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广东锻打铝管一些元素在铝中的大固溶度见表1-3。
表1-3 一些元素在铝中的大固溶度 | ||||||||||
元素 | 温度 | 大固溶度 | 元素 | 温度 | 大固溶度 | |||||
质量分数/% | 原子分数/% | 质量分数/% | 原子分数/% | |||||||
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.除铬、钛、钒、锌、锆等元素的大固溶发生在包晶温度外,其他的发生在共晶温度;
2.在20℃时的固溶度(质量分数):除镁和锌各约2%,锗、锂和银均为0.1%-0.2%外,其余均0.1%;
3.后述章节,合金元素的含量除特别指出外,均为质量分数。
从表1-3可以看出,大固溶度(原子分数)超过1%的元素有:银、铜、镓、锗、锂、镁、硅和锌。其中银、镓、锗为稀贵金属,锂是铝的一种很有前途的合金化元素,目前国内外已开发出一些有实用价值的Al-Cu-Li与Al-Mg-Li合金。但铜、镁、锌、硅为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,如过渡族元素锰、铬、铁、锆以及一些微量添加元素,在铝中的溶解度不是很大,但对铝合金的工艺性能或使用性能会产生明显的影响,因而也是值得重视的。铝是强度不高而塑性很好的金属,合金化的目的首先是提高强度。作为变形铝合金,在考虑强度的前提下,还应综合考虑加工性能、抗蚀性以及其他特殊要求的性能。
1.1.4.1主要合金元素的影响
A锰
锰对铝及铝合金的再结晶过程有明显的影响,Al-Mn合金的再结晶温度与锰含量的关系见图1-4。
再结唱上假及其合金的再结晶过程,提高再结晶温度,并能显著愈纯,锤合量锰固溶于铝中,可提高再结晶温度20~0能显智AM散质点府庙,作用愈明显。对再结晶晶粒细化主要是通过AAn.散质点对再结品品粒长大起阻碍作用而生的化细化结晶品粒周体相平面的相,它除了能提高合金的强度,化结品粒外,另一重要作用是能济废食命形成Al₆(Fe,Mn),减小铁的有害影响。同时Al₆Mn的电极电位与铝的电极电位相等(-0.85V),所以对铝的抗蚀性能没有影响,故Al-Mn合金有与工业纯铝相当的抗蚀性。
锰是铝合金的重要合金化元素,可以单独加入形成二元Al-Mn合金(如3A21合金),更多的是和其他合金元素一同加入,因而大多数铝合金含有锰(高纯铝及高纯铝合金除外)。另外,锰会明显地增大铝的电阻,所以用作电导体材料时应控制锰的含量。
合金中锰含量过多时,会形成粗大、硬脆的Al₆Mn化合物,将损害合金的性能。
B镁
镁对铝的强化作用是明显的,每增加1%镁,抗拉强度大约升高34MPa。镁可以单独加入形成二元Al-Mg合金,含镁量在7%以下的合金在室温时稳定,一般加工铝合金含镁量在6%以下。镁也可和其他合金元素一同加入。与固溶体平衡的相为Al₈Mgs,其热处理强化作用不明显,故二元Al-Mg合金为热处理不强化的合金。而Al₈Mg,相的形态和分布对合金抗蚀性能有明显的影响,如果沿晶界呈链状分布,将造成晶间腐蚀和应力腐蚀开裂;如果呈弥散状态分布于晶内和晶界,则合金抗腐蚀性提高。