合金元素对Al-Si合金力学性能及组织的影响

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Mg、Si含量对Al-Mg-Si合金显微组织与性能的影响

2019,Vol.33,No.9　www.mater⁃rep.com　lbh@DOI :10.11896/cldb.18070193基金项目:中国国防科技工业局资助项目(2011⁃006)　This work was financially supported by State Administration of Science Technology and Industry for National Defense of China (2011⁃006).Mg ㊁Si 含量对Al⁃Mg⁃Si 合金显微组织与性能的影响任智炜,罗兵辉,郑亚亚,高　阳,何　川中南大学材料科学与工程学院,长沙410083采用室温拉伸㊁晶间腐蚀㊁电化学极化曲线等实验手段,环境扫描电子显微镜(SEM )㊁能谱分析(EDS )㊁透射电子显微镜(TEM )等现代分析测试方法,研究在Mg ㊁Si 质量比固定不变时,改变Mg ㊁Si 含量对Al⁃Mg⁃Si 合金显微组织㊁力学性能与腐蚀性能的影响㊂结果表明,Mg ㊁Si 含量(质量分数)分别从0.6%和0.56%增大到1.6%和1.49%时,晶内β″强化相的密度增大,使得合金的力学性能呈增强趋势㊂当合金含量继续增大,晶内β″相密度增大不明显,但晶界上MgSi 相粗化且出现在晶内,在合金受力断裂时脆性的MgSi 相相连直接形成裂纹,使力学性能下降㊂Mg ㊁Si 含量的增大会导致合金的耐腐蚀性能不断下降,这是因为腐蚀先发生在第二相或第二相周围的基体,而合金元素增多将使晶界及晶内出现更多第二相,使腐蚀更容易发生㊂关键词 Al⁃Mg⁃Si 合金　腐蚀过程　力学性能　耐腐蚀性能中图分类号:TG146 文献标识码:AEffect of Mg and Si Content on Microstructure and Property of Al⁃Mg⁃Si AlloyREN Zhiwei,LUOBinghui ,ZHENG Yaya,GAO Yang,HE ChuanSchool of Materials Science and Engineering,Central South University,Changsha 410083The effect of Mg and Si content with fixed Mg /Si ratio on the microstructure and properties of Al⁃Mg⁃Si alloy was investigated by mechanical properties testing,intergranular corrosion and electrochemical polarization curve,combined with SEM,EDS,TEM techniques.The experi⁃mental results indicate that increasing content of Mg and Si from 0.6wt%and 0.56wt%to 1.6wt%and 1.49wt%can improve mechanical proper⁃ty by promoting the precipitation of metastable β″precipitates.Continuing to increase the content of Mg and Si can coarsen the MgSi phase which would crack easily under stress and lead to the decline of mechanical property.The corrosion resistance of Al⁃Mg⁃Si alloy is in inverse proportion to the content of Mg and Si associated with the density of the second phase.Corrosion always occurs in second phase or the matrix around them,while the quantity of second phase is in direct proportion to the element content,which means the alloy with higher content of Mg and Si is more susceptible to be corroded.Key words Al⁃Mg⁃Si alloy,corrosion process,mechanical property,corrosion resistance0　引言Al⁃Mg⁃Si 铝合金是一种典型的可热处理强化型合金,具有较高的比强度㊁良好的成型性㊁焊接性和耐蚀性,被广泛应用于建筑㊁交通及航空航海领域[1⁃2]㊂随着国内船舶事业的迅速发展和海洋环境复杂程度的提高,传统船用Al⁃Mg⁃Si 合金已不能满足目前对材料越来越高的综合要求㊂因此,在保证优良成型性能与铸造性能的基础上,研制兼具较高强度和优良耐蚀性能的高Mg ㊁Si 含量的Al⁃Mg⁃Si 合金,对船舶领域的发展有重要意义㊂Al⁃Mg⁃Si 合金的沉淀析出序列一般描述为:过饱和固溶体(SSSS)→纳米团簇→GP 区→β″→β′→β㊂其中单斜晶系的针状亚稳相β″对合金强化效果最明显[3⁃5]㊂在Al⁃Mg⁃Si 合金析出序列中,通常认为β″的元素构成为Mg 5Si 6,但有新的研究表明此亚稳相中应当还含有一定量的Al [6]㊂析出序列中生成的稳定相(β)成分是Mg 2Si,其Mg㊁Si 质量比为1.73,当质量比大于或小于1.73时存在过剩的Mg 或Si 都将对合金的析出过程产生影响㊂目前关于Mg㊁Si 含量对Al⁃Mg⁃Si合金性能的影响有大量的研究报道:过量的Mg 虽能提高合金的耐腐蚀性能,但会降低Mg 与Si 的固溶度,导致合金力学性能下降[7];过量的Si 能够降低GP 区与β″相中Mg㊁Si 的质量比,并增大β″相析出密度,增强对合金的时效强化效果,提高合金力学性能[8],但Si 的增加会提高合金的晶间腐蚀敏感性[9]㊂王姣等[10]的研究发现,Mg㊁Si 质量比为1.0时,即Si 过剩的情况下,Al⁃Mg⁃Si 合金兼具较高的强度和优良的耐腐蚀性能㊂目前国内外学者的研究主要集中于Mg㊁Si 质量比的变化及热处理工艺对Al⁃Mg⁃Si 合金力学性能与微观组织的影响,而本研究在确定合适的Mg㊁Si 质量比的基础上,研究了不同的Mg㊁Si 含量对Al⁃Mg⁃Si 合金力学性能㊁腐蚀性能与微观组织的影响,为制备具有较高强度和优良腐蚀性能的新型Al⁃Mg⁃Si 合金提供理论依据㊂1　实验本实验设计了Mg㊁Si 质量比为1.07的五种合金(成分见表1),合金原材料为高纯铝(99.99%)㊁高纯镁(99.99%)㊁铝硅(Al⁃20.9Si)㊁铝锰(Al⁃16Mn)㊁铝铬(Al⁃5Cr)㊁铝锆(Al⁃4Zr)㊁铝钛(Al⁃5Ti)等中间合金,熔铸过程在井式电阻炉中用石墨坩埚完成,熔炼温度为760~790℃,精炼除气㊁除杂后用水冷模浇铸成型㊂五种合金经490℃/36h 均匀化随炉冷却至室温,再进行铣面处理,之后进行530℃/4h 固溶处理,室温水淬后在鼓风时效炉中180℃时效不同时长㊂在HV⁃10B 型维氏硬度计上对时效不同时长的五种合金进行硬度测定,根据时效硬化曲线确定每种合金的T6热处理制度㊂在CSS⁃44100型万能拉伸机上进行室温拉伸实验,拉伸速率为2mm /min,拉伸试样标距为38mm×7.5mm㊂按2703照GB /T 7998⁃2005标准对试样进行晶间腐蚀实验,浸泡24h 后将腐蚀试样沿横截面切开并抛光,在Leica 型金相显微镜上观察腐蚀试样横截面形貌并测量腐蚀深度㊂合金T6态微观组织形貌及拉伸断口组织形貌可通过Quanta⁃200型环境扫描电子显微镜与FEI Tecnai G2F20型透射电子显微镜观测㊂表1　五种合金的化学成分(质量分数/%)Table 1　Content (wt%)of alloying elements in different alloys Alloy No.MgSiMnCrZrTi10.60.562 1.6 1.493 2.6 2.430.30.30.120.124 3.6 3.3654.6 4.302　结果与讨论2.1　合金时效硬化曲线五种不同成分合金的180℃时效硬化曲线见图1㊂五种合金的硬度曲线变化趋势类似,时效初期硬度急速上升,之后硬度的增大速率减缓,直至达到峰值硬度,峰值硬度维持一定的时间后,硬度开始缓慢下降㊂从图1可以发现:合金淬火态硬度随Mg㊁Si 的加入量增大而增大,1号合金淬火态硬度为52HV,2 5号合金淬火态硬度依次增大,5号合金淬火态硬度达到74HV㊂由于Mg㊁Si 含量增大,固溶过程中进入基体的合金元素越来越多,固溶强化效果增强导致合金硬度增大㊂随时效过程的进行,合金的硬度峰值与合金含量成正比,且达到峰时效状态的时长不断缩短㊂固溶后合金中溶质过饱和度越大,溶质原子析出驱动力越大,使β″相形核数增多,析出的β″相密度更高;同时,Si 含量的增加也能增大β″相的成核速率[11]㊂上述两种因素将提高合金的时效硬度,加快合金的时效析出动力学过程,缩短其达到峰时效状态的时长㊂本实验将各合金在180℃达到最大硬度值的工艺定为T6热处理㊂图1　五种合金在180℃下的时效硬化曲线Fig.1　Hardness curves of five alloys aged at 180℃2.2　Mg ㊁Si 含量对合金力学性能的影响对上述五种合金T6态下进行室温拉伸实验及拉伸断口观察,结果见图2和图3㊂由图2可知,当Mg㊁Si 含量(质量分数)从0.6%增大到4.6%时,合金的屈服强度㊁抗拉强度及延伸率均出现先增大后减小的趋势㊂从图3可以看出,五种合金均为韧性穿晶断裂,其中合金1和2为切断,宏观断裂面与主应力近似成45°角㊂从图3a㊁b 可以看到,韧窝属于拉长韧窝,大小不等,但深度很大,且两韧窝之间存在明显的撕裂棱(图3f),这种断裂方式的微观形变量最大,材料韧性最好[12]㊂3㊁4㊁5号合金为正断,宏观断裂面近似垂直于主应力方向;从图3c e 断口观察到的韧窝属于等轴韧窝,韧窝深度较浅,韧窝底部存在较大的第二相(图3g)㊂当材料内部存在大量粗大夹杂相,在受力时材料容易发生应力集中,使夹图2　T6态合金的拉伸性能Fig.2　Tensile properties of five alloys in peakaging图3　五种合金的断口形貌:(a)1号合金;(b)2号合金;(c)3号合金;(d)4号合金;(e)5号合金;(f)2号合金的高倍图;(g)5号合金的高倍图Fig.3　SEM images of fracture surfaces of five alloys:(a)alloy 1;(b)alloy 2;(c)alloy 3;(d)alloy 4;(e)alloy 5;(f)enlarged image of alloy 2;(g)enlarged image of alloy 53703Mg 、Si 含量对Al⁃Mg⁃Si 合金显微组织与性能的影响/任智炜等杂相周围的基体产生微裂纹或使夹杂相自身直接破裂,通过微裂纹直接相连的方式,微孔间快速形成裂纹(图3e),导致延伸率明显下降,进行此类型断裂方式的材料韧性较差㊂这与拉伸测试结果相符,1㊁2号合金延伸率明显高于其他合金试样㊂2.3　Mg ㊁Si 含量对腐蚀性能的影响五种合金经T6热处理后进行晶间腐蚀测试,对其截面进行金相显微镜观察(图4),结果发现五种合金出现了不同程度的晶间腐蚀㊂其中1号合金发生点蚀,腐蚀深度较浅且腐蚀面积较小㊂2号合金与3号合金发生典型的晶间腐蚀,腐蚀深度未出现明显增大,但腐蚀区域扩大,腐蚀沿着晶界向周围延伸,并且3号合金发生晶间腐蚀的间隔小于2号合金,3号合金出现较大面积的晶间腐蚀区域㊂4号合金(图4d)与5号合金(图4e)晶间腐蚀最深,深度均超过100μm,图4　五种合金晶间腐蚀的金相照片:(a)1号合金;(b)2号合金;(c)3号合金;(d)4号合金;(e)5号合金Fig.4　Intergranular corrosion photomicrographs of five alloys:(a)alloy 1;(b)alloy 2;(c)alloy 3;(d)alloy 