元素在鋁合金中作用

1、 鋁合金知識培訓(xùn)資料 鋁合金中各項元素及微量元素作用一、硅Si硅是改善流動性能的主要成分,從共晶到過共晶都能得到最好的流動性,但結(jié)晶析出的硅易形成硬點，使切削性變差,所以一般都不讓它超過共晶點.另外硅可改善抗拉強(qiáng)度、硬度、切削性以及高溫時強(qiáng)度而使延伸率降低。固溶體針狀硅組織特征： 固溶體和共晶體中針狀硅ZLD101A變質(zhì)固溶體圓形質(zhì)點硅組織特征: 固溶體呈蠕蟲狀分布，共晶體呈纖維狀A(yù)DC12未變質(zhì)ADC12未變質(zhì)初晶硅針片狀硅組織特征: 針片狀硅分布均勻，且有少量初晶硅析出ADC12變質(zhì)(鍶)組織特征: 變質(zhì)后原針狀硅和少量初晶硅變?yōu)榉植驾^均勻的點狀硅點狀硅B390未變質(zhì)組織特征: 共晶體+S

2、i,初生Si相呈塊狀(較大,且不均勻)初晶硅B390磷變質(zhì)組織特征: 共晶體+Si,初生Si相呈塊狀(較小,且分布均勻)初晶硅組織特征: 共晶體+Si,初生Si相呈塊狀(較小,且分布均勻)合金的流動性：合金的流動性是指液體合金本身的流動能力，是合金的鑄造性能之一，它與合金的成分、溫度、雜質(zhì)含量及其物理性能有關(guān)。流動性好，充填鑄型的能力強(qiáng)，良好的流動性，有利于合金液良好地充滿鑄型，以得到形狀、尺寸準(zhǔn)確，輪廓清晰的致密鑄件。應(yīng)當(dāng)指出，在實際生產(chǎn)中當(dāng)合金牌號一定（即合金液本身的流動能力一定）的情況下，除加強(qiáng)熔煉工藝控制（加強(qiáng)去氣除渣處理）外，采取改善鑄型工藝和適當(dāng)提高澆注溫度的辦法。此外合金的流動性

3、還受液體合金的粘度、表面張力等物理性能的影響。含硅量較高的Al-Si合金中的共晶硅一般要進(jìn)行變質(zhì)處理使之細(xì)化.二、鐵Fe長存有害雜質(zhì)，增加合金脆性,易生成相（針狀）降低合金強(qiáng)度.雜質(zhì)鐵生成FeAl3針狀結(jié)晶，由于壓鑄是急冷，所以析出的晶體很細(xì)，不能說是有害成分，含量低于0.7%則不易脫模,所以Fe含量0.8-1.0%反而好壓鑄.含有大量的鐵會生成金屬化合物,形成硬點.并且含鐵量1.2%時,降低合金流動性,損害鑄件的品質(zhì),縮短壓鑄設(shè)備中金屬組件的壽命.所以應(yīng)盡量減少人為致使鐵含量增高，對鐵質(zhì)鉗和工具有效保護(hù)，在生產(chǎn)中控制鐵的含量，并使硅略低度于共晶點。澆鑄鋁液溫度不宜過低塊狀鐵魚骨狀鐵相魚骨狀鐵

4、相三、鎂Mg合金中加入一定的Mg，形成AL-Si-Mg合金，(因為可以時效處理的手?jǐn)鄰慕M織中析出中間相(Mg2Si)化合物并呈彌散狀態(tài),使固溶體結(jié)晶點陣發(fā)生畸變,從而提高合金強(qiáng)度，當(dāng)Mg含量達(dá)到0.2-0.5%時,其析出相的硬度高,抗拉強(qiáng)度和彈性模量得到提高,但韌性降低。如再增加含Mg量，則容易氧化，使合金液中卷入氧化皮的增多，并使流動性變壞。 作為雜質(zhì)的鎂，在Al-Cu-Si 這種材料中，Mg2Si會使鑄件變脆，所以一般標(biāo)準(zhǔn)在0.3以內(nèi)Mg四、銅Cu合金中加入一定的Cu，形成AL-Si-Cu合金，增強(qiáng)合金硬度、提高合金的耐熱強(qiáng)度,Cu在固溶體中的溶解度比Mg大很多，可通過固溶強(qiáng)化和析出中間相

