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合金鋁板各組成元素的功能及用量分析
- 2021-08-23-

  據知,某合金鋁板材所采用的是Al-Mg-Si系鋁合金,主要有Mg、Cu、Si、Fe、Mn、Li等合金元素組成。各組成元素的功能及用量分析如下:

  合金元素Si與Mg是Al-Mg-Si系鋁合金的主要合金元素,其能夠形成β相的Mg-Si化合物Mg2Si,從而通過熱處理析出并對合金起到強化作用,同時,在Si與Mg形成MgaSi后剩余的Si固溶在基體中末后再次析出,能夠進一步對鋁合金起到強化作用,為實現上述的作用,Si含量過少將會沒法析出夠足的β相,同時會使得后續烘烤的硬化性能下降,延展度也會變差,且適量的Si能夠增加合金熔體的流動性,繼而提高合金熔體的鑄造性能;但Si的含量也不能過高,否則會使得晶界偏析以及晶粒析出的粗大化,進而使得合金鋁板的延展性和成形性能變差,同時,過多的Si含量會導致熔體合金分布的均勻性難于實現。

  合金元素Mg主要是與Si形成強化相,為了獲得足夠的強化相,Mg的含量不能過低;但如果Mg的含量過高,將無法獲得多余的Si所形成的額外的強化效果,同時Mg含量過高也容易引起合金熔體的成分偏析而影響鑄造效果和產品性能。

  合金元素Cu能夠與Si配列形成化合物,從而避免Si的晶界偏析導致的脆化,進而提升合金的強度,以及烘烤硬化性能,還能提高合金的耐腐蝕性和耐高熱溫性能;但Cu的含量也不宜過高,否則反而會導致耐腐蝕性等劣化。

  合金元素Fe能夠起到固溶強化的作用,同時Fe能夠起到晶粒細化的作用,從而提高合金的拉伸強度等機械性能,并且由于晶粒細化導致的晶粒數量的增加,能夠制約多余的Si在晶界的偏析而導致的晶界脆化等的問題,為發揮出上述作用,Fe的含量不能過低;但由于Fe容易與Al生成金屬間化合物,從而降低合金鋁板的塑性加工性能,因此其含量也不宜過高。

  合金元素Mn具有一定的固溶強化作用,同時由于能夠形成Al-Mn分散粒子而發揮制約晶粒粗化,從而達到晶粒細化的目的;同時還能促使Fe-A1化合物的球狀析出,從而避免Fe-Al化合物對加工塑形產生的不良影響;但是Mn的含量也不宜過多,否則反而會引起粗大結晶物的析出進而導致加工性能的惡化,并且過多的Mn還會使得熔體固相線溫度升高,從而使得鑄造溫度升高而增加生產成本并降低生產效率。

  合金元素Li能夠在涂裝燒烤硬化處理過程中,明顯促使β相析出,從而在后續的自然時效過程中轉變為穩定的Mg2Si強化相,因此Li的添加能夠顯著降低涂裝燒烤硬化的處理溫度以及時效硬化的性能,為了發揮上述租用,Li的添加量不能過低;但是Li的添加量也不能過高,過高會導致合金鋁板的延伸率和成形性能下降,并且會使得熔體有明顯的成分偏析而影響鑄造產品的性能。

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