铝合金中各种元素对铝合金旋钮性能的影响

铝合金中各种元素对铝合金旋钮性能的影响

铜元素：当铝铜合金的富铝部分为548时，铜在铝中的溶解度为5.65%，当温度降至302时，铜的溶解度为0.45%。铜是一种重要的合金元素，具有一定的固溶强化作用。此外，时效析出的CuAl2具有显著的时效强化作用。铝合金中的铜含量通常为2.5%～5%，当铜含量为4%～6.8%时，强化效果好，因此大多数铝合金旋钮的铜含量都在这个范围内。

硅元素：在共晶温度577时，硅在Al-Si合金体系固溶体中的溶解度为1.65%。虽然溶解度随温度降低而降低，但这种合金通常不能通过热处理来强化。Al-Si合金具有优异的铸造性能和耐腐蚀性。如果镁和硅同时添加到铝中以形成铝镁硅合金，则强化相为MgSi。镁与硅的质量比为1.73:1。在设计Al-Mg-Si合金体系的组成时，应根据该比例在基体上配置镁和硅的含量。一些Al-Mg-Si合金，为了提高强度，添加适量的铜，同时添加适量的铬，以抵消铜对耐腐蚀性的不利影响。

铝合金旋钮在Al-Mg2Si合金体系平衡相图的富铝部分，Mg2Si在铝中的溶解度为1.85%，并且随着温度的降低，减速度很小。在变形铝合金中，单独添加到铝中的硅限于焊接材料，添加到铝的硅也具有一定的强化效果。

镁元素：尽管Al-Mg合金体系平衡相图中富铝部分的溶解度曲线表明，镁在铝中的溶解度随温度大大降低，但大多数工业变形铝合金中的镁含量低于6%，硅含量也较低。这种合金不能通过热处理强化，但具有良好的焊接性、耐腐蚀性和中等强度。镁在铝上的强化是明显的，每增加1%镁的拉伸强度就增加约34MPa。如果添加的锰少于1%，则可以补充强化效果。因此，添加锰可以降低镁含量和热裂倾向。此外，锰可以使铝合金旋钮均匀沉淀，提高耐蚀性和焊接性能。

锰元素：在658的共晶温度下，锰在Al-Mn合金体系水平平衡相图的固溶体中的溶解度为1.82%。合金的强度随着溶解度的增加而增加。当锰含量为0.8%时，伸长率达到大值。Al-Mn合金是一种非时效硬化合金，即不能通过热处理进行强化。

锰可以阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，显著细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要由MnAl6化合物的分散颗粒阻止。MnAl6的另一个功能是溶解杂质铁并形成（Fe，Mn）Al6，减少铁的有害影响。锰是铝合金的一种重要元素，可单独添加以形成Al-Mn二元合金，通常与其他合金元素一起添加。因此，大多数铝合金都含有锰。