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合金铝板各组成元素的功能及用量分析
- 2021-08-23-

  据知,某合金铝板材所采用的是Al-Mg-Si系铝合金,主要有Mg、Cu、Si、Fe、Mn、Li等合金元素组成。各组成元素的功能及用量分析如下:

  合金元素Si与Mg是Al-Mg-Si系铝合金的主要合金元素,其能够形成β相的Mg-Si化合物Mg2Si,从而通过热处理析出并对合金起到强化作用,同时,在Si与Mg形成MgaSi后剩余的Si固溶在基体中末后再次析出,能够进一步对铝合金起到强化作用,为实现上述的作用,Si含量过少将会没法析出够足的β相,同时会使得后续烘烤的硬化性能下降,延展度也会变差,且适量的Si能够增加合金熔体的流动性,继而提高合金熔体的铸造性能;但Si的含量也不能过高,否则会使得晶界偏析以及晶粒析出的粗大化,进而使得合金铝板的延展性和成形性能变差,同时,过多的Si含量会导致熔体合金分布的均匀性难于实现。

  合金元素Mg主要是与Si形成强化相,为了获得足够的强化相,Mg的含量不能过低;但如果Mg的含量过高,将无法获得多余的Si所形成的额外的强化效果,同时Mg含量过高也容易引起合金熔体的成分偏析而影响铸造效果和产品性能。

  合金元素Cu能够与Si配列形成化合物,从而避免Si的晶界偏析导致的脆化,进而提升合金的强度,以及烘烤硬化性能,还能提高合金的耐腐蚀性和耐高热温性能;但Cu的含量也不宜过高,否则反而会导致耐腐蚀性等劣化。

  合金元素Fe能够起到固溶强化的作用,同时Fe能够起到晶粒细化的作用,从而提高合金的拉伸强度等机械性能,并且由于晶粒细化导致的晶粒数量的增加,能够制约多余的Si在晶界的偏析而导致的晶界脆化等的问题,为发挥出上述作用,Fe的含量不能过低;但由于Fe容易与Al生成金属间化合物,从而降低合金铝板的塑性加工性能,因此其含量也不宜过高。

  合金元素Mn具有一定的固溶强化作用,同时由于能够形成Al-Mn分散粒子而发挥制约晶粒粗化,从而达到晶粒细化的目的;同时还能促使Fe-A1化合物的球状析出,从而避免Fe-Al化合物对加工塑形产生的不良影响;但是Mn的含量也不宜过多,否则反而会引起粗大结晶物的析出进而导致加工性能的恶化,并且过多的Mn还会使得熔体固相线温度升高,从而使得铸造温度升高而增加生产成本并降低生产效率。

  合金元素Li能够在涂装烧烤硬化处理过程中,明显促使β相析出,从而在后续的自然时效过程中转变为稳定的Mg2Si强化相,因此Li的添加能够显著降低涂装烧烤硬化的处理温度以及时效硬化的性能,为了发挥上述租用,Li的添加量不能过低;但是Li的添加量也不能过高,过高会导致合金铝板的延伸率和成形性能下降,并且会使得熔体有明显的成分偏析而影响铸造产品的性能。

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