鐵在鑄造鋁合金中一直被認(rèn)為是一種主要的有害雜質(zhì)

1、鐵在鑄造鋁合金中一直被認(rèn)為是一種主要的有害雜質(zhì)，各個國家、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均對其作了明確的限制，各企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對其控制更為嚴(yán)格。這主要是由于隨鐵含量增加，在金相組織中會形成本身硬度很高的針、片狀脆性鐵相，它的存在割裂了鋁合金的基體，降低了合金的力學(xué)性能，尤其是韌性，并且使零件機械加工難度增加，刀、刃具磨損嚴(yán)重，尺寸穩(wěn)定性差等等，但是，低品質(zhì)鋁合金錠中鐵含量本身就高，隨著合金爐料的回用，生產(chǎn)中鐵質(zhì)坩堝、工具、置預(yù)件等的使用使合金增鐵在所難免。多年來一直吸引著廣大鑄造工作者去研究，下面就鐵在合金中的作用及其減弱消除對策進行討論。 鑄造系合金中鐵的作用 鑄造合金中鐵的存在形態(tài) 表是鋁硅系合金中鐵的存在形態(tài)，其中

2、和是常見的二種形態(tài)。而和不是很常見。其中和（，）的結(jié)晶結(jié)構(gòu)特征目前還不甚祥細(xì)。至于形成什么樣的相，除與合金中的含鐵量有關(guān)外，還與鑄件的冷卻速度、合金元素的數(shù)量、種類等密切相關(guān)。漢字狀的相對系合金可提高強度、硬度，對韌性降低不多，而針狀的相則嚴(yán)懲割裂基體，顯著降低合金的韌性，尤其沖擊韌性，據(jù)報道，當(dāng)時，可使整個合金本身變脆。 表系合金中鐵相形態(tài) 類別晶體結(jié)構(gòu)熔化溫度形狀六方晶體漢字狀單晶體針、片狀立方晶體四方晶體鐵對鋁硅合金機械性能的影響 對室溫機械性能的影響 對二元合金，當(dāng)時，片狀相可提高合金的強度并稍降低其延伸率；當(dāng)時，延伸率開始較大幅度降低，當(dāng)合金中的從增加到時，對強度值的增加是微乎其微的

3、，但卻顯著降低其延伸率從降到，對變質(zhì)的共晶合金是每增加可使延伸率降低多。 對高溫性能的影響 鐵雖然降低了活塞合金的室溫機械性能，但卻提高了它的高溫機械性能，這主要由于高溫時基體本身強度隨溫度升高下降很多，而此時以網(wǎng)狀、漢字狀和細(xì)小針狀存在的鐵相，它們在左右時基本不變，是穩(wěn)定的化合物相，正是它的存在提高高溫下試樣的抗拉強度。對合金，當(dāng)時，為。 對耐磨、耐腐性的影響 鐵提高系合金的耐磨性，這是由于硬質(zhì)針狀鐵相使基體得以強化，抵抗變形能力，同時又起到支承作用，使耐磨性提高。同時鐵相使合金表面的氧化膜失去連續(xù)性，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鐵降低合金的耐腐性。 對鑄造性能的影響 隨著鐵含量增加，在合金結(jié)晶時，由

4、于相干擾枝晶間流動，所以會使疏松增加，同時增加合金的熱裂傾向，但是對壓鑄鋁合金一定量可防止粘膜，但也有報道稱一定量增加合金的流動性。 對機械加工性能的影響 鐵相使機械加工性能惡化，增加刀刃具的磨損量，使尺寸穩(wěn)定性變差。 鐵的有害作用消除、抑制方法 機械方法 常用的機械去鐵法有過濾法、沉淀法、離心鑄造法等，它們均是采用在熔體中加入、等合金元素使之與鐵形成大的化合物，由于其密度與鋁合金不同會產(chǎn)生沉淀，使用沉淀的方法稱為沉淀法，它可使鐵降低。將通過過濾布，過濾網(wǎng)、板，使大塊化合物得以過濾的方法，稱為過濾法，它可使降低，將加入合金元素的熔體，在離心力作用下，由于密度的差異使鐵相移向邊緣，而內(nèi)部鐵含量可