5、(Al2Cu）化合物而使強(qiáng)度獲得較大的提高 ，不過耐蝕性降低. （在生產(chǎn)控制中注意：攪拌防止比重偏析造成沉淀） 五、鋅Zn提高合金致密性、利于脫模、降低合金機(jī)械性能，但高溫脆性大，有使鑄件產(chǎn)生裂紋的傾向。鋅在鋁中的溶解度大，當(dāng)鋁中加入鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%時，能顯著提高合金的強(qiáng)度。六、鈣CaCa是鋁合金中的一種雜質(zhì)，它是由原材料結(jié)晶硅帶入的，通常以(Ca2Si、 CaSi、 CaSi2 ）。磷化鈣（ Ca3P）等形式出現(xiàn)， Ca有較小的降低鋁合金的共晶溫度、細(xì)化共晶硅結(jié)晶的作用，但不把它作為變質(zhì)劑來使用。Ca含量高時，會使AL-Si合金溶液的粘度增加， 枝晶組織發(fā)達(dá)，阻滯合金液的流動性，使合金

6、液的流動性降低，還會使共晶成份的表面凹凸不平呈龜皮狀或疙瘩樣蛙狀，但對合金的收縮性能沒有影響。未變質(zhì)Ca變質(zhì)七、磷PP在鋁合金中形成AlP結(jié)晶，使合金中結(jié)晶出細(xì)小的初晶Si，有效的細(xì)化了其晶粒。P是通過Cu-P、Al-Cu-P中間合金加入的，當(dāng)同時有Ca存在時，則會生成Ca3P，降低P的變質(zhì)效果，P會降低Na、Sr、Sb的細(xì)化共晶Si的效果。未變質(zhì)P變質(zhì)八、錳MnMn在鋁合金中形成MnAl6的彌散質(zhì)點，阻止再結(jié)晶的粗大化，提高再結(jié)晶溫度，有效地細(xì)化再結(jié)晶晶粒，提高合金的強(qiáng)度，并與鋁合金中的不純物Fe形成（ Al3 Fe Mn）化合物,使Fe的化合物形態(tài)從針狀變?yōu)閴K狀，能在一定程度上改善韌性，即

7、能溶解雜質(zhì)F減少的有害作用，提高合金的耐蝕性.九、鍶SrSr可使共晶Si的晶體的頭部成為細(xì)粒狀，有效地提高了合金的強(qiáng)度，Sr對共晶Si的變質(zhì)細(xì)化產(chǎn)生非常大的效果。未變質(zhì)ADC12鍶變質(zhì)ADC12未變質(zhì)A356鍶變質(zhì)A356十、Ni鎳Ni在鋁合金中形成NiAl3等金屬化合物，提高合金的高溫強(qiáng)度和體積、尺寸穩(wěn)定性，并有使Fe的化合物變成塊狀的傾向，即降低雜質(zhì)Fe的有害作用，但使合金的耐蝕性下降。十一、鈦TiTi使晶粒細(xì)化的作用，所生成的TiAl3 TiB2 密度比鋁合液大，所以添加后從保溫到澆鑄時間不要拖得過長，否則會產(chǎn)生沉降或密度偏析。十二、銻(Sb)Sb對AS系合金有變質(zhì)作用，它對亞共晶和過共

8、晶都有較好的變質(zhì)作用，經(jīng)細(xì)化后的共晶Si的晶粒呈薄層狀。未變質(zhì)Sb變質(zhì)十三、 鉻CrCr在鋁中形成(CrFe)Al7 (CrMn)Al12等金屬間化合物的行為.阻礙再結(jié)晶的形核和長大過程,對合金有一定的強(qiáng)化作用,提高高溫性能，降低雜質(zhì)Fe的有害作用，改善合金的抗應(yīng)力腐蝕裂紋能力。在熔煉中應(yīng)注意，當(dāng)熔化溫度和保溫溫度低時，Cr在Al中形成的化合物會變得粗大而成為夾雜物，其添加量在0.1-0.4%左右.十四、鋯ZrZr在鋁合金中形成Al3Zr,成為固溶體的外來異質(zhì)結(jié)晶核心,使結(jié)晶晶粒細(xì)化,提高合金的高溫強(qiáng)度,Zr還能與合金液中的氫反應(yīng),生成ZrH,溶于合金液中起除氣作用,減少針孔、疏松等缺陷，Zr的加入量為0.1-0.3%.十五、釩VV可與鋁形成化合物,細(xì)化合金