鎂合金
鎂合金都具有密度小的特點,特別是某些鎂-鋰合金(見前),密度甚至低於1。美英俄等國正在研製含釔鎂合金。一種Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr合金,其密度小於1.9g·cm-3 ,抗拉強密度420Mpa, 0.2%屈服強度360Mpa,比現有任何一種變形鎂合金的都高,同高強度鋁合金強度相當。
鎂鋁合金分子式:Mg4Al3分子量:178.22顏色為灰褐色,比重約為2.15g/cm3,熔點463℃,燃燒時產生的溫度達2000℃-3000℃。在煙花生產過程中起著非常重要的還原劑作用,也可作為白光劑和照明劑。
鎂鋁合金是用鎂錠和鋁錠在保護氣體中高溫熔融而成。長期以來關於鎂鋁合金的結構有兩種說法。一種說法是鎂鋁合金是簡單物理混合;另一種說法是鎂鋁合金內部改變了晶體結構,不是簡單的物理混合。
鎂錠和鋁錠在高於1150K時,部分鋁與空氣中的氧氣反應,生成a-Al2O3,氧化鋁的此種晶體化學性質呈惰性,起著屏障、隔離作用。低於1150K時,生在B-Al2O3而這種晶體與酸反應,保護不了內部的鎂鋁合金。
標準的鎂鋁合金中鎂、鋁的含量各約為50%。活性鋁含量的多少對煙花的安全生產和產品的質量有很大的影響。但是現在生產鎂鋁合金的企業多為私營企業,近幾年來鋁錠比鎂錠貴,受利益的驅動,大多未按國標生產。現在鎂鋁合金粉中鋁的含量普遍低於50%,有的鋁含量低到了40%。鎂含量的增加使得鎂鋁合金的性質接近鎂粉的性質,使得煙火葯的撞擊感度、摩擦感度增加,煙火劑更加敏感,從而增加隱患。我們可能以用下面的化學機理來檢驗鎂鋁合金中鋁的含量。
1、鹽酸與鎂鋁合金的反應
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2、混合溶液與氫氧化鈉溶液反應(混合溶液中滴幾滴石蕊或酚酞試劑作指示劑,以避免氫氧化鈉過量)
MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓
AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓
3、過濾、烘乾、稱重,重量為G1克
4、氫氧化鋁與過量的氫氧化鈉反應
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
5、未反應的為氫氧化鎂。過濾、烘乾、稱重,重量為G2克
鎂鋁合金的中鋁的含量 Al%=(G1-G2)/G×34.62%
GB150-85規定了鎂鋁合金中鋁的含量的范圍為47-53%,鋁含量低於這個范圍鎂鋁合金容易引起質量事故和安全事故,應慎用。
鎂錠在鎂鋁合金中的應用:鎂鋁合金由鎂錠和鋁錠在保護氣體中高溫熔融而成,其組成有:簡單的物理混合與已改變晶體結構的物理混合兩種說法。 鎂合金DVD門蓋板良好的剛性、尺寸穩定性和導熱性不僅比塑料門蓋板更為輕薄,同時也避免因受熱引起老化變形而導致的功能性故障。
更輕更薄的筆記本電腦無一不將鎂合金外殼做為其首選,不僅因為鎂合金有好的強度、剛性和尺寸穩定性,優良的電磁屏蔽性和導熱性更能保護電腦長時間正常穩定地工作。
手機的發展趨勢是越來越薄,越來越輕,大的顯示屏更成為了時尚,鎂合金密度小、強度高、剛性好正符合了其要求,同時優良的電磁屏蔽性也減輕了電磁輻射對人體的傷害。
還有其他的:電動車等行業的應用. 近十年來,中國鎂的產量大幅度增長,據統計,2011年中國鎂產量佔全球總產量的80%以上,鎂的生產工藝逐步成熟、完善,鎂的應用開發也取得不小進展,在一些應用領域甚至還出現了與鋁競爭的現象。這種情況下,以鎂替代鋁的話題也不時浮出水面,有段時間甚至甚囂塵上,一度引起社會的廣泛關注。
那麼鎂在未來能否替代鋁,鎂業分會會長徐晉湘在一次采訪中糾正「替代」概念,他表示,鎂和鋁不存在替代的問題,它倆各自的應用角色與其它材料一樣,都是在歷史發展過程中逐漸形成的,這些角色可能在某些領域的某段時間出現相互轉換,但不是「代替」而是「接替」。從理論上講,任何材料都有其獨有的、別的材料無法替代的性能,人類使用數千年的陶土和木材至今仍不能被別的材料所完全替代,更何況性能極其優越的鋁及鋁合金材料。角色的定位應是在「正視現實」、著眼發展」的辯證基礎上用「兩點論」而不能用「一點論」來定義。