4;(e)alloy 5且整个观察面均被腐蚀,甚至有部分晶粒从合金表面脱落,腐蚀程度最为严重㊂表2为五种合金的晶间腐蚀最大深度及等级,按照晶间腐蚀的最大深度及出现腐蚀的间隔来评定合金的晶间腐蚀敏感性,可得出此五种合金晶间腐蚀敏感性综合排序为1号合金<2号合金<3号合金<4号合金≤5号合金㊂可以看出,随着Mg㊁Si 含量的增大,晶间腐蚀敏感性逐渐增大㊂研究表明,Mg㊁Si 质量比小于1.73即Si 含量过剩时,在晶界上会析出MgSi 相和富Si 相[8]㊂其中MgSi 相电位最负,富Si 相电位最正,而α⁃Al 基体的电位介于两者之间㊂腐蚀过程中,MgSi相与其附近的α⁃Al 基体构成原电池,MgSi 相作为阳极发生点蚀,富Si 相与其附近的α⁃Al 基体构成腐蚀原电池,α⁃Al 基体作为阳极发生腐蚀[13]㊂表2　五种合金的晶间腐蚀深度及等级Table 2　The intergranular corrosion depth and level of five alloysAlloy No.Corrosion depth /μmCorrosion degree154.243252.363386.3234111.2745103.0842.4　Mg ㊁Si 含量对合金微观组织的影响图5为五种合金经T6热处理后的SEM 图片,可以看出1㊁2号合金中只有晶界上存在两种衬度的相,EDS 分析结果显示这两种相为富MgSi 相及AlFeMnSi 相;而在3㊁4㊁5号合金晶内也能够明显观察到灰色相的存在,EDS 分析结果显示该相为富MgSi 相,同时可以观察到浅白色雾状相,EDS 分析结果显示该相为富Si 相㊂晶界上的AlSiMnFe 相一般形成于熔铸以及对合金进行均匀化处理过程中,其可以在一定程度上减轻杂质Fe 带来的不利影响,且AlFeMnSi 相为高熔点相,在后续的热处理工序中不能消除[14]㊂在Al⁃Mg⁃Si 系合金中,Si会影响晶界及晶图5　五种合金T6态形貌图:(a)1号合金;(b)2号合金;(c)3号合金;(d)4号合金;(e)5号合金;(f)EDS 元素分析Fig.5　SEM morphologies of five alloys in peak aging:(a)alloy 1;(b)alloy 2;(c)alloy 3;(d)alloy 4;(e)alloy 5;(f)EDS mapping4703材料导报(B ),2019,33(9):3072⁃3076界周围富Si 相的析出行为,Si 含量越高,富Si 相越容易在晶界上析出,且晶内析出相越容易粗化[15]㊂从动力学角度考虑,晶界原子的能量高于晶内原子的能量,晶界原子活跃度更大,更容易扩散,同时晶界处可以提供异质形核核心,因此富Si 相易于在晶界处成形㊂同时,Si 溶质原子有从晶内向晶界扩散的趋势[15],故随着时效的进行,晶界处的Si 含量将高于晶内的Si 含量㊂对2号合金选取部分界面进行线扫描,结果如图5f 所示,可以看出Si 确实富集于晶界处㊂对比1号至5号合金,可以发现晶界及晶内的第二相数量呈现明显增多的趋势㊂1号合金(图5a)中,晶界存在Al⁃SiMnFe 相与MgSi 相;对比2号合金(图5b)和1号合金(图5a)可以发现,2号合金晶界上的灰色第二相MgSi 数量增多;3号合金(图5c)晶界上的第二相尺寸明显增大,且晶内出现较多的灰色MgSi 相;4号合金(图5d)与5号合金(图5e)晶内出现数量较多且体积较大的MgSi 相,这些尺寸较大的第二相对合金性能将产生负面影响,此外还发现有雾状Si 相的存在㊂析出的部分Si 单质有利于阻碍位错的发展[16],对提高材料硬度有积极作用㊂为进一步探究Mg㊁Si 含量对Al⁃Mg⁃Si 微观组织的影响,将1号㊁2号与5号合金经T6热处理后使用透射电镜以〈001〉Al 入射方向进行TEM 观察,结果分别如图6a㊁b 和c 所示㊂图6d 为从〈001〉Al 入射方向获得的选区电子衍射花样(SADP),其展示了β″相的衍射特征㊂图6　三种合金沿〈001〉Al 方向的TEM 明场相:(a)1号合金;(b)2号合金;(c)5号合金;(d)选区电子衍射花样Fig.6　Bright field TEM images of three alloys in viewing direction of 〈001〉Al :(a)alloy 1;(b)alloy 2;(c)alloy 5;(d)SADP从图6a c 可以看出,晶体内存在大量的针状相,结合图6d 衍射斑点中出现的十字星芒,可以判断此析出相为亚稳强化相㊂β″相主要沿〈001〉Al 方向析出[17],从TEM 图中能够观测到在此方向上β″析出相呈针状与圆球状两种形貌㊂在三种合金的明场像中,可以看出不同成分的合金晶内析出相的差别:在1号合金(图6a)中,β″相较稀疏,长度约为20nm;2号合金(图6b)中,β″相密度增大;5号合金(图6c)中,β″相几乎铺满整个视场,且尺寸明显增大,此外还能看到有部分β′相㊂这与力学性能测试结果一致:适当地增大合金含量能够提高晶内强化相的密度,对合金的力学性能有增强作用;但合金添加过量将导致合金强化相稳定性降低,在热力学角度将加速析出相由亚稳态向稳定态的转变[6],从而降低其对材料的强化作用㊂2.5　Mg ㊁Si 含量对合金腐蚀过程的影响图7为2号合金在3.5%(质量分数)NaCl 溶液中浸泡12h 与72h 后的腐蚀形貌(SEM 图)及选取部分点进行的能谱分析㊂从图7a 能够观察到腐蚀12h 后,发生腐蚀的地方为所标示的1和2处,对点1和点2进行能谱扫描,结果显示1处为MgSi 相,2处为AlFeMnSi相(图7c㊁d)㊂图7　合金在3.5%NaCl 溶液中浸泡(a)12h 和(b)72h 后的SEM 图及(c)点1处㊁(d)点2处㊁(e)点3处㊁(f)点4处的能谱分析Fig.7　Typical SEM images and corresponding EDS analyses after corroding in 3.5%NaCl for different times ((a)12h;(b)72h;(c)EDS analysis of point 1;(d)EDS analysis of point 2;(e)EDS analysis of point 3;(f)EDS analysis of point 4原先的MgSi 相周围出现了不规则且面积较大的腐蚀坑,这是因为MgSi 相发生了自腐蚀,MgSi 相被腐蚀溶解后原先占据的空间成为现在的腐蚀坑,而在腐蚀坑的底部还残留部分MgSi 相㊂在AlFeMnSi 相周围也有腐蚀坑,但是这里的腐蚀坑周围较光滑,腐蚀较为均匀,说明在AlFeMnSi 相周围发生的是基体的腐蚀㊂在腐蚀初期,发生腐蚀的是晶界上析出的MgSi 第二相及AlFeMnSi 杂质相周围的Al 基体,原因如下:由于MgSi 相的腐蚀电位高于α⁃Al 基体,MgSi 相作为阳极被腐蚀,MgSi 相中Mg 元素不断被溶解;AlFeMnSi 相作为富Si 相,腐蚀电位高于α⁃Al 基体,在腐蚀过程中AlFeMnSi 相作为阴极,α⁃Al 基体作为阳极,以AlFeMnSi 相为源头不断向周围α⁃Al 基体均匀腐蚀㊂从图7b 中可以看到,腐蚀沿着晶界发生,晶界上存在腐5703Mg 、Si 含量对Al⁃Mg⁃Si 合金显微组织与性能的影响/任智炜等蚀产物,对图7b中的点3进行能谱分析(图7e)发现,点3处主要含Al与Si,还有微量的Mg,说明点3原来是MgSi第二相,经过长时间的腐蚀后MgSi相中的Mg几乎溶解完全㊂当MgSi相中Mg溶解完全后,Si重新成团形成富Si颗粒[18](图7b中点4处),其分析结果如图7f所示㊂根据图5分析可知,Mg㊁Si含量的增大将导致晶界及晶内第二相尺寸增大㊁数量增多㊂因此当合金含量增大,在晶界及晶内析出的MgSi第二相及富Si相数量不断增加,当含量过高时,晶内MgSi第二相发生粗化㊂这两种因素将提高合金的晶间腐蚀敏感性,导致合金易发生晶间腐蚀行为㊂3　结论(1)在Mg㊁Si质量比固定的条件下,适当增加Mg㊁Si含量能增大晶内β″强化相密度,使合金的力学性能得到提升;当合金添加过量时,晶内β″相密度增大不明显,且发生MgSi 相粗化,从而导致合金力学性能降低㊂(2)在Al⁃Mg⁃Si合金腐蚀过程中,MgSi相和富Si相周围Al基体率先被腐蚀㊂MgSi相电位较低,腐蚀过程中作为阳极,Mg被不断溶解㊂富Si相电位较高,在腐蚀过程中作为阴极,以富Si相为源头不断向周围α⁃Al基体腐蚀,直到富Si颗粒脱落㊂随着Mg㊁Si含量的增大,合金晶界与晶内第二相数量增多㊁尺寸增大,腐蚀更容易发生,导致合金的耐腐蚀性能下降㊂(3)当合金Mg㊁Si含量(质量分数)分别为1.6%与1.49%时,合金中β″相均匀弥散地分布在晶内,此时晶内β″强化相密度较高,晶界上MgSi第二相数量较少,综合性能达到最优㊂参考文献1　Abid T,Boubertakh A,Hamamda S.Journal of Alloys and Compounds,2010,490(1),166.2　Warner T.Materials Science Forum,2006,519⁃521,1271.3　Buchanan K,Colas K,Ribis J,et al.Acta Materialia,2017,132,209. 4　Liu C H,Lai Y X,Chen J H,et al.Scripta Materialia,2016,115,150. 5　Jin S X,Ngai T,Zhang G W,et al.Materials Science&Engineering A, 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University,China,2011(in Chinese).张珊珊.Al⁃Mg⁃Si合金铸态组织及其铸锭均匀化处理研究.硕士学位论文,东北大学,2011.15Sang Y,Cheng J H,Liu C H,et al.Journal of Chinese Electron Micros⁃copy Society,2012,31(5),384(in Chinese).桑益,陈江华,刘春辉,等.电子显微学报,2012,31(5),384. 16Liao H,Wu Y,Ding K.Materials Science&Engineering A,2013,560 (1),811.17Ding L P,Jia Z H,Liu Y Y,et al.Journal of Alloys and Compounds, 2016,688,362.18Li J F,Zheng Z Q,Li S C,et al.Corrosion Science,2007,49(6), 2436.(责任编辑　李　敏) Zhiwei Ren studied at the School of Materials Scienceand Engineering at Central South University since Sep⁃tember2016.He mainly focus on the research of highperformance aluminum alloy.任智炜,2016年9月开始在中南大学材料学院进行研究生学习,专注于高性能铝合金的研究㊂Binghui Luo received his Ph.D.degree in materialsfrom Central South University(CSU)in2006.He iscurrently a professor in Material Science and Enginee⁃ring School of CSU and participates in the developmentof advanced structure and functional materials.His re⁃search interests are high⁃strength and corrosion⁃resistantmaterial,advanced composite material and high dam⁃ping materials.罗兵辉,中南大学材料科学与工程学院教授,博士研究生导师㊂2006年11月取得中南大学材料物理博士学位,现主要从事先进金属结构㊁功能材料理论研究及开发工作,在高强㊁高韧材料㊁耐腐蚀材料㊁先进复合材料(金属陶瓷)及高阻尼材料研制方面做了大量工作,在国内外知名学术刊物上发表论文80余篇㊂6703材料导报(B),2019,33(9):3072⁃3076。

