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各种微量元素对铝合金性能的影响

2024/6/30 20:33:05发布46次查看
铬(cr)
铬(cr)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。但会增加淬火敏感性。
钛(ti)
在合金中只
镁(mg):铝镁合金的耐蚀性,因此adc5、adc6是耐蚀性合金,它的凝固范围很大,所以有热脆性,铸件易产生裂纹,难以铸造。作为杂质的镁(mg),在al-cu-si这种材料中,mg2si会使铸件变脆,所以一般标准在0.3%以内。
铁(fe)
杂质的铁(fe)会生成feal3的针状结晶,由于压铸是急冷,所以析出的晶体很细,不能说是有害成份。含量低于0.7%则有不易脱模的现象,所以含铁(fe)0.8~1.0%反而好压铸。含有大量的铁(fe),会生成金属化合物,形成硬点。并且含铁(fe)量过1.2%时,降低合金流动性,损害铸件的品质,缩短压铸设备中金属组件的寿命。
镍(ni)和铜(cu)一样,有增加抗拉强度和硬度的倾向,对耐蚀性影响很大。想要改善高温强度耐热性,有时就加入镍(ni),但在耐蚀性及热导性方面有降低的影响
硅(si)是改善流动性能的主要成份。从共晶到过共晶都能得到的流动性。但结晶析出的硅(si)易形成硬点,使切削性变差,所以一般都不让它超过共晶点。另外,硅(si)可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度,而使延伸率降低。在铝合金中固溶进铜(cu),机械性能可以提高,切削性变好。不过,耐蚀性降低,容易发生热间裂痕。作为杂质的铜(cu)也是这样。
锰(mn)
能改善含铜(cu),含硅(si)合金的高温强度。若超过一定限度,易生成al-si-fe-p+mn四元化合物,容易形成硬点以及降低导热性。锰(mn)能阻止铝合金的再结晶过程,提高再结晶温度,并能显着细化再结晶晶粒。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(fe),形成(fe,mn)al6减小铁的有害影响。锰(mn)是铝合金的重要元素,可以单独加入al-mn二元合金,更多的是和其他合金元素一同加入,因此大多铝合金中均含有锰(mn)。
锌(zn)
若含有杂质锌(zn),高温脆性大,但与汞(hg)形成强化hgzn2对合金产生明显强度作用。jis中规定在1.0%以内,但外国标准有到3%的,这里所讲的当然不是合金成份的锌(zn),而是以杂质锌(zn)的角色来说,它有使铸件产生裂纹的倾向。
需微量可使机械性能提高,但导电率却下降。al-ti系合金产生包晶反应时,钛(ti)的临界含量约为0.15%,如有硼存在可以减少。
在铝合金中有时还存在钙(ca),铅(pb),锡(sn)等杂质元素。这些元素由于熔点高低不一,结构不同,与铝(al)形成的化合物亦不相同,因而对铝合金性能的影响各不一样。钙(ca)在铝中固溶度极低,与铝(al)形成caal4化合物,钙(ca)能改善铝合金切削性能。铅(pb),锡(sn)是低熔点金属,它们在铝(al)中固溶度不大,降低合金强度,但能改善切削性能。
锌合金当中各项主要元素及微量元素对铸造性能和铸件性能的影响
铝(al)
它是主要成份,有改善机械性能,提高流动性的作用,能防止铁(fe)的侵蚀和腐蚀。超过4.5%会变脆,低于3.5%强度,硬度会降低,流动性变差。
铜(cu)
铜(cu)含量超过1.25%可以明显增加合金的强度与硬度。但al-cu的析出,压铸铸后会收缩,继而转为膨胀,使铸件尺寸不稳定。
镁(mg)为抑制晶粒间的腐蚀而加入少量的镁(mg),镁(mg)的含量超过了规定值,就会使流动性变差,并且也容易产生热脆性,冲击值也降低。
铅(pb)锡(sn)镉(cd)
铅(pb)含量的增加可以降低锌(zn)的硬度,增加锌(zn)的溶解度,但是在含铝的锌合金中,铅(pb),锡(sn),镉(cd)任意一种超过规定量,都会产生腐蚀。这种腐蚀是不规则的,经过某段时间以后才产生,而且在高温,高湿气氛下,腐蚀得特
铁(fe)
铁(fe)虽然能明显提高锌(zn)的再结晶温度,减缓再结晶的过程,但是在压铸熔炼当中,铁(fe)来自铁坩埚,鹅颈管和熔化用具,固溶于锌(zn),铝(al)所带的铁(fe)是极微量的,超过了固溶限的铁(fe)会以feal3结晶出来。(fe)所造成的缺陷多生成渣滓以feal3的化合物浮起。铸件变脆,机加工性能变差。铁的流动性会影响铸件表面的光滑度。
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