徐會長並談到,從消費量來看,目前全球鋁年產消費量超過5000萬噸,在人類生活的各個領域都得到了廣泛的應用,而全球鎂的產量才有區區的80萬噸,因此用鎂代替鋁是不現實的,也不是鎂業發展追求的方向,但從市場的角度,鎂和鋁在某些領域內即便出現一定競爭也是正常的,因鎂及鎂合金材料各自有其獨特的性能優勢。
C. 鋁合金中鎂的含量大致是多少
不同型號的鋁合金鎂的含量在1.2%---4.9%之間。【鋁合金中鎂的含量一般不超過5%。】
D. 鋁合金有什麼性質
問題一:鋁合金有些什麼特點 1、密度小:鋁的密度為2.7約為銅(8.9)或鋼(7.8)的1/3。密度小對於航天航空器、船舶、車輛等交通工具及建築物餓額輕量化非常有益,同時也可以節省搬動費和加工費,減輕成本,在工業、建築業民用等各領域的應用越廣泛;
2、良好的耐腐蝕性、耐候性:鋁及鋁合金在大氣中能夠形成一層硬而且緻密,具有良好抗腐蝕性能的氧化膜,通過陽極氧化、電泳塗漆、粉末噴塗等表面處理,可進一步提高鋁材的抗腐蝕性;
3.良好的裝飾性:鋁合金具有良好的可塑性,可加工各種規格、形成的產品,通過表面處理可生成不同性質,不同顏色的膜層,具有良好的裝飾性;
4.良好的導熱性:鋁的導熱率很高,在金屬中僅次於銀、金、銅,是鐵的3倍,同等重量的鋁是鐵的12倍,因此,鋁合金是製造散熱器、取暖器的良好材料。
問題二:鋁和鋁合金有什麼不同的優良性能? 它們的密度差不多。都是所謂的輕質材料。
但是鋁,它的堅韌度比較差,比較軟,容易變形。而鋁合金,雖然密度差不多,但是,堅韌,不易變形,可以為飛行材料等。
問題三:太空鋁和鋁合金有什麼不一樣 應該是裡面的鋁和其他合金的比例不同前旅
我知道用於航天的鋁裡面的鈦比較多
這個東西可以訪問下南平鋁業的網站 他也生產這個
或工訪問鳳鋁 他是中國航天用鋁的生產商
問題四:1060鋁合金是什麼性質 5分 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。
1060 鋁板帶,含鋁量達到99.6%以上又被稱為純鋁板,在鋁板帶家族中屬於一款常用的系列。此系列鋁板的上風訂最為常用的系列,出產過程比較單一,技術相對於比較成熟,價格相對於其它高檔合金鋁板有巨大上風。有良好的延伸率以及抗拉強度,完全能夠知足常規的加工要求(沖壓,拉伸)成型性高。為產業純鋁,具有高的可塑性、耐蝕性、導電性和導熱性,但強度低,熱處理不能強化可切削性不好;可氣焊、氫原子焊和接觸焊,不易釺焊;易承受各種壓力灶悔察加工和引伸、彎曲
問題五:鎂鋁合金是否具有彈性?性質是什麼?有什麼優勢? 鎂鋁合金又名鋁鎂合金,分子式:Mg4Al3分子量:178.22顏色為灰褐色,比重約為2.15g/cm3,熔點463℃,燃燒時產生的溫度達2000℃-3000℃。在煙花生產過程中起著非常重要的還原劑作用,也可作為白光劑和照明劑。
鎂鋁合金是用鎂錠和鋁錠在保護氣體中高溫熔融而成。隱茄長期以來關於鎂鋁合金的結構有兩種說法。一種說法是鎂鋁合金是簡單物理混合;另一種說法是鎂鋁合金內部改變了晶體結構,不是簡單的物理混合。
鎂錠和鋁錠在高於1150K時,部分鋁與空氣中的氧氣反應,生成a-Al2O3,氧化鋁的此種晶體化學性質呈惰性,起著屏障、隔離作用。低於1150K時,生在B-Al2O3而這種晶體與酸反應,保護不了內部的鎂鋁合金。
標準的鎂鋁合金中鎂、鋁的含量各約為50%。活性鋁含量的多少對煙花的安全生產和產品的質量有很大的影響。但是現在生產鎂鋁釘金的企業多為私營企業,近幾年來鋁錠比鎂錠貴,受利益的驅動,大多未按國標生產。現在鎂鋁合金粉中鋁的含量普遍低於50%,有的鋁含量低到了40%。鎂含量的增加使得鎂鋁合金的性質接近鎂粉的性質,使得煙火葯的撞擊感度、摩擦感度增加,煙火劑更加敏感,從而增加隱患。
E. 防銹鋁合金能夠防銹的主要原因,希望能從元素方面來解答,謝謝能夠解答的仁兄。。
合金中添加了鎂等金屬活性比鋁強的金屬元素,該活潑金屬優先氧化而生銹,產生的氧化層對內部鋁等有隔絕空氣、水等的作用,所以阻止了內部鋁等的氧化生銹。同時活潑金屬鎂等能置換出鋁的非單質形態,也起到防止生銹的作用!!