合金元素对钢的组织与性能的影响

合金元素对钢的组织与性能的影响1.碳(C)：碳是钢中最常见的合金元素，它通过固溶在铁基体中形成固碳溶体，使钢的硬度、强度和耐磨性提高。

但过高的碳含量会导致钢的脆性增加，因此一般钢中的碳含量控制在0.2%以下。

2.硅(Si)：硅主要用于降低钢材的热膨胀系数和电阻率，同时可以提高钢的硬度和强度。

3.锰(Mn)：锰能够提高钢的强度和硬度，并且可以提高钢的冷加工硬化能力。

锰还能够抑制钢的脆性。

4.磷(P)和硫(S)：磷和硫是常见的杂质元素，它们会影响钢的冷加工性能和耐腐蚀性。

过高的磷含量会降低钢的冷加工硬化能力，而过高的硫含量会导致钢的韧性下降。

5.铬(Cr)：铬可以提高钢的硬度、强度和耐腐蚀性。

铬能够形成铬-铁共晶体，提高钢的硬化能力，并且能够在钢表面形成氧化铬层，起到防腐蚀的作用。

6.镍(Ni)：镍可以提高钢的强度和延展性，并且能够提高钢的耐腐蚀性。

镍还可以降低钢的温度转变时的韧性转变温度。

7.钼(Mo)：钼可以提高钢的硬度、强度和热刺激稳定性。

钼还能够提高钢的抗腐蚀性和耐磨性。

8.钛(Ti)和铌(Nb)：钛和铌能够形成稳定的碳化物，提高钢的硬度和强度。

它们还能够提高钢的耐热性能和耐腐蚀性。

9.铝(Al)：铝可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。

此外，铝还能够与氮形成稳定的氮化物，提高钢的硬度和强度。

10.稀土元素：稀土元素可以提高钢的强度、耐磨性和抗腐蚀性，并且能够改善钢的冷加工硬化能力和热稳定性。

总的来说，合金元素的添加可以改变钢的组织结构并提高其性能。

选择合适的合金元素，并控制其含量可以使钢具备不同的性能，满足不同领域的需求。

al-si合金的共晶组织-概述说明以及解释

al-si合金的共晶组织-概述说明以及解释1.引言1.1 概述共晶组织是指在一种合金中两种或更多的固相晶体同时沉淀、生长、并相互交织形成的一种特殊的微观结构。

在al-si合金中，共晶组织是由铝和硅两种元素组成的。

这种共晶组织的形成对于al-si合金的性能具有重要影响。

共晶组织是一种典型的多相结构，其特点是两种或多种不同成分的晶体在固态下同时生成并形成相互交织的结构。

在al-si合金的共晶组织中，铝和硅会形成交错排列的条纹状结构。

这种特殊的结构形态为合金提供了许多独特的性质和特点。

在工程领域中，al-si合金广泛应用于航空、汽车和电子等领域。

共晶组织作为al-si合金的典型微观结构，其形成机制和微观结构的研究对于理解合金性能、改善合金质量和开发新的应用具有重要意义。

因此，本文将从共晶组织的定义和特点出发，重点研究al-si合金共晶组织形成机制和微观结构，并探讨共晶组织对al-si合金性能的影响。

同时，本文还将讨论共晶组织控制方法和应用，并提出未来的研究方向。

通过对al-si合金的共晶组织进行深入研究，有望为合金设计和应用提供有力支持。

文章结构部分内容可以如下所示：1.2 文章结构本文共包括三个主要部分：引言、正文和结论。

引言部分主要是对al-si合金的共晶组织进行概述，并说明文章的目的。

正文部分分为三个小节，分别探讨共晶组织的定义和特点，al-si合金的共晶组织形成机制以及al-si合金共晶组织的微观结构。

其中，2.1节将介绍共晶组织的基本定义以及其特点，解释为什么共晶组织在材料科学中具有重要意义。

2.2节将详细讨论al-si合金的共晶组织形成机制，包括共晶相的选择和形成条件等方面的内容。

2.3节将从微观结构的角度研究al-si合金的共晶组织，包括共晶相的形貌、分布以及其与基体相互作用等方面的内容。

结论部分将对共晶组织对al-si合金性能的影响进行总结，探讨共晶组织控制的方法和应用，并展望未来针对共晶组织的研究方向。

Al_Si_Cu_Ni低熔点钎料中合金元素对其性能的影响

著。

由图3可见,1～5号焊丝随着Co含量的增多,堆焊金属经650℃加热6h后的硬度依次升高。

4　结论(1)Co元素对时效硬化起着重要的作用。

在本试验条件下,堆焊层金属随着Co元素含量的增加,硬度呈上升趋势,当Co含量为15.91%时,堆焊层经先固溶再时效处理后的硬度高达69.4HRC。

(2)Co元素对堆焊层的红硬性有很大的影响作用。

在本试验中,Co含量越高,堆焊层红硬性越好。

Co元素为15.91%时,试件经650℃加热6h后,硬度仍保持在60HRC以上。

参考文献1　李忠厚,吴晓东,徐重.Fe-W-Co和Fe-W-Co-Ni合金的时效硬化.金属热处理学报,1998,19(3):51～542　李忠厚,刘小平,徐重.W,Co,Ni对时效合金强度和韧性的影响.中国有色金属学报,1999,9(2):237～240(收稿日期　2002　03　30)作者简介:　李文静,1976年出生,硕士研究生。