5、由降低到，降低效率達(dá)。不同轉(zhuǎn)速、不同比對除鐵效率也有影響。生產(chǎn)中應(yīng)用的機械方法一般均聯(lián)合使用，如過濾法與沉淀法，先沉淀后過濾，以及過濾與離心鑄造結(jié)合會取得更加好的效果。 熔體處理方法 加入合金元素中和的作用（變質(zhì)處理） 熔體中加入合金元素來改變鐵相形貌，減弱鐵的作用，提高合金強度，改善延伸率，通常加入的元素有：、等，下面逐個分析： ：是最常用和用得最多的元素，加能顯著減少鐵相的數(shù)量和尺寸，甚至使鐵相完全消失，由于的加入擴大了鐵相區(qū)，從而使得鐵相向鐵相轉(zhuǎn)化，中和鐵相的的加入量多少現(xiàn)還不能定論。據(jù)稱在合金中加入的，就能使含的合金中針、片狀鐵相轉(zhuǎn)變?yōu)殍F。有人推薦按（）添加，總之通過添加可逐漸使相的數(shù)

6、量減少，尺寸變小，直到不出現(xiàn)為止。 ：在合金中加可使粗片狀的相轉(zhuǎn)變?yōu)闈h字狀的鐵相，加能防止含的合金的脆斷，在合金中加入使含鐵為合金的伸長率由增加到，加可使含的合金伸長率由提高到。 ：的作用與相似，但需要稍加入以使富鐵相成球形，有人建議的比率應(yīng)為，同時的加入于其本身的偏析體小，所以其效果優(yōu)于。 ：也可作為一種中和劑，當(dāng)加入量時，能形成一種緊密相，同時由于是一種很好的抗氧化劑，能提高合金的性能，在砂型鑄造件能使合金的抗拉強度提高，同時不降低其延伸率，另據(jù)報道，在合金中加入會使雜質(zhì)相的形態(tài)由長針改變?yōu)槲：^小的園球形或近園球形，從而提高合金的塑性。 ：可用來中和的有害作用，其效果比好，它是合金中的有

7、效變質(zhì)劑，在含的合金中加入的和的能使合金的延伸率由增加到，抗拉強度由增到。 ：也可起到中和雜質(zhì)鐵的有害作用，當(dāng)含量在一定程度時會形成化合物相，從而減少鐵相的形成。 和：也是鐵有害作用的中和劑，其中還能作為鋁合金的變質(zhì)劑，據(jù)報道加入硫磺可使鐵相大部分變?yōu)槎虠U狀及漢字狀，有少量是團球狀、塊狀。但單獨加時效果不理想，須與其它元素如、稀土等配合，其效果明顯。 稀土：稀土是一種很好的相變質(zhì)劑，據(jù)報道，對合金加入，可有效減少鐵相的數(shù)量和尺寸，對合金，當(dāng)加入后，所存在鐵相化合物呈漢字狀，且細(xì)化。日本專利也曾報道加入及相同量的，可減少鐵的數(shù)量和尺寸，并且在許多系及型材合金中得到證實，這主要是由于本身是一種變質(zhì)

8、劑，合金凈化劑，它的加入可有效去除鐵的有害作用。 總之，對于變質(zhì)中和劑，它能減少消除鐵相的形成，但它本身并不能去除的有害作用，只起減緩作用，且隨量增加使用的變質(zhì)劑量也增多，一定程度上降低合金的韌性，并且，由于其形成各種復(fù)雜化合物會帶來其它相關(guān)的副作用，因此，我們提倡使用變質(zhì)劑，且使用復(fù)合的綜合性能變質(zhì)劑，盡可能加入量少。 熔體過熱和快冷處理 熔體過熱 據(jù)報道，過熱處理可減少富鐵相的形核核心，這是由于在高溫時富鐵相的形核核心是（），而（）在低溫時存在，當(dāng)溫度高到一定程度時（），（）相就轉(zhuǎn)變?yōu)椋ǎ?，不利于鐵相的形核，從而抑制了鐵相的出現(xiàn)。同時發(fā)現(xiàn)隨熔體過熱度的增加，鑄件中富鐵的晶間化合物變的越細(xì)，