擴展:
防銹鋁合金簡介
防銹鋁合金是指在大氣、水和油等介質中具有良好抗腐蝕性能的可壓力加工鋁合金。
防銹鋁合金分類
防銹鋁合金主要包括不能熱處理強化的Al-Mn系和Al-Mg系合金。Ai-Mn系合金主要含錳鎂等合金元素。由於錳的作用比純鋁具有更高的耐腐蝕性能和強度,並具有良好的可焊性和塑性,但切削性能差。Al-Mg系合金由於鎂的作用,密度比純鋁小強度比Al-Mn合金高,並具有相當好的耐腐蝕性。
含錳量在1.0%~1.7%的防銹鋁合金,抗腐蝕性能較高。而Al-Mg系防銹鋁合金中鎂含量一般不超過7%,隨著含鎂量的增加,合金的強度增大,σ0可達400MPa,而塑性則下降。這一類防銹鋁合金通常在退火狀態、冷作硬化或半冷作硬化狀態下使用。強度低、塑性好、易於壓力加工,具有良好的抗腐蝕性能和焊接性能特別適宜於製造承受低載荷的深拉伸零件、焊接件和在腐蝕介質中工作的零件,如油箱、管道等。另一類防銹鋁合金是可熱處理強化的Al-Zn-Mg-Cu系合金,其拉伸強度較高,具有優良的耐海水腐蝕性能,良好時斷裂韌性,低的缺口敏感性和好的成型工藝性能。適於製造水上飛機蒙皮及其他要求耐腐蝕的高強度鈑金零件。
別問了,自己差點資料就知道了!!!
F. 鋁鎂合金在多少度海水不易結垢
鋁鎂合金通常是指以鎂為主要添加元素的鋁合金,具有強度高,密度小,散熱好等優點,廣泛用於電子,汽車,航天等領域。
我國是鎂礦富裕國,礦產資源佔世界鎂礦的50%,世界鎂礦市場一直受我國鎂礦的沖擊。不過由於自己缺乏深加工技術,只能出口礦粉,同時由於國內各鎂礦公司之間的無序競爭,使鎂礦粉的出口價格由前幾年的3000-6000美元/噸降至1200美元/噸。因此無論是鎂礦公司還是國家主管部門都提出加速鎂合金深加工技術開發的要求。
鎂合金價格便宜,有利於深加工技術的開發,由於缺乏鎂合金的深加工技術,而我國又是鎂礦富裕國,山西、青海、新疆、甘肅等鎂礦資源集中的省,許多鄉鎮企業競相參與開采,使產量逐年大幅度上升,致使鎂合金的價格為13-14元/kg,而鋁的價格為18-20/kg元,這給鎂合金深加工技術的開發帶來極為有利的條件。
由於它具有比強度高、密度小、耐腐蝕、可回收、導熱性好、防電磁輻射、可薄壁成型的諸多優點。從歐洲開始,一些汽車製造廠開始在方向盤、車門、發動機缸體上應用鎂合金來代替原用材料。在日本、台灣更是將鎂合金應用於3C產品的覆蓋件上,提升了產品的品質,藉此增強了產品的競爭力。
優點
1. 密度小,鎂金屬是廣泛應用的金屬中密度最小的金屬,按ρ=1.8g/cm3計算,鎂合金比塑料輕20%,比鋁輕30%。
2. 比強度高,即鎂合金的強度與質量之比高,具有一定承載能力。
3. 散熱性能好,適合散熱要求較高的產品。熱傳導率是PP料的100倍。
4. 彈性模量小,剛性好,長期使用不易變形,抗震力強。
5. 抗電磁干擾、電磁屏蔽性好。
6. 色澤鮮艷美觀,耐腐蝕,能長期保持外觀質量。
7. 是環保型材料,其廢料可以回收利用。
缺點
1. 加工工藝難度大,熔融的鎂液易燃易爆,壓鑄件成品率低。
2. 集渣包、流道及澆注系統廢料較多,是產品體積的一倍以上。
3. 國內材料的價格便宜,但品質較差。
4. 由於電位腐蝕而必須避免與其它材料如鋁、鋼的直接聯接,這使裝配方面產生了一些難度。
應用
電子產品
通常被用於中高檔超薄型或尺寸較小的筆記本的外殼。銀白色的鋁鎂合金外殼可使產品更豪華、美觀,易於上色,並且可以通過表面處理工藝變成個性化的粉藍色和粉紅色,為筆記本電腦增色不少,這是工程塑料以及碳纖維所無法比擬的。因而鋁鎂合金成了便攜型筆記本電腦的首選外殼材料,大部分廠商的筆記本電腦產品均採用了鋁鎂合金外殼技術。缺點:鋁鎂合金並不是很堅固耐磨,成本較高,比較昂貴,而且成型比ABS困難(需要用沖壓或者壓鑄工藝),所以筆記本電腦一般只把鋁鎂合金使用在頂蓋上,很少有機型用鋁鎂合金來製造整個機殼。
汽車、摩托車等交通工具零部件