从事焊接冶金、金属焊接性和新型焊接材料的研制等研究工作。

Al-Si-Cu-Ni低熔点钎料中合金元素对其性能的影响北京航空航天大学(100083) 于文花　朱　颖　康　慧　曲　平北京航空制造工程研究所(100024) 胡　刚摘要　Al-Si钎料因具有良好的润湿性、流动性、钎焊接头的抗腐蚀性和可加工性,应用非常广泛,但其熔点较高,很难用于低熔点的铝合金的钎焊。

以Cu、Ni作为主要的添加元素,通过正交试验的方法研究了合金元素Cu、Ni、Si对铝基钎料熔点的影响。

结果表明,影响的主次顺序为Cu、Si、Ni,同时得出:随着合金元素Cu、Si的含量的增大,其熔点大大降低;合金元素Ni的含量对钎料熔点的影响较小。

钎料Al-20Cu-3.3Ni-10Si的熔点最低,达到535.8℃,同时该钎料的铺展性能极佳。

关键词:　铝基钎料　低熔点　真空钎焊　铺展性能INFL UENCE OF ALLOYING E L EMENT T O PR OPERT Y IN Al-Si-Cu-NiLOW ME LTING-POINT SOLDERUniversity of Aeronautics and Astronautics Yu Wenhua,Zhu Ying,K ang H ui,Q u Ping Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute H u G angAbstract　In this paper,Cu and Ni are chosen to be added to Al-base solder and the effects of Cu,Si and Ni on the melting-point of solder are studied by Probability&Statistic design.The study results show that the melting-point of new designed solder decreases markedly when the content of Cu or Si increases,and the effect of Ni on the meltin g-point of solder is little.The melting-point of Al-20Cu-3.3Ni-10Si solder is535.8℃,the lowest one in the Al-Cu-Ni -Si solder.And the s preadability of this kind of solder is very good.K ey w ords:　Al-b ase solder,　low melting-point,　vacuum brazing,　spread ability0　前言Al-Si钎料因具有良好的润湿性、流动性、钎焊接头的抗腐蚀性和可加工性,故是应用最广的一种铝钎料[1]。

合金元素对钢性能的影响

合金元素对钢性能的影响
合金元素
硅（Si）
锰（Mn）
镍（Ni）
铬(Cr)
钼(Mo)
铝（Al）
铜（Cu）
对钢性能的影响是钢中常见元素之一，在炼钢过程中用作还原剂和脱氧剂。所以钢中常含有0.20%～0.30％的硅。如果钢中硅含量超过0.50％～0.60％时，硅就算作特殊的合金元素，这种钢就称为“硅钢” 硅能显著提高钢的弹性极限、屈服强度和抗拉强度，故可广泛用于制造重负的弹簧钢。在凋质结构钢中，硅不仅能增加钢的淬透性，还增加钢淬火后的抗回火性。因此，常被用作调质结构钢的合金元素，并可用于制造承受重负荷的较大截面零件的无镍铬、高强度、高韧性的高级调质钢。硅和其他合金元素如钼、钨、铬等结合，有提高钢抗腐蚀和抗高温氧化的作用，可用于制造无镍低铬的不锈耐热钢。含硅1.0％～4.5％低碳和超低碳钢，具有极高的导磁率，可做电气制造业中的硅钢片。在热处理时硅易于促使石墨化、产生脱碳现象，故在弹簧中，常加入钨、钒、铬等元素来加以防止。也用于制造耐磨的石墨钢或模具钢。但钢中含硅量较高时，在焊接时喷溅较严重，有损焊缝质量，并易导至冷脆，会增加镀锌时锌对铁的破坏作用是良好的脱氧剂和脱硫剂。因此，钢中含0.30％～0.50％的锰是经常的。在碳素钢中加入0.7％～1.8％或以上的锰时，就算是特殊钢“锰钢”了。这种含锰量较高的碳素钢的力学性能，要比一般含锰量的好得多，不但有足够的韧性(在适当的热处理条件之下)，且有较高的强度和硬度，能提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能。故在低合金结构钢中，含锰钢种发展十分迅速。利用锰和硫化合所生成的硫化锰 (MnS)夹杂，有使切屑易于碎断的作用。所以在钢中可加适量的锰和硫来生产易切削钢。此外，锰在合金结构钢、弹簧钢、轴承钢，工具钢、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢中，也获得广泛的应用。但锰能使钢的抗腐蚀能减弱，对钢的焊接性能也有不利的影响能使钢强化，改善钢的低温性能，特别是韧性，还可以提高钢的淬透性。镍钢的抗锈性也很强，具有较高的对酸、碱和海水的耐腐蚀能力，但在高温高压下对氧介质的抗腐蚀能力无明显效果，反会造成脱碳促使钢腐蚀破裂。一般国产低合金结构钢中不加入镍。镍在高含量时，可显著改变钢和合金的一些物理性能。但镍是一种重要的战略物资，在全世界范围内比较稀缺，所以作为钢的一种合金元素，应该只在不能用其他元素来获得所需的性能时，才考虑使用镍。譬如需要在高强度时具有高韧性的重要用途的结构钢，在低温工作条件下具有高韧性的钢，高合金铬镍奥氏体不锈耐热钢，以及要求具有特殊物理性能的钢等加入钢中能显著提高钢的抗氧化作用，增加钢的抗腐蚀能力。并能提高钢的强度和耐磨性。由于铬加入钢中能改善钢的力学性能及物理和化学性能，因此在各种用途的合金钢中，普遍含有不同数量的铬。由于目前我国铬资源较少，故因尽量节约使用，特别是在大量生产的结构钢中，应当少用或不用铬是一种贵重的合金元素，在我国是富产，但在整个世界范围内的储量却并不丰富。钼在钢中的作用，可归纳为提高淬透性和热强性，防止回火脆性，提高剩磁和矫顽力，提高在某些介质中(如硫化氢、氨、一氧化碳、水等介质)的抗蚀性与防止点蚀倾向等。故在结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢(也称热强钢)、磁钢等一系列的钢种中，得到广泛的应用。铬钼钢在很多情况下，可以代替较贵重的铬镍钢来制造各种重要的机件，由于钼增加钢的热强性，所以钼含量较高时，也会增加热加工的困难是炼钢时的脱氧定氮剂，并且能细化钢的晶粒，提高钢在低温下的韧性，铝对氮有极大的亲和力，含铝的钢渗氮后，在钢种表面牢固地形成一层薄而硬的弥散分布的氮化铝层，从而提高其硬度和疲劳强度，并改善其耐磨性。铝还具有耐腐蚀性和抗氧化性，可作为不锈耐酸钢的主要合金元素。在钢的表面镀铝或渗铝，可提高其抗氧化性。铝和铬、硅复合应用，可以显著提高钢的高温不起皮性和耐高温腐蚀能力。铝还适用于作电热合金材料和磁性材料。但是，铝会影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能在钢中加入0.20％～0.50％的铜，特别是和磷配合使用时，可以使低合金结构钢和钢轨钢获得优良的抗大气腐蚀性能，并且也有利于提高钢的强度、耐磨性和屈强比，而对钢的焊接性并没有不良的影响，是目前建造桥梁、船舶、汽车、机车车辆、化工石油设备及高压容器等的主要钢类。在奥氏体不锈钢中加入2％～3％的钢，可以提高其在酸性介质中的抗蚀性。但铜是稀缺金属之一，也是战略物资，因此一般不应在炼制中有意地加入。不过由于钢中含铜无法从冶炼过程中去除，而我国又有丰富的含铜铁矿，所以可以利用含铜铁矿来发展含铜钢

如何提升Al-Si铸造合金的力学性能

作业1：请采用分析与综合的方法，谈谈如何提高近共晶Al-Si铸造合金的力学性能？答：先从以下几个方面进行分析（1）Al的性能。

铝是一种银白色轻金属，它的密度很小，仅为2.7 g/cm3；铝比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等；铝有较好的延展性，它的延展性仅次于金和银；耐低温，铝在温度低时，它的强度反而增加而无脆性；铝的弹性模量为70Gpa，泊松比为0.33。

（2）Si的性能。

硅硬而有金属光泽，它的密度为2.32-2.34 g/cm3；单晶硅（100）的弹性模量为140～150GPa；高纯的单晶硅是重要的半导体材料，在单晶硅中掺入微量的第IIIA 族元素，可形成p型硅半导体，掺入微量的第VA族元素，可形成n型半导体；硅有机化合物是一种多功能材料，被广泛运用。