9、當(dāng)澆注溫度大于時，合金中的片狀鐵相就轉(zhuǎn)變?yōu)殍F相，且這個過程不可逆轉(zhuǎn)，即一旦熔體過熱到足以產(chǎn)生相的溫度隨后的處理和靜置對鐵相形態(tài)無影響，并且當(dāng)鐵量愈高時，用過熱方法改變就越來越困難。在實際操作中由于過熱后熔體吸氣，氧化嚴(yán)重，所以一般很少采用。 快速冷卻處理 快速冷卻處理可減弱鐵的有害作用，這是大家所共認(rèn)的，國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的砂型鑄造的質(zhì)量小于金屬型也就是這個道理?？焖倮鋮s時合金液中形核核心多，界面推進速度快，形成的有害鐵相在同等條件下要短、要細(xì)，甚至看不到針狀相，同時合金中中和相所需的量也隨凝固過程中冷速的變化而變化，冷卻速度對相形態(tài)也有很大影響。當(dāng)冷速時，有助于鐵相的形成，當(dāng)冷速時，會抑制鐵

10、的產(chǎn)生。 討論 （）合金中含量是否應(yīng)符合國標(biāo)？ 在合金化處理方法和提高冷卻速度條件下，我們可以減少甚至消除針狀鐵相的危害作用，使其組織性能達(dá)到國標(biāo)規(guī)定的要求，此時合金中鐵含量已超標(biāo)，甚至嚴(yán)重超標(biāo)，那么此時應(yīng)以成分為主呢，還是以性能為主？我們主張的有害作用消除了，其含量或者說鐵含量當(dāng)量（即此時的鐵含量以平常的國標(biāo)相當(dāng)?shù)牧浚?yīng)僅作參考，主要以組織性能為依據(jù)，成分不應(yīng)具有否決權(quán)，與國外鑄造發(fā)達(dá)國家相比，我國國標(biāo)規(guī)定的含量明顯嚴(yán)于國外，因此我們希望我國專業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)能出現(xiàn)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。 （）減少鐵的有害作用在生產(chǎn)中如何操作？ 在生產(chǎn)實際中過熱處理，由于會帶來元素的嚴(yán)重?zé)龘p，吸氣嚴(yán)重，所以不太采用，而離心澆

11、注需要離心機等設(shè)備，對專業(yè)合金生產(chǎn)廠猶可，而一般廠家也無法為了它而上設(shè)備。最實用且可行的就是合金化變質(zhì)處理和提高冷卻速度，變質(zhì)處理中應(yīng)提倡使用具有復(fù)合作用效果的加入量可小，一種元素多種功能的元素或幾種元素復(fù)合劑，同時提倡機械與變質(zhì)方法復(fù)合處理。在鋁中最大固溶超過1%的有八個：銀、銅、鎵、鍺、鋰、鎂、硅和鋅。過渡族元素錳、鉻、鐵，鋯以及一些微量添加元素，在鋁中的溶解度不是很大，但對鋁合金的工藝性能或使用性能產(chǎn)生明顯的影響。 一、錳 在AlMn合金中，錳含量一直增加到極限溶度1.82%時，合金強度不斷增加。錳含量為0.8%時，伸長率達(dá)最大值。 錳能阻止鋁及其合金的再結(jié)晶過程，提高結(jié)晶溫度，并能顯著

12、細(xì)化再結(jié)晶晶粒。 MnAl6是與AlMn固溶體相平衡的相，它除了能提高合金強度，細(xì)化再結(jié)晶晶粒外，另一重要作用是能溶解雜質(zhì)鐵，形成（Fe、Mn）Al6,減小鐵的有害影響。 錳是鋁合金的重要元素，可以單獨加入形成二元AlMn合金，多數(shù)是與其它合金一同加入。另外錳會明顯增加鋁的電阻，作為電導(dǎo)體材料應(yīng)控制錳的含量。 合金中錳含量過多時，會形成粗大、硬脆的MnAl6化合物，損害合金的性能。 二、鎂 鎂對鋁的強化作用是明顯的，每增加1%的鎂，抗拉強度大約升高34MPa。鎂可以單獨加入形成二元AlMg合金，含鎂量在7%以下的合金在室溫時穩(wěn)定，一般加工鋁合金含鎂量在6%以下。鎂也可其他元素一同加入。Mg5A