採用鎂合金製造汽車零部件,可顯著減輕汽車的整體重量,而汽車所用燃料的大約60%消耗於汽車自重,車重每減輕10%,可節約燃料5.5%,因此,國外近年來在汽車製造中的鎂合金應用量在逐步增長。但我國在這方面的開發剛剛起步。
高檔建築裝飾材料
由於鎂合金的許多獨特性能比鋁合金更優越,因此國外出現了採用鎂合金製造高檔豪華型建築裝飾材料的趨勢,國內一些鎂合金生產廠家強烈要求開發鎂合金型材的成型加工技術,國家科技部也希望盡快開發這方面的技術,並列為國家「十五」攻關項目。
其它
其它如鋁合金添加劑、鎂犧牲陽極和型材用鎂合金等。鎂犧牲陽極作為有效的防止金屬腐蝕的方法之一,廣泛應用於長距離輸送的地下鐵制管道和石油儲罐。作為鎂犧牲陽極的鎂合金有3~4萬噸/年的市場需求量,且每年以20%的速度增長。
鎂合金型材、管材,以前主要用於航空航天等尖端或國防領域。由於鎂合金生產能力和技術水平的提高,其生產成本已下降到與鋁合金相當的程度,極大地刺激了其在民用領域的應用,如用做自行車架、輪椅、康復和醫療器械及健身器材。
種類
鋁鎂合金鋁板又可稱為5×××系列合金鋁板,其代表有5052鋁板、5005鋁板、5083鋁板、5754鋁板,5A02l鋁板,5A05鋁板等。鋁鎂合金鋁板合金元素主要是鎂,含鎂量在3-5%之間。主要特點為密度低,抗拉強度高,延伸率高。在相同面積下鋁鎂合金的重量低於其他系列。故常用在航空方面,比如飛機油箱。在常規工業中應用也較為廣泛。加工工藝為連鑄連軋,屬於熱軋鋁板系列故能做氧化深加工。在我國5×××系列鋁板屬於較為成熟的鋁板系列之一。
1、5052鋁鎂合金鋁板:5052鋁板屬於鋁鎂合金鋁板,使用范圍廣泛,特別是建築業離不開的合金鋁板,也是最有前途的合鋁金板。5052鋁板帶的主要合金元素為鎂,具有良好的耐蝕性,焊接性優良,冷加工性較好,並具有中等強度。
5052鋁板常用於製造飛機和汽車油箱、油管、以及交通車輛、船舶的鈑金件,儀表、街燈支架與鉚釘、五金製品、電器外殼等。
2、5005鋁鎂合金鋁板:5005鋁板帶強度和3003相當,熔接性,加工性良好5005鋁板與3003合金相似,具有中等強度與良好的抗蝕性。陽極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,並與6063合金的色調協調一致。
5005鋁板常用作導體、炊具、儀錶板、殼與建築裝飾件,建材內外裝材、車輛內裝材等方面。
3、5754鋁鎂合金鋁板:5754鋁板合金具有中等強度、良好的耐蝕性、焊接性及易於加工成形等特點,是Al-Mg系合金中的典型合金。在國外,不同熱處理狀態的5754鋁合金板材是汽車製造業(轎車車門、模具、密封件)、制罐工業所用的主要材料。
5754鋁板廣泛應用於焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐以及用於要求有優良加工性能、優良耐蝕性、高疲勞強度、高可焊性和中等靜態強度的場合。
4、5083鋁鎂合金鋁板:5083鋁板在非熱處理合金中具最高強度,耐蝕性,熔接性良好。用於需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合,硬度明顯高於5052系列,是5000系列中超硬度鋁板的代表產品之一。
5083鋁板常用於船舶、艦艇、車輛用材、汽車和飛機板焊接件、需嚴格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鑽探設備、交通運輸設備、導彈元件、裝甲等。
5154鋁板應用在焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐。
5182 鋁板應用在薄板用於加工易拉罐蓋,汽車車身板、操縱盤、加強件、托架等零部件。
5252 鋁板應用在製造有較高強度的裝飾件,如汽車等的裝飾性零部件。在陽極氧化後具有光亮透明的氧化膜。
5254 鋁板應用在過氧化氫及其他化工產品容器。