（3）铸造合金的概念。

适于熔融状态下充填铸型获得一定形状和尺寸铸件毛坯的合金称为铸造合金，因此这种合金需要一定的铸造性能——较好流动性，较小收缩性、偏析和吸气性。

（4）优良铸造性能对铸造合金的力学性能的影响。

在铸造过程中，流动性好的合金有利于液态金属中的夹杂物和气体上浮排除，并且能够使铸件的凝固收缩部分及时得到液态合金的补充，从而减少产生缩孔。

收缩性小的合金能减少铸件产生缩孔、铸造内应力、变形、裂纹等缺陷。

吸气性小的合金可以减少铸件的气孔，而偏析较大的铸件化学成分不均匀，降低力学性能，易热裂和疲劳。

（5）近共晶合金的概念。

在共晶温度下，液相通过共晶凝固同时结晶出两个固相，这样的两相的混合物称为共晶组织或共晶体。

接近共晶点成分，凝固组织大部分由共晶体组成的合金就称为共晶合金。

（6）共晶合金的优良铸造性能。

共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的，结晶过程从表面开始向中心逐层推进。

由于凝固层的内表面比较平滑，对尚未凝固的液态合金流动的阻力小，有利于合金充填型腔。

此外，在相同的浇注温度下，共晶成分合金凝固温度最低，相对来说液态合金的过热度大，推迟液态合金的凝固，因此合金的流动性最好。

合金元素对铝合金性能的影响

合金元素影响铜元素铝铜合金富铝部分548时，铜在铝中的最大溶解度为 5.65%,温度降到302时，铜的溶解度为0.45%。

铜是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果。

铝合金中铜含量通常在2.5%~5%，铜含量在4%~6.8%时强化效果最好，所以大部分硬铝合金的含铜量处于这范围。

铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素。

硅元素Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577时，硅在固溶体中的最大溶解度为1.65%。

尽管溶解度随温度降低而减少，介这类合金一般是不能热处理强化的。

铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性。

若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为MgSi。

镁和硅的质量比为1.73：1。

设计Al-Mg-Si系合金成分时，基体上按此比例配置镁和硅的含量。

有的Al-Mg-Si合金，为了提高强度，加入适量的铜，同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响。

Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si在铝中的最大溶解度为1.85%，且随温度的降低而减速小。

变形铝合金中，硅单独加入铝中只限于焊接材料，硅加入铝中亦有一定的强化作用。

镁元素Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线表明，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，但是在大部分工业用变形铝合金中，镁的含量均小于6%，而硅含量也低，这类合金是不能热处理强化的，但是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度。

镁对铝的强化是明显的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高瞻远34MPa。

如果加入1%以下的锰，可能补充强化作用。

因此加锰后可降低镁含量，同时可降低热裂倾向，另外锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能。

锰元素Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时，锰在固溶体中的最大溶解度为1.82%。

合金强度随溶解度增加不断增加，锰含量为0.8%时，延伸率达最大值。

Al-Mn合金是非时效硬化合金，即不可热处理强化。

mg-2si含量对过共晶al-si复合材料组织及性能的影响刘政

ｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄａｍｏｕｎｔｓｏｆＭｇ２Ｓｉｐｈａｓｅ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＨｙｐｅｒｅｕｔｅｃｔｉｃＡｌ－ＳｉＡｌｌｏｙ，Ｍｇ２ＳｉＰｈａｓｅ，Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ＳｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＷｅａｒＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ
Ａｌ－１８Ｍｇ２Ｓｉ－１３．４ＳｉＡｌ－２０Ｍｇ２Ｓｉ－１２．６８Ｓｉ
收稿日期：２０１１－０３－０２基金项目：江西省教育厅科技重点项目资助（ＧＪＪ１１０２１）第一作者简介：刘政，男，１９５８年出生，教授，江西理工大学机电工程学院，江西赣州（３４１０００），电话：０７９７－８３１２４２８，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｋｋ６６＠１６３．ｃｏｍ
８９９
特种铸造及有色合金２０１１年第３１卷第１０期
合金锭、工业纯铝预热到２００ ℃左右，加入到坩埚，升温使其熔化。熔化过程中加入覆盖剂，形成熔池后，除去表面熔渣。然后加入０．３％～０．５％的Ｃ２Ｃｌ６除气精炼。将温度控制在７５０ ℃ 时，加入不同质量分数的镁块。为防止镁块的烧损，用铝箔包住镁块，以钟罩压入铝液深处，静置１０ｍｉｎ，然后在７５０ ℃ 浇注成铸锭，采取直接水冷的方式进行冷却。浇注前，将金属型预热到３５０～４５０ ℃，目的是减缓铸型的激冷作用，避免产生浇不足、冷隔、裂纹等缺陷。
试验以工业纯铝（纯度９９．７％）、Ａｌ－５０Ｓｉ中间合金、金属镁为原料，在ＳＧ２－３－１０型坩埚电阻炉内熔炼不同Ｍｇ２Ｓｉ含量的Ｍｇ２Ｓｉ／Ａｌ－Ｓｉ复合材料，试样组成见表１。

合金元素对Al-Zn-Si-Mg系合金组织和性能的影响

２０１３年第２期
２０１３年４月
・
铸造
设
备
与工
艺
Ａｐｒ．２０１３Ｎｏ２
ＦＯＵＮＤＲＹＥＱＵＩＰＭＥＮＴＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
试验研究・
合金元素对Ａ１ … ＺｎＳｉＭｇ系合金组织和性能的影响
氏硬度提高８．７５％。随着含ｓｉ量的增加，合金组织中的共晶硅逐渐增多，合金硬度提高了６．３３％。当Ｍｇ元素含量
由０．１％增加到０．３％时，合金微观组织变化不显著，但是，合金硬度提高了３．７５％。关键词：Ａｌ－Ｚｎ — ｓｉ — Ｍｇ合金；合金元素；显微组织；布氏硬度
Ａｌ — ｚｎ — Ｓｉ — Ｍｇ系合金具有良好的铸造性能，缩孔和热烈倾向较小，并且，该合金具有较好的焊接性能和切削加工性能。其成分（质量分数，％）为：ｚｎ
大，需证模具正常工作而不变形。然而，目前国内外，对铝
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｅｆｅｃｔｏｆｍａｉｎａｌｌｏｙｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔＺｎ，ＳｉａｎｄＭｇｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＢｒｉｎｅｌｌｈａｒｄｎｅｓｓｏｆＡｌ－Ｚｎ — ｓｉ —ＭｇＡｌｌｏｙｓｏｆ
ｐｌａｓｔｉｃｍｏｌｄｍａｔｅｒｉａｌｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．ｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ０ｃ（Ａ１）ｉｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｍｃｔｕｒｅｗａｓｇｒａｄｕａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄａＨｏｙＢｒｉｎｅｌｌ

Mg、Si元素对Al—Mg—Si合金性能影响探讨

Mg、Si元素对Al—Mg—Si合金性能影响探讨文章研究了Mg、Si元素对Al-Mg-Si合金性能影响，重点分析Mg/Si对Al-Mg-Si合金导线在时效过程中导电率及显微硬度的影响。

利用示差扫描量热法（DSC）及透射电子显微镜（TEM）方法分析，探索镁硅比对Al-Mg-Si合金导线性能影响的内在机理。

标签：Al-Mg-Si合金；镁硅比；Mg5Si6；时效；导电率；硬度引言自从1898年美国正式使用纯铝线做架空绞线和1921年出现Aldrey铝合金以来，铝作为导体在电气工业中被大量应用。

铝合金克服了纯铝绞线的强度底、蠕变性、耐热性能差等缺点，使导电用铝合金发展更为迅速。

铝合金芯铝绞线（ACAR）在北美的美国、加拿大等国得以大量应用。

为实现可持续发展，履行国企社会责任，国网公司近年来积极推进“新材料、新技术和新工艺”应用，建设环境友好和资源节约型电网。

节能导线作为输电线路最有效的节能降耗措施正在逐步推广，其中导电率52.5%高强度铝合金及导电率58.5%IACS中强度铝合金在高压、超高压、特高压输等输电线路工程中得以广泛使用。

近年来铝合金产品也得以迅速批量应用，其中高强度铝合金的导电率52.5%、53%IACS两个等级，中强度铝合金的导电率58.5%IACS，与国外先进技术相比还有一定的提升空间。

虽然我国铝合金制造水平得以发展迅速，但受研发仪器、研发能力的限制，在电工材料用铝合金的技术一直未有较明显的突破，公司与澳大利亚莫纳什大学合作，对合金导电性能的提升做相关技术研究。

1 合金强化原理铝镁硅系合金导线是一种可热处理强化型铝合金导线，在人工时效过程中析出强化是其主要的强化手段之一。

在人工时效过程中，主要发生点缺陷的消失、固溶原子脱溶、析出相的形核长大以及位错回复现象。

固溶原子对铝合金导线导电率的影响要远大于析出相的影响，因此铝镁硅系合金导线的时效过程是导电率不断升高的过程。

固溶态Al-Mg-Si合金杆在时效过程中依次析出GP区、β” （Mg5Si6）、β’及β相（Mg2Si），其中β”相呈针状并与基体存在共格关系，时效硬化效应最明显，是峰时效时的产物，随着时效时间的进一步延长，由于新相的产生及长大，新的析出相逐渐失去了与基体的共格关系，时效硬化效应下降，进入过时效阶段。

