廣東鍛打鋁管一些元素在鋁中的大固溶度見表1-3。
表1-3 一些元素在鋁中的大固溶度 | ||||||||||
元素 | 溫度 | 大固溶度 | 元素 | 溫度 | 大固溶度 | |||||
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 原子分?jǐn)?shù)/% | 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 原子分?jǐn)?shù)/% | |||||||
Ag | 570 | 55.6 | 23.8 | Li | 600 | 4.0 | 13.9 | |||
Au | 640 | 0.36 | 0.049 | Mg | 450 | 14.9 | 16.26 | |||
B | 660 | <0.001 | <0.002 | Mn | 660 | 1.82 | 0.90 | |||
Be | 645 | 0.036 | 0.188 | Mo | 660 | 0.25 | 0.056 | |||
Bi | 660 | <0.1 | <0.01 | Na | 660 | <0.003 | <0.003 | |||
Ca | 620 | <0.1 | <0.05 | Nb | 660 | 0.22 | 0.064 | |||
Cd | 650 | 0.47 | 0.11 | Ni | 640 | 0.05 | 0.023 | |||
Co | 660 | <0.02 | <0.01 | Pb | 660 | 0.15 | 0.02 | |||
C | 660 | 0.77 | 0.40 | Pd | 615 | <0.1 | <0.02 | |||
Cu | 550 | 5.67 | 2.48 | Rh | 660 | <0.1 | <0.02 | |||
Fe | 655 | 0.052 | 0.025 | Ru | 660 | <0.1 | <0.02 | |||
Ga | 30 | 20.0 | 8.82 | Sb | 660 | <0.1 | <0.02 | |||
Gd | 640 | <0.1 | <0.01 | Sc | 660 | 0.38 | 0.23 | |||
Ge | 425 | 6.0 | 2.30 | si | 580 | 1.65 | 1.59 | |||
Hf | 660 | 1.22 | 186 | Sn | 230 | <0.01 | <0.002 | |||
In | 640 | 0.17 | 0.04 | Sr | 655 | |||||
Th Ti Tm | 635 | <0.1 | <0.01 | V | 665 | 0.6 | 0.32 | |||
665 | 1.00 | 0.57 | Y | 645 | <0.1 | <0.03 | ||||
645 | <0.1 | <0.01 | Zn | 380 | 82.8 | 66.4 | ||||
U | 640 | <0.1 | <0.01 | Zr | 660 | 0.28 | 0.085 | |||
1.除鉻、鈦、釩、鋅、鋯等元素的大固溶發(fā)生在包晶溫度外,其他的發(fā)生在共晶溫度;
2.在20℃時(shí)的固溶度(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):除鎂和鋅各約2%,鍺、鋰和銀均為0.1%-0.2%外,其余均0.1%;
3.后述章節(jié),合金元素的含量除特別指出外,均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
從表1-3可以看出,大固溶度(原子分?jǐn)?shù))超過1%的元素有:銀、銅、鎵、鍺、鋰、鎂、硅和鋅。其中銀、鎵、鍺為稀貴金屬,鋰是鋁的一種很有前途的合金化元素,目前國內(nèi)外已開發(fā)出一些有實(shí)用價(jià)值的Al-Cu-Li與Al-Mg-Li合金。但銅、鎂、鋅、硅為大量的普遍采用的添加元素,即合金化的基本元素。另外有一些元素,如過渡族元素錳、鉻、鐵、鋯以及一些微量添加元素,在鋁中的溶解度不是很大,但對(duì)鋁合金的工藝性能或使用性能會(huì)產(chǎn)生明顯的影響,因而也是值得重視的。鋁是強(qiáng)度不高而塑性很好的金屬,合金化的目的首先是提高強(qiáng)度。作為變形鋁合金,在考慮強(qiáng)度的前提下,還應(yīng)綜合考慮加工性能、抗蝕性以及其他特殊要求的性能。
1.1.4.1主要合金元素的影響
A錳
錳對(duì)鋁及鋁合金的再結(jié)晶過程有明顯的影響,Al-Mn合金的再結(jié)晶溫度與錳含量的關(guān)系見圖1-4。
再結(jié)唱上假及其合金的再結(jié)晶過程,提高再結(jié)晶溫度,并能顯著愈純,錘合量錳固溶于鋁中,可提高再結(jié)晶溫度20~0能顯智AM散質(zhì)點(diǎn)府廟,作用愈明顯。對(duì)再結(jié)晶晶粒細(xì)化主要是通過AAn.散質(zhì)點(diǎn)對(duì)再結(jié)品品粒長大起阻礙作用而生的化細(xì)化結(jié)晶品粒周體相平面的相,它除了能提高合金的強(qiáng)度,化結(jié)品粒外,另一重要作用是能濟(jì)廢食命形成Al?(Fe,Mn),減小鐵的有害影響。同時(shí)Al?Mn的電極電位與鋁的電極電位相等(-0.85V),所以對(duì)鋁的抗蝕性能沒有影響,故Al-Mn合金有與工業(yè)純鋁相當(dāng)?shù)目刮g性。
錳是鋁合金的重要合金化元素,可以單獨(dú)加入形成二元Al-Mn合金(如3A21合金),更多的是和其他合金元素一同加入,因而大多數(shù)鋁合金含有錳(高純鋁及高純鋁合金除外)。另外,錳會(huì)明顯地增大鋁的電阻,所以用作電導(dǎo)體材料時(shí)應(yīng)控制錳的含量。
合金中錳含量過多時(shí),會(huì)形成粗大、硬脆的Al?Mn化合物,將損害合金的性能。
B鎂
鎂對(duì)鋁的強(qiáng)化作用是明顯的,每增加1%鎂,抗拉強(qiáng)度大約升高34MPa。鎂可以單獨(dú)加入形成二元Al-Mg合金,含鎂量在7%以下的合金在室溫時(shí)穩(wěn)定,一般加工鋁合金含鎂量在6%以下。鎂也可和其他合金元素一同加入。與固溶體平衡的相為Al?Mgs,其熱處理強(qiáng)化作用不明顯,故二元Al-Mg合金為熱處理不強(qiáng)化的合金。而Al?Mg,相的形態(tài)和分布對(duì)合金抗蝕性能有明顯的影響,如果沿晶界呈鏈狀分布,將造成晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂;如果呈彌散狀態(tài)分布于晶內(nèi)和晶界,則合金抗腐蝕性提高。