13、l8相的形態(tài)和分布對合金抗蝕性能有明顯影響。 1）鎂和錳 以鎂為主要合金元素的AlMg合金中通常還加入了1%以下的錳。錳可以起補充強化作用，比等量的鎂效果更好，因此加錳后可降低鎂含量。同時可以降低熱裂傾向，尤其是有鈉存在時更為明顯。另外錳還可以使Mg5Al8均勻沉淀，改善合金的抗蝕性能和焊接性能。 2）鎂和硅 鎂硅同時加入鋁中，形成AlMgSi系合金，這是一類重要的可熱處理強化的鋁合金。強化相為Mg2Si。其鎂與硅的重量比為1.73：1。AlMgSi系合金基本上按這一比例設(shè)計鎂、硅含量。Mg2Si在鋁中的最大溶解度為1.85%，且隨溫度的降低溶解度減小，相對合金的強化作用有： 1、鎂和硅總量不

14、超1.5%，Mg2Si一般在0.81.2%之間。典型合金6063。固溶處理溫度高，淬火敏感性低，擠壓性能好，擠壓后可直接風(fēng)淬，抗蝕性高陽極氧化效果好。 2、鎂、硅總量較高，Mg2Si為1.4%左右。鎂、硅比亦為1.73：1的平衡成分。合金中加入了適量的銅以提高強度，同時加入適量的鉻以抵消銅對抗蝕性的不良影響。典型合金6061，比6063抗拉強度高70MPa，但淬火敏感性較高，不能實現(xiàn)風(fēng)淬。 3、鎂、硅總量雖然也是1.5%，但有過剩的硅。其作用是細(xì)化Mg2Si質(zhì)點，同時硅沉淀后亦有強化作用。但硅易于在晶界偏析將引起合金脆化，降低塑形。加入鉻有助于減小過剩硅的不良作用。 三、銅 銅是重要的合金元素

15、，有一定的固溶強化作用。CuAl2有著明顯的時效強化效果。AlCu合金各種狀態(tài)的力學(xué)性能與銅含量有關(guān)，銅含量在46%時強化效果最好，多數(shù)硬鋁合金含銅量處于這個范圍。 *銅和鎂 合金中有兩個主要強化相(CuAl2)和S（Al2CuMg）相。硬鋁中以S相的過渡相強化效果最好，相的過渡相強化效果稍次，合金中同時存在和S過渡相時，強化效果最大。S相的過渡相還有一定的耐熱性。一般，Cu：Mg2.6時，形成S相；Cu：Mg2.6時，形成S和相或相。 AlCuMg合金中一般加入其他元素，如錳?？梢愿纳坪辖鸬男阅?，但錳應(yīng)1%，否則粗大的MnAl6降低合金塑形。 四、鋅 鋅單獨加入鋁中，在變形的條件下對合金強度

16、的提高很有限，同時有應(yīng)力腐蝕開裂傾向，因而限制了他的使用。 1）鋅和鎂 鋅和鎂形成強化相MgZn2，對合金產(chǎn)生明顯的強化作用。MgZn2含量從0.5%提高到12%時，可不斷地增加抗拉強度和屈服強度，鎂的含量超過形成MgZn2相所需要的量時，還會產(chǎn)生補充強化作用。 MgZn2含量增加，在強化合金的同時卻大降低了應(yīng)力腐蝕開裂能力，增加剝落腐蝕傾向。為提高應(yīng)力腐蝕開裂能力，可通過對成分和熱處理過程兩者的控制而得到改善。在成分方面，由于抗拉強度和應(yīng)力腐蝕開裂敏感都隨鋅、鎂含量增加而增加，為使合金具有令人滿意的應(yīng)力腐蝕開裂抗力和足夠的強度，對鋅、鎂總量尋求折中的方案。有資料指出：Zn：Mg=2.7-2.

17、9時應(yīng)力腐蝕開裂抗力最大。 少量的銅，特別是銀，可以提高應(yīng)力腐蝕抗力。 對于可焊合金，淬火冷卻速度應(yīng)慢。調(diào)整成分，可用0.080.25%Zr代替鉻和錳，因為鋯對淬火敏感性影響最小。鋯與鋁形成ZrAl3,而鉻和錳分別形成Al122Cr和Al20Cu2Mn3，都能阻礙再結(jié)晶，而ZrAl3不含強化元素，而鉻、錳化合物會使強化元素減小，勢必增加了鎂、銅含量。減小應(yīng)力腐蝕開裂傾向的另一方法是分級時效。 2）鋅、鎂和銅 在鋁鋅鎂的基礎(chǔ)上加入銅，形成鋁鋅鎂銅系超硬鋁，其強化效果在所有鋁合金中是最大的，是重要的航空、航天合金。 一般說，鋅、鎂、銅總含量在9%以上是強度高，但合金的抗蝕性、成型性、可焊性，抗疲勞