铝合金中各项元素及微量元素作用

.23.
九、锶Sr ¡ Sr可使共晶Si的晶体的头部成为细粒状，有效地提高了合金的强度，Sr对共晶Si的变质细化产生非常大的效果。
.24.
未变质ADC12
.25.
锶变质ADC12
.26.
未变质A356
.27.
锶变质A356
.28.
十、Ni镍
¡ Ni在铝合金中形成NiAl3等金属化合物，提高合金的高温强度和体积、尺寸稳定性，并有使Fe的化合物变成块状的倾向，即降低杂质Fe的有害作用，，但使合金的耐蚀性下降。
.17.
未变质
.18.
Ca变质
.19.
七、磷P
¡ P在铝合金中形成AlP结晶，使合金中结晶出细小的初晶Si，有效的细化了其晶粒。P是通过Cu-P、AlCu-P中间合金加入的，当同时有Ca存在时，则会生成Ca3P，降低P的变质效果，P会降低Na、Sr、 Sb的细化共晶Si的效果。
.20.
未变质
.29.
十一、钛Ti ¡ Ti使晶粒细化的作用，所生成的TiAl3 TiB2 密度比铝合液大，所以添加后从保温到浇铸时间不要拖得过长，否则会产生沉降或密度偏析。
.30.
.31.
十二、锑(Sb) ¡ Sb对Aｌ－Sｉ系合金有变质作用，它对亚共晶和过共晶都有较好的变质作用，经细化后的共晶Si的晶粒呈薄层状。
¡ 含硅量较高的Al-Si合金中的共晶硅一般要进行变质处理使之细化。
.9.
二、铁Fe
¡ 长存有害杂质，增加合金脆性,易生成β相（针状）降低合金强度.杂质铁生成FeAl3针状结晶，由于压铸是急冷，所以析出的晶体很细，不能说是有害成分，含量低于0.7%则不易脱模,所以Fe含量0.8-1.0%反而好压铸.含有大量的铁会生成金属化合物,形成硬点.并且含铁量1.2%时,降低合金流动性,损害铸件的品质,缩短压铸设备中金属组件的寿命.所以应尽量减少人为致使铁含量增高，对铁质钳和工具有效保护，在生产中控制铁的含量，并使硅略低度于共晶点。浇铸铝液温度不宜过低

合金元素对材料的强度影响

合金元素对材料的强度影响
合金元素对材料的强度影响主要体现在以下几个方面：
1. 固溶强化：通过溶入合金元素，使基体金属得到强化，提高材料的屈服强度和抗拉强度。

2. 细晶强化：通过细化晶粒，使材料强度得到提高。

合金元素对晶粒的细化作用比较显著，可细化基体金属的晶粒。

3. 沉淀强化：通过在基体金属中形成弥散的强化相，使材料得到强化。

合金元素在基体金属中形成弥散的强化相，从而提高材料的屈服强度和抗拉强度。

4. 加工硬化：通过使金属材料发生塑性变形，提高材料的强度。

合金元素可以影响材料的加工硬化行为，从而提高材料的强度。

综上所述，合金元素对材料的强度影响主要体现在固溶强化、细晶强化、沉淀强化和加工硬化等方面。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的合金元素，以获得最佳的材料强度性能。

Li元素对Al-Mg-Si合金微观组织演变与力学性能的影响

Li元素对Al-Mg-Si合金微观组织演变与力学性能的影响摘要：本文以Al-Mg-Si合金为研究对象，研究Li元素对Al-Mg-Si合金微观组织演变及力学性能的影响。

利用透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、扫描电镜(SEM)等多种手段对Al-Mg-Si合金和Al-Mg-Si-Li合金的微观组织结构进行了观察和分析。

结果表明，Li元素的添加对Al-Mg-Si合金的组织演变及力学性能均有较大的影响。

在微观组织方面，Li元素的加入使合金中析出的亚稳定Mg2Si相数量明显减少，Si 元素的析出形貌也发生了改变；同时，Li元素促进了Al-Mg-Si合金中的弥散Mg2Si相的形成，增强了合金的强度和硬度。

在力学性能方面，Li元素的添加使Al-Mg-Si-Li合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率更高，在与Al-Mg-Si合金相同条件下，Li元素的添加可提高合金的力学性能。

关键词：Li元素，Al-Mg-Si合金，微观组织结构，力学性能，强度，硬度，延伸率Abstract:In this paper, Al-Mg-Si alloy was taken as theresearch object to investigate the influence of Li element on the microstructure evolution and mechanicalproperties of Al-Mg-Si alloy. The microstructure ofAl-Mg-Si alloy and Al-Mg-Si-Li alloy was observed and analyzed by transmission electron microscopy (TEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the addition of Li element had a significant impact on the microstructure evolution and mechanical properties of Al-Mg-Si alloy. In terms of microstructure, the addition of Li elementsignificantly reduced the amount of unstable Mg2Si phase precipitated in the alloy, and changed the precipitated morphology of Si element. At the same time, Li element promoted the formation of dispersed Mg2Si phase in Al-Mg-Si alloy, and enhanced the strength and hardness of the alloy. In terms of mechanical properties, the addition of Li element increased the yield strength, tensile strength and elongation of Al-Mg-Si-Li alloy. Under the same conditions as Al-Mg-Si alloy, the addition of Li element can improve the mechanical properties of the alloy.Keywords: Li element, Al-Mg-Si alloy, microstructure, mechanical properties, strength, hardness, elongationIn addition to its impact on microstructure and mechanical properties, the addition of Li element alsoaffects the corrosion resistance of Al-Mg-Si alloy. It has been observed that the corrosion resistance of Al-Mg-Si alloy can be improved with the addition of Li element, especially in aggressive environments.Furthermore, the addition of Li element also affects the thermal stability of Al-Mg-Si alloy. It has been reported that the addition of Li element can significantly improve the thermal stability of Al-Mg-Si alloy, restraining the coarsening of precipitates during high temperature exposure.Overall, the addition of Li element can bring significant benefits to the properties of Al-Mg-Si alloy, including improved microstructure, mechanical properties, corrosion resistance and thermal stability. However, the optimal amount of Li element and the detailed mechanisms of its effects need to be further investigated and optimized for different applicationsTo further improve the thermal stability of Al-Mg-Si alloy, there are a few approaches that can be taken. One method is to increase the amount of Si in the alloy, as Si can act as a stabilizing element for precipitates. However, increasing the Si content too much can lead to the formation of undesirable phases, such as β-AlFeSi, which can reduce the alloy'smechanical properties.Another approach is to incorporate other elements that can retard the coarsening of precipitates. For example, Scandium (Sc) has been found to be effective at inhibiting precipitate coarsening by forming a stable Sc-rich intermetallic phase, which reduces thediffusion rate of Mg and Si atoms. However, Sc is an expensive and rare element, making it challenging to adopt on an industrial scale.One more approach is the use of nano-sized reinforcing particles/disperse phase. For example, reinforcing Al-Mg-Si with nano-sized particles such as Al2O3 can improve its mechanical properties and thermalstability. This is because the nano-sized particlesact as pinning points for precipitates, preventing them from coarsening during high-temperature exposure. However, the challenge with this approach is the homogenous dispersion of nano-sized particles in the matrix of the alloy, which can be technically challenging.In summary, there are various ways to improve the thermal stability of Al-Mg-Si alloy, including adjusting the alloy's chemical composition, incorporating small amounts of other elements or nano-scale reinforcing particles, and optimizing heat treatment and processing parameters. Further research in this field will be essential for developing the optimal Al-Mg-Si alloy for different applications, such as the transportation industry, where lightweight materials with excellent thermal stability are highly desirableIn addition to the aforementioned methods, there are other ways to improve the thermal stability of Al-Mg-Si alloy. One approach is to use multi-component alloys. For example, the addition of small amounts of Scandium (Sc) can significantly enhance the thermal stability of Al-Mg-Si alloys. Sc can form nano-scale precipitates, which not only provide effective pinning sites for dislocations, but also inhibit the coarsening of the MgSi particles. The addition of Sc can also promote the formation of a fine-grained microstructure, which further enhances the strength and thermal stability of the alloy.Another approach is to introduce nano-scalereinforcing particles into the Al-Mg-Si alloy. These reinforcing particles, such as nanoparticles, nanotubes, or nanowires, can significantly strengthen the alloy without sacrificing its thermal stability. For example, carbon nanotubes (CNTs) have beenreported to improve the thermal stability of Al-Mg-Si alloys by reducing the thermal expansion coefficient, enhancing the strength and wear resistance, and inhibiting the coarsening of the MgSi particles.Optimizing heat treatment and processing parameters is also crucial for improving the thermal stability ofAl-Mg-Si alloy. Heat treatment can influence the microstructure and mechanical properties of the alloy by controlling the precipitation of MgSi particles, dislocation density, and grain size. For example, solution treatment followed by artificial aging can promote the formation of fine and uniformlydistributed MgSi particles, thereby enhancing the strength and thermal stability of the alloy. Meanwhile, cold rolling, extrusion, or forging can refine the grain size and improve the texture and strength of the alloy.In conclusion, the thermal stability of Al-Mg-Si alloy can be improved by adjusting the chemical composition, introducing small amounts of other elements or nano-scale reinforcing particles, and optimizing heat treatment and processing parameters. These methods can enhance the strength, wear resistance, and dimensional stability of the alloy, and expand its applications in different industries. However, further research isneeded to fully understand the underlying mechanisms and develop more effective strategies for improving the thermal stability of Al-Mg-Si alloy总之，通过改变化学成分、引入微小的其他元素或纳米级别的增强颗粒，并优化热处理和加工参数，可以改善Al-Mg-Si合金的热稳定性，并扩大其在不同行业的应用。