5356鋁板應用在焊接鎂含量大於3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲。
5454 鋁板應用在焊接結構,壓力容器,海洋設施管道。
5456 鋁板應用在裝甲板、高強度焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶材料。
5457鋁板應用在經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件。
5652鋁板應用在過氧化氫及其他化工產品貯存容器。
5657 鋁板應用在經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,但在任何情況下必須確保材料具有細的晶粒組織。
5A02 鋁板應用在飛機油箱與導管,焊絲,鉚釘,船舶結構件。
5A03 鋁板應用在中等強度焊接結構,冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來代替5A02合金。
5A05 鋁板應用在焊接結構件,飛機蒙皮骨架。
5A06 鋁板應用在焊接結構,冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機蒙皮骨部件。
5A12 鋁板應用在焊接結構件,防彈甲板。 [1]
相關資料
編輯 播報
表面處理
由於鎂合金製件可能處於潮濕的工作環境或與其它不同材料的零配件進行裝配,為提高及保證製件的耐磨、耐蝕及可看性,鎂合金製件必須進行表面處理。其中預處理會影響到隨後的噴塗,在製造過程中,製件可能會被一些污染物如油脂、氧化物、潤滑劑及異物污染,這些殘留的雜質必須清除。
一般鎂合金製件的預處理可分為四種類別:機械清洗、溶劑清洗、鹼液清洗 、酸洗。以上這些方法可以單獨使用、也可組合使用。拋光過程中須留意研磨粉與水的供給,拋的要很亮才行!AZ91D是比較難拋光的(與前幾道細砂紙有關)。
鎂合金製件常見表面處理方法大致分為:油、蠟的表面塗敷、化學處理、陽極氧化、噴塗、電鍍、化學鎳、非鉻系皮膜。
鎂合金錶面處理的性能檢測項目有:
顏色與外觀、鍍層厚度與重量、孔質層估計、熱穩定性與化學穩定性、耐磨耗性、耐腐蝕性、耐光照性及耐紫外線光照性、光澤特性、表面密度、斷裂性與撓曲性、鉛筆硬度、方格試驗附著性、耐沖擊性、導電性與熱傳性、埃力克森值(Erichsen value)、耐濕性與耐沸水性、耐候性、冷熱循環試驗、耐葯性(鹼、硫酸、硝酸、鹽酸等)。
儲運
鎂合金錠及壓鑄廢料必須儲存於不可燃的容器內,不可與其它可燃物混雜,避免受潮。儲存體積不要超過1.4m。堆積儲存的高度不要超過5.5m,不能使用灑水消防系統。鎂合金之間的儲放通道至少要大於堆放高度的一半,並至少保持3m的距離。鎂錠不可放在易燃的地板上。鎂錠不可傾斜應該平放。儲存的地方要有良好的排水設施,附近不可堆積易燃材料。
鎂合金粉末必須儲存於密閉不可燃容器,並保持環境乾燥。鎂合金粉末遇水易產生氫氣,所以在保存時必須存放在加蓋的容器中,並加一通氣孔,在通風的環境存放。
G. 鋁材各成份元素中哪一個是有害元素
各種元素在鋁合金中的作用(包括害處):
1.合金元素影響
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。
2.微量元素的影響
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。
鋯元素
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。
雜質元素
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。
3.雜質元素的影響
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。