18、性能等均會降低；總含量在68%范圍內(nèi)，合金能保持高的強度，而其他性能變好；總含量在56%以下者，合金成型性能良好，應(yīng)力腐蝕開裂敏感性基本消失。鋁鋅鎂銅系合金具有最高的強度，但斷裂韌性較低。降低雜質(zhì)鐵和硅的含量，減小有利于擴展的金屬間化合物的尺寸和數(shù)量，亦即使用高純金屬基體，是提高合金斷裂韌性的有效途徑之一。 五、鋰 鋰是自然界中最輕的金屬。鋰加入鋁中，可大大提高彈性模量和降低密度。在鋁中每添加1%的鋰，彈性模量增加約6%，密度降低約3%。同時鋁鋰合金具有高比強較好的抗蝕性能以及低的裂紋擴展速率。1、合金元素影響: A" j3 Z6 V, D+ g! x P; R銅元素8 z # O&

19、#160; g! h$ a8 N7 & F- :   ） q$ 5 0 Y鋁銅合金富鋁部分平衡相圖如圖 所示。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于這范圍。中國鋁業(yè)論壇: E; _* + # d& G鋁銅合金中可以含有較少的硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素。- v; J  . B0 : e&q

20、uot; ?$ c- w! M& l. ） t- W& d3 硅元素. - t, ?） C! I% P$ H! M" v# o中國鋁業(yè)論壇, d（ |" v（ D* j+ Q3 e6 , h% A0 DAlSi合金系平衡相圖富鋁部分如圖 所示。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。, M9 7 3 m: h$ G, |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(zhì)量比為1.73:1。設(shè)計Al-Mg-Si系合金成分時，

21、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。2 t6 j: v  _; B  J, $ ?7 H; ?Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁部分如圖 所示。Mg2Si 在鋁中的最大溶解度為1.85%，且隨溫度的降低而減速小。） N3 Q  M: t4 D1 U5 Y# k2 l） 變形鋁合金中，硅單獨加入鋁中只限于焊接材料，硅加入鋁中亦有一定的強化作用。8 S（ # q6 N" R* q9 W: p$ V; H0 g4 E% T$ &qu

22、ot; d中國鋁業(yè)論壇鎂元素1 x  B6 w W2 9 j! P+ L- P（ H1 t: r（ |中國鋁業(yè)論壇6 B, c8 4 y9 _4 E. l* mAl-Mg合金系平衡相圖富鋁部分如圖 所示。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(yè)用變形鋁合金中，鎂的含量均小于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，并有中等強度。7 o（ g  U# / Z$ j. q! a5 K: S） B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(yuǎn)34MPa。如果加入1%以下 的錳，可

23、能補充強化作用。因此加錳后可降低鎂含量，同時可降低熱裂傾向，另外錳還可以使Mg5Al8化合物均勻沉淀，改善抗蝕性和焊接性能。. t2 V） _7 2 i; k2 j, " L  B  H） t: M0 O+ d錳元素$ B/ Y8 I; t+ N5 E- k3 s f） U0 _3 p3 wAl-Mn合金系平平衡相圖部分如圖 所示。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(dá)最大值。Al-Mn合金是非時效硬化合金， 即不可熱處理強化。7 L" r1 d 

24、; U! f- n錳能阻止鋁合金的再結(jié)晶過程，提高再結(jié)晶溫度，并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化 主要是通過* U, U（ f" q: " * tMnAl6化合物彌散質(zhì)點對再結(jié)晶晶粒長大起阻礙作用。MnAl6的另一作用是能溶解雜質(zhì)鐵，形成（Fe、Mn）Al6，減小鐵的有害影響。3 O$ j5 t（ V; G# u中國鋁業(yè)論壇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。# N6 j9 O6 l& V! z, h鋅元素） l3 T4 S6 g8 _0 HAl-Zn合金系平衡相圖富鋁部