铸造Al-Si合金中主要合金元素的物性及作用

铸造Al-Si合金中主要合金元素的物性及作用方世杰1，赵玉谦1, 刘耀辉1，姚军1，21吉林大学南岭校区材料科学与工程学院, （130025）2内蒙古工业大学材料科学与工程学院, （010062）E-mail（fangshijie_jlu@）摘要：合金元素的添加对提高铸造合金的性能具有极为重要的意义。

本文系统地介绍了铸造铝硅合金中主要元素的发现年代、发现人、矿物资源、在地壳中的含量以及物理和化学性质；并对这些元素对铝硅合金的影响及其作用机理进行了论述。

关键词：铸造；铝硅合金；合金元素；物性1.引言铸造铝硅合金作为现代工业中使用最为广泛的铸造合金之一，以其重量轻、强度高、铸造成型性好和机械加工性能优良等诸多优点，被广泛应用于航空、航天、汽车及其它运载机械上[1]。

特别是从上世纪70年代以来，汽车工业大量使用铝合金材料[2]。

据统计，工业发达国家地轿车平均用量已达130kg以上，正在向270－300kg前进。

其中铝合金铸件占75％以上，而Al-Si合金铸件又占铸件总量的80％以上。

因此Al-Si铸造合金是最重要的汽车用合金[3]。

但是，目前国内外现有牌号的铸造铝硅合金的力学性能在比强度和伸长率等方面还不能与高强铸钢相匹敌，难以满足当前及今后汽车、飞机等运载机械零部件工业的发展要求，因此人们正从优化合金成分、净化处理、细化变质处理及热处理等方面对其进行研究，以期提高其综合力学性能[1]。

在各项措施中，以通过优化合金成分来提高铝硅合金性能的方法目前得到普遍认可[4,5]。

本文通过对铸造铝硅合金中各主要合金化元素的分析，论述了它们对铝硅合金的作用及强化机理，期望能对今后研制高性能的铸造铝硅合金提供指导和借鉴。

2.主要合金元素的物性及作用2.1铝（Al）Aluminum原子量 26.9815 原子序数 13原子半径（A O） 1.431 共价半径（A O） 1.18离子半径（A O） Al3+ 0.57 0.50 原子体积（cm3/mol） 9.99晶体结构面心立方还原电位(V) Al3+→Al, -1.662电负性 1.5 氧化态 3电子构型 [Ne]3s23p1 密度(g/cm3) 2.7熔点(K) 933.25 沸点(K) 2793熔化热(KJ/mol) 10.7 比热容（J/kg·K）900基金项目：受吉林大学2004年创新基金(419070200004)资助；受吉林大学“985工程”汽车工程科技创新平台资助- 1 -电阻系数（×10-6Ω·cm） 2.6551825年丹麦人K. Oerstedt提炼出不纯物；1827年德国人Wohler制得纯铝。

合金元素对钢的性能影响

合金元素对钢的影响合金元素在钢中的存在形式：溶入铁素体、奥氏体和马氏体中，以固溶体的溶质形式存在形成强化相，如溶入渗碳体形成合金渗碳体，形成特殊碳化物或者金属间化合物形成非金属夹杂，如合金元素与O、N、S形成氧化物、氮化物和硫化物有些元素如Pb、Ag等游离态存在。

一、合金元素与铁的相互作用1扩大xx区的元素（xx形成元素）使A4点上升，A3点下降，导致xx稳定区域扩大无限扩大xx区的元素：Ni, Mn, Co有限扩大xx区的元素：C, Cu, N2.缩小奥氏体区的元素（铁素体形成元素）使A4点下降，A3点上升，导致xx稳定区域缩小完全封闭xx区的元素：Cr, Ti, V, W, Mo, Al, Si缩小xx区，但不使之封闭的元素：B, Nb, Zr二、合金元素与碳的相互作用1.非碳化物形成元素主要包括：B, N, Ni, Cu, Co, Al, Si等它们不能与碳元素形成化合物，但可以固溶于铁中形成固溶体这些元素都位于元素周期表中铁元素的右边2.碳化物形成元素主要包括Ti, Zr, Nb, V, W, Mo, Cr, Mn, Fe这些元素都位于元素周期表中铁元素的左边它们都可与碳元素形成化合物，但形成的碳化物的性质差别很大Fe-C 相图是研究钢中相变和对碳钢进行热处理时选择加热温度的依据，因此有必要先了解合金元素对Fe-C相图的影响。

钢中有三个基本的相变过程：加热时奥氏体的形成、冷却时过冷奥氏体的分解以及淬火马氏体回火时的转变。

合金元素对钢加热时xx形成过程的影响合金元素对减小奥氏体晶粒长大倾向的作用也各不相同。

Ti、V、Zr、Nb等强碳化物形成元素强烈阻碍奥氏体晶粒长大，细化晶粒。

W、Mo、Cr阻止奥氏体晶粒长大的作用中等。

非碳化物形成元素Ni、Si、Cu、Co等阻止奥氏体晶粒长大的作用轻微。

Mn、P有助于xx晶粒的xx。

合金元素对过冷xx分解过程的影响几乎所有的合金元素（除Co）外都使C－曲线向右移动，即减慢珠光体类型转变产物的形成速度。

钢材中的合金元素含量对其性能的影响

钢材中的合金元素含量对其性能的影响钢材中的合金与杂质含量对其性能的影响一、对钢材一般性能的影响1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。

硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。

含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。

硅量增加，会降低钢的焊接性能。

优点：(1)提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。

(2) 硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,这是一般弹簧钢。

(3)耐腐蚀性。

硅的质量分数为15%- 20%的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。

含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2 薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。

缺点：使钢的焊接性能恶化。

3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。

在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。

锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

优点：（1）锰提高钢的淬透性。

（2）锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。

（3）锰对钢的高温瞬时强度有所提高。

缺点：①含锰较高时，有较明显的回火脆性现象；②锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感，在热处理工艺上必须注意。

大型薄壁压铸材料Al-Si合金的组织和力学性能

中图分类号：ＴＵ５１２．４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－５０６５（２０２０）０３－０００１－３
Microstructure and mechanical properties of Al-Si alloy for large thin-walled HPDC product
WANG Yuan-feng1*，WANG Yuan-yuan2，YU Ri-he1，SONG Wen-jun1，WANG Jian1，JIANG Yi-qun1
分，添加细化剂、变质剂，细化铸件初生 α-Al 相晶粒尺寸
及减小组织枝晶间距，优化铸件的微观组织以满足产品的强
度要求，是最经济的办法。此外，通过对熔炼温度、浇注温
度、凝固速度、充型速度等工艺参数进行优化，也可以达到
细化晶粒，改善铸件微观组织形貌的目的。
我们知道，在铝合金液相线温度附近，熔体温度过低时，
过程中的成分设计、模具设计以及工艺设计进行了有效的指导。结果表明，试制铸件平均抗拉强度达到２９３．４１ＭＰａ，平
均屈服强度达到２００．２１ＭＰａ，平均延伸率达到５．３７％，具有优良的综合力学性能，且产品的内部质量符合ＡＳＴＭＥ５０５
Ａ３级要求，产品品质满足客户需求。
关键字：薄壁；压铸；Ａｌ－Ｓｉ合金；组织；力学性能
Mg 元素可有效降低 Sr、Cu 对铸件微孔倾向增大的影
响，同时 Mg 可以与 Si 形成 Mg2Si 增强相，提高合金的力学性能。
Sr 是重要的变质元素，促进 Si 相的球化。
综合上述工艺条件，经过多次成分调整及材料热物性参
数模拟，最终确定成分见表 1。
表 1 新型 Al-Si 合金的化学成分 %

铁含量对压铸铝合金力学性能的影响

铁含量对压铸铝合金力学性能的影响摘要：铝合金压铸过程中，除了铁素体会消耗一部分合金元素外，还会发生一些化学反应。

在生成第二相的同时，还会生成一些新的化合物。

这些化合物在压铸过程中不仅会对合金的强度产生一定的影响，还会对压铸件的耐蚀性产生不利的影响。

因此，在合金中添加铁元素可以有效地细化合金晶粒，提高合金的力学性能。

在铝合金中添加铁元素可以明显地提高铝合金的强度、塑性和耐蚀性，但对其力学性能和耐蚀性有较大的影响。

因此，需要在不改变铝合金基体组织和化学成分的前提下，合理选择铁元素含量来改善铝合金压铸件的力学性能和耐蚀性。

关键词：铁；压铸铝合金；机械性能；铁含量；强度前言：压铸技术具有许多独特的优点，在改善有色金属合金铸件的精度、生产效率和表面质量上具有很大的优越性。

众所周知，为了提高金属材料的力学性能，通常会在压铸铝合金中添加中铁，然而，由于铁的存在，一方面可以阻止模具粘结，另一方面又会导致材料的延展性和冲击韧度下降，所以，需要对其进行严格的控制。

