杭州鍛打鋁管鋁合金力學(xué)性能的影響

杭州鍛打鋁管Al-Zn-Mg-Cu系合金雖具有高的強(qiáng)度，但斷裂韌性較低。降低雜質(zhì)(主要是鐵和硅)和氣體含量，減小有利于裂紋擴(kuò)展的金屬間化合物的尺寸和數(shù)量，亦即使用高純金屬基體，是提高合金斷裂韌性的有效途徑之一，如表1-4和圖1-10所示。

J鋰

杭州鍛打鋁管鋰是自然界中輕的金屬。鋰加入鋁中，可大大提高彈性模量和將低密度。在鋁中每添加w(Li)=1%的鋰 ，彈性模量約增加6%，密度降低3%。同時(shí)Al-Li合金具有高比強(qiáng)、較好的抗腐蝕能及其較低的裂紋擴(kuò)展速度，因此對(duì)于飛機(jī)、空間飛行器和艦艇等都是吸引性的材料 由于工藝上的困難和許多物理冶金問(wèn)題沒(méi)有完全解決，目前尚未在工業(yè)上大量采用。近幾年來(lái)，對(duì)合金的強(qiáng)化機(jī)理、顯微組織、性能改善和工藝改進(jìn)等方面的研究都取得了很大進(jìn)展，并已逐步在航空、航天領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

K鈧

杭州鍛打鋁管鈧的原子序數(shù)為21,屬于過(guò)渡族元素和稀土元素。它在鋁及鋁合金中，既有稀土元素凈化熔體和改善鑄錠組織的作用，又有過(guò)渡元素細(xì)化晶粒、抑制再結(jié)晶的作用。已有的研究表明，微量鈧對(duì)鋁及鋁合金的組織和性能有著強(qiáng)烈的多種作用，不僅能地提高鋁及鋁合金的強(qiáng)度、韌性、耐熱性、耐蝕性和可焊性，而且還有改善抗中子輻射損傷的作用。采用適量的鈧和正確的工藝，能使鋁合金的再結(jié)晶溫度提高到450～550℃。綜上所述，杭州鍛打鋁管可以看出鈧為開(kāi)發(fā)新一代鋁合金提供了前提條件。

杭州鍛打鋁管鈧在鋁中的極限固溶度為0.32%,時(shí)效時(shí)以Al,Se化合物形式析出，非常彌散，且與基體保持完全共格。同時(shí)添加鋯能形成Al?(Se,Zr?)相，不僅能完全保持Al?Se的作用，而且在加熱時(shí)的聚集速度比Al?Sc的小得多，同時(shí)減少了鈧的用量。

杭州鍛打鋁管含鈧鋁合金的開(kāi)發(fā)已越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外的重視，現(xiàn)在，包括Al-Li合金在內(nèi)的各類變形鋁合金均開(kāi)展了添加鈧的研究，并以Al-MgSc合金研究較多，現(xiàn)已取得許多顯著的成果。

杭州鍛打鋁管由于鈧屬稀土金屬，制取和獲得困難，因此鈧的價(jià)格非常昂貴，與金等價(jià)，這是影響含鈧鋁合金應(yīng)用的主要障礙。

杭州鍛打鋁管2微量元素和雜質(zhì)的影響

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A杭州鍛打鋁管鐵和硅

杭州鍛打鋁管鐵除了在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系合金中、硅在Al-Mg-Si系合金中和在焊料合金中作為主要合金元素外，在大多數(shù)其他變形鋁合金中，鐵和硅都是常見(jiàn)的雜質(zhì)，對(duì)合金性能有著明顯的影響。雜質(zhì)鐵和硅在鋁合金熔煉溫度下形成熔體，室溫下固溶度很小。鐵和硅往往同時(shí)存在于鋁中，當(dāng)鐵含量大于硅含量時(shí)，形成α-Al?Fe?Si(或Al??Fe?Si),而硅含量大于鐵含量時(shí)，形成β-Al?FeSi(或Al?Fe?Si12)。微量的鐵和硅對(duì)鋁的強(qiáng)度有的影響，

杭州鍛打鋁管當(dāng)鐵和硅的比例不當(dāng)時(shí)，會(huì)引起鑄件產(chǎn)生裂紋。工業(yè)純鋁中鐵硅含量與裂紋傾向性的關(guān)系見(jiàn)圖1-12。該圖是根據(jù)鑄造環(huán)的試驗(yàn)結(jié)果得出的，圖中的數(shù)字表示裂紋率，曲線的右下方裂紋傾向性大，而位于左上方的合金裂紋傾向性小，若提高鐵含量，使w(Fe)>,(Si),合金成分位于曲線左上方，即可縮小結(jié)晶溫度范圍，減小裂紋傾向性。w(Fe):w(Si)≥2~3的鋁板，才有利于沖壓。

FeAl?有細(xì)化再結(jié)晶晶粒的作用，但對(duì)抗蝕性能影響較大。當(dāng)有錳存在時(shí)，鐵可溶入Al?Mn中，形成Al?(FeMn),與鋁之間的電位差減小到可以忽略不計(jì)的程度。因此，在鋁合金中都加入少量錳，減小鐵的有害作用是其目的之一。

B鎳

杭州鍛打鋁管鎳在鋁中的固溶度小，室溫時(shí)以難溶化合物的形式存在。在Al-Cu-Mg系合金中，同時(shí)加入鎳和鐵(如2618鋁合金),能明顯地提高其室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度。如果單獨(dú)加入鐵或鎳反而不利。因?yàn)閱为?dú)加入鐵時(shí)，生成Al?Cu?Fe或Al?CuFe相，單獨(dú)加入鎳時(shí)則生成AlCu-Ni或Al?(CuNi)?相，這四個(gè)相都含有銅，勢(shì)必減少原有強(qiáng)化相S(Al?CuMg)相的數(shù)量。杭州鍛打鋁管如果鐵和鎳按1:1(質(zhì)量比)的比例加入，則形成耐熱相Al?FeNi,不但保證了銅充分形成S相，而且又增加了耐熱相Al,FeNi。Al?FeNi相既有彌散強(qiáng)化作用，又能阻礙高溫下的位錯(cuò)攀移，杭州鍛打鋁管熱處理后可使合金的抗拉強(qiáng)度提高約50MPa。

工業(yè)純鋁中的微量鎳，會(huì)降低合金的導(dǎo)電性能和增加點(diǎn)蝕程度。

杭州鍛打鋁管C銀

銀在鋁中的大固溶度達(dá)55.6%,而不影響鋁的加工特性，但對(duì)高強(qiáng)鋁合金的時(shí)效動(dòng)力學(xué)有明顯的影響。少量銀對(duì)Al-Cu-Mg、Al-Zn-MgCu系合金的抗拉強(qiáng)度、斷裂制性、疲勞特性杭州鍛打鋁管、應(yīng)力腐蝕抗力等均有良好的影響。但銀貴，未能在工業(yè)上大量采用。