25、分如圖 所示。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%。7 h$ R! R8 A6 z- 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(yīng)力腐蝕開裂、傾向，因而限制了它的應(yīng)用。/ G） x8 V） p2 Z$ H（ V; S8 在鋁中同時加入鋅和鎂，形成強化相Mg/Zn2，對合金產(chǎn)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(yīng)力腐蝕 開裂抗力最大。 f! p） a& U. u; s6 V% N如在Al-Zn-

26、Mg基礎(chǔ)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(yè)、電力工業(yè)上的重要的鋁合金材料。. |8 / t9 z; _: y4 _% " ! L U4 b8 S2 L6 6 # H; Z2微量元素的影響中國鋁業(yè)論壇$ , : y8 1 2 9 N8 u2 o$ ?鐵和硅7 X（ Q: m; j d8 H$ s） （ S（ D# 5 K0 p$ M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(zhì)元素，對合金性能有明顯的影響

27、。它們主要以FeCl3和游離硅存在。在硅大于鐵時，形成-FeSiAl3（或 Fe2Si2Al9）相，而鐵大于硅時，形成-Fe2SiAl8（或Fe3Si2Al12）。當(dāng)鐵和硅比例不當(dāng)時，會引起鑄件產(chǎn)生裂紋，鑄鋁中鐵含量過 高時會使鑄件產(chǎn)生脆性。3 h$ l7 s2 d! I. x% D, C, p. j- T. U& f4 - B（ 中國鋁業(yè)論壇鈦和硼9 q. y0 V2 u9 1 ?$ K1 $ , x+ u0 B: B（ E: 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(jié)晶時的非自發(fā)核心，起細(xì)化鑄造組織和焊縫組織的作用。A

28、l-Ti系合金產(chǎn)生包反應(yīng)時，鈦的臨界含量約為0.15%，如果有硼存在則減 速小到0.01%。* 0 J） F  t& K, r1 l（ F9 f5 p8 R, t6 U" Z2 y0 : c9 （ _# F中國鋁業(yè)論壇鉻/ s7 Q0 g" H/ P; j8 P7 x. l" o; n% l5 S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。中國鋁業(yè)論壇（ b6 t F（ q. J+ W  Z, o鉻在鋁中形成（CrFe）Al7和

29、（CrMn）Al12等金屬間化合物，阻礙再結(jié)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(yīng)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。+ * q  f" w. A4 X% J鉻在鋁合金中的添加量一般不超過0.35%，并隨合金中過渡元素的增加而降低。! v$ C% ; p9 O# f, * O; q: l6 d中國鋁業(yè)論壇1 l* W9 O9 L$ r! a2 d鍶 d D$ c5 B9 h# & 4 z " R8 r% j1 L4 v" ! _4 S2 ?2 D/ P鍶是表面活性元素，在結(jié)晶學(xué)上鍶能

30、改變金屬間 化合物相的行為。因此用鍶元素進行變質(zhì)處理能改善合金的塑性加工性和最終產(chǎn)品質(zhì)量。由于鍶的變質(zhì)有效時間長、效果和再現(xiàn)性好等優(yōu)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-AlFeSi相變成漢字形-AlFeSi相，減少了鑄錠均勻化 時間60%70%，提高材料力學(xué)性能和塑性加工性；改善制品表面粗糙度。對于高硅（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(xué)性能也顯著提高，抗拉強度b 由233MPa提高到236MPa，屈服強度0.2由204MPa提 高到210MPa，延伸率5由9%增至12%

31、。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?zé)彳埡屠滠垺?amp; p6 r% I3 s0 W3 O） 鋯元素5 S8 （ f+ , O# Q; 4 K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(jié)晶過程，細(xì)化再結(jié)晶晶粒。鋯亦能細(xì)化鑄造組織，但比鈦的效果小。有鋯 存在時，會降低鈦和硼細(xì)化晶粒的效果。 在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，由于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(xì)化再結(jié)晶組織。: I& O3 Z* H& ?- _1 R& I% |4 . |$ J. u2 f9 J7 4 r, e雜質(zhì)元素8 g4 u%   Z/ - . 6 s5 z$ p/ t& A稀土元素加入鋁合金中，使鋁合金熔鑄時增加成分過冷，細(xì)化晶粒，減少二次晶間距，減少合金中的氣體和夾雜，并使夾雜相趨于球化。還可降低熔體表面張力，增加流動性，有利于澆