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铝合金中各种主要元素的作用介绍

更新时间:2012-10-04 14:11:41 信息编号:62953
铝合金中各种主要元素的作用介绍
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铝中加入其他元素形成的合金称为铝合金,把其他元素加入到铝中称为铝的合金化,铝中常见的合金元素有铜、镁、锌、硅、锰、钛和稀土元素等。这些元素在铝合金里都起到以下作用:
1、固溶强化作用
纯铝通过加入合金元素形成铝基固溶体,起固溶强化作用,使其强度提高,形成无限固溶体或高浓度的固溶体型合金时,不仅能够获得高强度,而且同时获得优良的塑性和压力加工性能,铜、镁、锌、硅、锰在铝中有较大的溶解度,故起较大的固溶强化作用。
2、时效强化作用
铝没有同素异构转变,铝合金的热处理强化主要是通过合金元素在铝中有较大溶解度,并且随温度的降低而急剧减少的特性来进行,这样可以形成过饱和固溶体,在随后时效时产生时效强化。铜、镁、锌、硅、锰在铝中有较大的溶解度,而室温又有很小溶解度,故铝合金加入这些元素。
3、过剩相强化作用
当铝合金中加入的合金元素超过其极限溶解度时,淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体,而以第二相出现,这个就是过剩相,过剩相多数为硬而脆的金属间化合物,它们在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用,使强度、硬度提高,塑性、韧性下降,铝合金中过剩相数量越多,强化效果越好,合金强度越高,但是过剩相过高时会使铝合金变脆而导致强度急剧降低,如铸造铝合金中的硅就是如此。
4、细晶强化作用
众所周知,金属材料晶粒越细,组织越细,力学性能就越高。所以加入一些能够细化铝合金组织的元素,也能够提高铝合金的力学性能,细化组织包括细化铝合金基体,也包括细化过剩相组织。如铝硅铸造合金中加入微量的钠或锑,少量的锰、铬、钴等元素能够细化晶粒,在提高强度的同时,也提高塑性。再如形变铝合金中添加微量的钛、锆、铍以及稀土元素,他们能够形成难溶化合物,在铝合金结晶时起到非自发形核作用,达到细化组织的目的,从而提高铝合金的强度和塑性。




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