老师们,各种合金元素在不同系列铝合金当中的作用相当吗?那在7xxx铝合金中各合金元素的作用

老师们,各种合金元素在不同系列铝合金当中的作用相当吗?那在7xxx铝合金中各合金元素的作用

7XXX系列 Al-Mg-Si-Cu合金
镁元素
Mg Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线表明,镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小,但是在 大部分工业用变形铝合金中,镁的含量均小于6％,而硅含量也低,这类合金是不能热处理强化的,但是可焊性良好,抗蚀性也好,并有中等强度. 镁对铝的强化是明显的,每增加1％镁,抗拉强度大约升高瞻远34MPa.如果加入1％以下 的锰,可能补充强化作用.因此加锰后可降低镁含量,同时可降低热裂倾向,另外锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀,改善抗蚀性和焊接性能.
硅元素 Si
Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577 时,硅在 固溶体中的最大溶解度为1.65％.尽管溶解度随温度降低而减少,介这类合金一般是不能热处理强化的.铝硅合金具有极好 的铸造性能和抗蚀性. 若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金,强化相为MgSi.镁和硅的质量比为1.73:1.设计Al-Mg-Si系合金成分时,基体上按此比例配置镁和硅 的含量.有的Al-Mg-Si合金,为了提高强度,加入适量的铜,同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响. Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si 在铝中的最大溶解度为1.85％,且随温度的降低而减速小. 变形铝合金中,硅单独加入铝中只限于焊接材料,硅加入铝中亦有一定的强化作用.
铜元素 Cu
铝铜合金富铝部分548时,铜在铝中的最大溶解度为 5.65％,温度降到302时,铜的溶解度为0.45％.铜是重要的合金元素,有一定的固溶强化效果,此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果. 铝合金中铜含量通常在2.5％ ~ 5％,铜含量在4％~6.8％时强化效果最好,所以大部分硬铝合金的含铜量处于这范围. 铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素.
锰元素Mn
Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时,锰在 固溶体中的最大溶解度为1.82％.合金强度随溶解度增加不断增加,锰含量为0.8％时,延伸率达最大值.Al-Mn合金是非时效硬化合金, 即不可热处理强化. 锰能阻止铝合金的再结晶过程,提高再结晶温度,并能显著细化再结晶晶粒.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,形成（Fe、Mn）Al6,减小铁的有害影响. 锰是铝合金的重要元素,可以单独加入形成Al-Mn二元合金,更多的是和其它合金元素一同加入,因此大多铝合金中均含有锰.
锌元素 Zn
Al-Zn合金系平衡相图富铝部分275时锌在铝中的溶解度为31.6％,而在125时其溶解度则下降到5.6％. 锌单独加入铝中,在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限,同时存在应力腐蚀开裂、倾向,因而限制了它的应用. 在铝中同时加入锌和镁,形成强化相Mg/Zn2,对合金产生明显的强化作用.Mg/Zn2含量 从0.5％提高到12％时,可明显增加抗拉强度和屈服强度.镁的含量超过形成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中,锌和镁的比例控制在2.7左右时,应力腐蚀 开裂抗力最大. 如在Al-Zn-Mg基础上加入铜元素,形成Al-Zn-Mg-Cu系合金,基强化效果在所有铝合金中最大,也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料.
微量元素的影响
铁和硅 Fe-Si
铁在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系锻铝合金中,硅在Al-Mg-Si系锻铝中和在Al-Si系焊条及铝硅铸造合金中,均作为合金元素加的,在基它铝合金 中,硅和铁是常见的杂质元素,对合金性能有明显的影响.它们主要以FeCl3和游离硅存在.在硅大于铁时,形成β-FeSiAl3(或 Fe2Si2Al9)相,而铁大于硅时,形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12).当铁和硅比例不当时,会引起铸件产生裂纹,铸铝中铁含量过 高时会使铸件产生脆性.
钛和硼 Ti-B
钛是铝合金中常用的添加元素,以Al-Ti或Al-Ti-B中间合金形式加入.钛与铝形成 TiAl2相,成为结晶时的非自发核心,起细化铸造组织和焊缝组织的作用.Al-Ti系合金产生包反应时,钛的临界含量约为0.15％,如果有硼存在则减 速小到0.01％. 铬 Cr 铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素.600℃时,铬在铝中溶解度为0.8％,室温时基本上不溶解. 铬在铝中形成（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.但会场增加淬火敏感性,使阳极氧化膜呈黄色.