Al-Cu-Mg-Ni-Fe系变形铝合金中添加铁作为合金元素,Al-Mg-Si系变形铝及Al-Si系焊条和铝硅铸件中添加硅作为合金元素合金管。 在其他铝合金中,硅和铁是常见的杂质元素,对合金铝管的性能有重大影响。 它们主要以FeCl3和游离硅的形式存在。 当硅大于铁时,形成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相,当铁大于硅时,形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)相。 当铁、硅的比例不当时,会引起铸件裂纹。 当铸铝管中铁含量过高时,铸件会变脆。
钛硼Ti-B
钛是铝合金中常用的添加元素,以Al-Ti或Al-Ti-B中间合金的形式添加。 钛和铝形成TiAl2相,在结晶过程中成为非自发核心,起到细化铸造组织和焊缝组织的作用。 Al-Ti合金发生包反应时,钛的临界含量约为0.15%。 如果存在硼,则减慢幅度小至 0.01%。
铬Cr
铬是Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素。 600℃时,铬在铝中的溶解度为0.8%,室温下基本不溶。
铬在铝中形成(CrFe)Al7、(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。 它还可以提高合金的韧性,降低应力腐蚀开裂的敏感性。 。 然而,该位点增加了淬火敏感性,使阳极氧化膜变黄。
铝合金中铬的添加量一般不超过0.35%,并随着合金中过渡元素的增加而减少。
锶Sr
锶是一种表面活性元素,可以改变金属间化合物相的晶体学行为。 因此,用锶元素进行变质处理可以提高合金的塑性加工性和最终产品的质量。 由于锶的有效变质时间长、效果好、重现性好,近年来在铝硅铸造合金中已取代钠的使用。 在挤压用铝合金中添加0.015%~0.03%的锶,可使铸锭中的β-AlFeSi相转变为中国字形的α-AlFeSi相,使铸锭均匀化时间缩短60%~70%,提高材料的力学性能和塑料加工性能; 提高产品表面粗糙度。 对于高硅(10%~13%)变形铝合金,添加0.02%~0.07%的锶元素可使初晶减少到最低限度,力学性能也显着提高。 抗拉强度бb从233MPa增加到236MPa,屈服强度б0.2从204MPa增加到210MPa,伸长率б5从9%增加到12%。 在过共晶铝硅合金中添加锶,可以减小初生硅颗粒的尺寸,改善塑性加工性能,使热轧和冷轧顺利进行。
锆元素Zr
锆也是铝合金中的常见添加剂。 一般铝合金中添加量为0.1%~0.3%。 锆与铝形成ZrAl3化合物,能阻碍再结晶过程,细化再结晶晶粒。 锆还可以细化铸造组织,但效果比钛小。 锆的存在会降低钛和硼的晶粒细化作用。 在Al-Zn-Mg-Cu合金中,由于锆对淬火敏感性的影响比铬和锰小,因此宜用锆代替铬和锰来细化再结晶组织。
杂质元素Re
铝合金中添加稀土元素,是为了增加铝合金铸造过程中的成分过冷度,细化晶粒,减小二次晶间距,减少合金中的气体和夹杂物,并倾向于使夹杂物相球化。 它还可以降低熔体的表面张力,增加流动性,有利于浇铸成锭,对工艺性能有重大影响。 各种稀土的添加量以0.1%左右为宜。 混合稀土(混合La-Ce-Pr-Nd等)的添加降低了Al-0.65%Mg-0.61%Si合金时效G?P区形成的临界温度。 含有镁的铝合金可以刺激稀土元素的变质作用。