1细化晶粒由于合金元素对晶粒细化有一定的影响，因此可以在不改变铝合金基体组织的前提下，适当降低合金中铁的含量来达到细化合金晶粒的目的。

当铁的含量为0.1%~0.25%时，可以显著地提高合金的力学性能。

同时，当铁的含量为0.20%~0.25%时，合金具有更好的机械性能，尤其是在硬度和耐磨性方面。

实验结果表明：当铁元素的含量为0.1%时，铝合金具有最佳性能；当铁元素含量为0.15%~0.25%时，铝合金具有最好性能；当铁元素含量为0.15%~0.25%时，合金具有最佳机械性能；当铁元素含量为0.20%~0.25%时，合金具有最好力学性能。

2细化铸造裂纹合金中添加铁元素可以提高铝液的流动性，从而使铝液更容易通过压铸件的凝固区域，同时铁元素可以与铝相结合形成FeAl3,FeAl3可以起到细化晶粒的作用。

因为颗粒状的FeAl3在合金中会阻碍铝液和型壳的接触，从而降低铝液的流动性，使得铝液更容易通过凝固区域，因此降低了铝液在凝固区域的过冷度，提高了铝液在凝固过程中的流动性，从而改善了铝合金压铸件的组织结构和力学性能。

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中最受重视的结构材料之一ｌ］＿。铝合金以其良好】
的力学性能（高的比强度、较比刚度）在工业中被广，
为控制和改善铝合金的组织与性能，究者常常定研
量加人不同合金元素，以不同方法限制一些元素或在合金中的含量 Ⅲ 】。镍是常用的一种合金元素，一般认为它能消除铝合金中杂质元素铁的有害影响，提高合金耐热性，降低热膨胀系数，目前关于镍的但添加对铝合金影响的报道很少。Ｃ元素为典型ｒ
泛应用］。随着科学技术的发展，合金的性能提对出了更高的要求。为了改善铝及其合金的性能，一
方面在熔炼及其加工工艺上进行改进，一方而在另
的弥散相形成元素，合金中形成尺寸为００～在．１０１ｊ的弥散相，制合金的再结晶和晶粒长．上ｍ抑
２０６２．０２１０３．２２３９１．４２７００．７
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１５．５１９．７
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Ｙ
６．６６６６．７７２
５．３７８８．４５０２．９７１１．５４３
性，增加合金淬火敏感性ｎ但引。Ｚｎ在Ａ１ｎＭｇ合一 — Ｚ
基金项目：科技部科技型中小企业技术创新基金项目（９２２３００４；苏省科技型中小企业技术创新资金项目（Ｃ０７４）０Ｃ６１２１４）江Ｂ２０１４
作者简介：司乃潮（９５）男，１５一，浙江杭州人，教授，博士生导师．
金为基体，用ＮｉＣ及Ｚ利、ｒｎ三种元素对基体进行正交试验，ｌ，。３）试
子的扩散能力，制了它的扩散，抑阻滞８的析出并相
验水平和因素为：Ａ（）（．２、００５、Ｎｉ０００．２
２ＳｚｕＭｉｇｈｃｏｏｙＣｏａｙＬｉｔｄ，ｚｏ１２７，ｉｎｓＣｈｎ）．ｕｈｏｎｚｉＴｅｈｎｌｇｍｐｎｍｉｅＳｕｈｕ２５１Ｊａｇｕ，ｉａ
Ａｂｓｒｃ：ｔｇｎａｘｐｅｉｎｔｌｍｅｈｏｓｕｓｄｔｔｙＮｉＣｒａｄＺｎｏｃｎｃｌｐｏｅｔｅｆＡ１ｔａｔＯｒｈｏｏｌｅｒｍｅａｔｄｗａｅｏｓｕｄ、ｎｎｍｅｈａｉａｒｐｒｉｓｏ — ７５一．Ｃｕ０．５ｇｈｙｏｅｔｃｉｃｓ１Ｓｉａｌ．Ｔｈｅｃｓｔｕｔｒｆａｉｉｒ — Ｉｏｎｇｗａ — ．Ｓｉ３５一３ＭｐｕｅｔｃａｔＡ一ｌｏｙａｔｓｒｃｕｅｏｄｄｎｇｍｃｏａＩｙｉｓｏｂ
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（．ｃｏｌｆｔｒｌＳｉｃｎｇｎｅｉｇ，ｉｎｓｉｅｓｙＺｅｊｎ１０３ｉｇｕＣｉａ１ＳｈｏｏＭａｅｉｓｃｎｅａｄＥｎｉｅｒａｅｎＪａｇｕＵｎｖｒｉ，ｈｎｉｇ２２１，Ｊｎｓ，ｈｎ；ｔａａ
２１年９０１期
有色金属（炼部分）ｈｔ：ｙｙ．ｇｉ．ｎ冶（ｔ／ｓ１ｂｒｐ／ｍｍｏ）
・７４・
ＤＯＩ０３６ ’ ．ｓｎ１０ — ５５２１．９０３：１．９９ｊｉｓ．０７７４．０１０．１／
．
ｒｄｌｋｅａｒｎｕｌｒ０ｐｈａｅ，ｃｎｔｒｃｉｇｔｒｕ１ｅｆｃｆＦｅ，ａｍｐｅｅｄｓｏａｉｎｍｏｖｍｅｎｏ —ｉｎｄｇａａ０ｓｏｕｅａｔｎｈｅｈａｍｆｆｅｔｏｎｄｉｄｉｌｃｔｏｅｎｔｉａｌｙｔｎｓｌｅｏｒｔｏｌｏｅｉｅｄｆｍａｉｎ，ａａｅｔｉｔｅｇｔｎｉｆｅｔｏｎｔｌｏｙｓｎｄｈｓａｃｒａｎｓｒｎｈｅｎｇｅｆｃｈｅａｌｕｂｓｒｔ．ｔａｅＫｅｒｓ：ｔｏｎａｘｐｒｍｅ；Ｍｉｒ — ｌｏｎｙｗｏｄＯｒｈｇｏｌｅｅｉｎｔｃｏａｌｙｉｇ；Ｍｉｒｓｒｃｕｅ；Ｍｅｈｎｉａｏｒｉｓｃｏｔｕｔｒｃａｃｌｐｒｐｅｔｅ
７
８
３
３
１
２
３
１
２５７２．６
２９３１．４
３０１．
２４．８
８１２．３
５．４５ｌ
１１１极差分析．．
表２Ｆ比
ＴａｌＦｒｔｏｂｅ２ａｉ
从表１可知，ｒＣ对试验合金拉伸强度的影响最
・
４・８
有色金属（冶炼部分）ｈｔ：ｙｙ。ｇｉ（ｔ／ｓｌｂｒｐ／ｍｍ．ｎｃ）
２１０１年９期
金中能同时溶入固溶体和８相（。。中，成ＭｇＡｌ）形
强化相ＭｇＡｌ２。和Ｔ相（ｚｎＭｇ）减弱Ｍｇ原Ａ１。。，Ｚ
大，其次为ＮｉＺ，ｎ影响最小，以就拉伸强度而言，所
ＡＢＣ配合比是拉伸强度的最优配比。同样，于对
ＦＡ１．１６５９４５０４．６７５．８３１７２．３７．ｌ
ＦＢＦ（
０．０）；（Ｃｒ０．３、０３、０４）；Ｃ０３Ｂ）（００．０５．０５（Ｚｎ）（１、．２、．３）。０．５００００
使其呈不连续分布，而提高了合金强度和抗应力从腐蚀能力。本文采用正交试验方法对加入的几
铝及其合金中添加其他元素＿。添加微量元素细化６］
合金的铸锭组织，够显著提高合金的强度、裂韧能断
性，改善合金的加工成型性能Ｌ。。某些元素的少７。
大＿１。ｃｒ能改善合金韧性、低应力腐蚀的敏感降
铸造铝硅合金被广泛应用到航空、天、航汽车及
量甚至微量存在会显著影响铝合金的组织和性能。
其他运载机械上。它具有容重小、强度高、铸造性能好和加工性能优良等一系列优点，已成为制造行业
种合金元素的配比做了优化实验。
１１正交试验结果分析．
１正交试验与结果
以Ａｌ．Ｓ３５ｕ０３Ｍｇ亚共晶铸造铝硅合５ｉ．Ｃ．５７
正交试验结果见表１。
表１正交试验结果
Ｔａｅ１Ｏｒｈｇｎｌｔｓｅｕｔｂｌｔｏｏａｅｔｒｓｌ
ＥｆｅｔｏｌｙｎｇＥｌｍｅｓｏｅｈａｉａｏｅｔｅｎｄｆｃｆＡｌｏｉｅｎｔｎＭｃｎｃｌＰｒｐｒｉｓａＭｉｒｓｒｃｕｅｏ — ｉＡｌｏｃｏｔｕｔｒｆＡＩＳｌｙ
合金元素对Ａｌｉ金力学性能及组织的影响 — 合Ｓ
司乃潮马得勇，勤方，少纯刘光磊华雄飞，吴孙，，
（．苏大学材料科学与工程学院，江２２１；．１江镇１０３２苏州明智科技有限公司，州２５１）苏１２７
摘要：用正交试验方法研究Ｎ、ｒＺ采ｉＣ及ｎ三种合金元素对Ａｌ．Ｓ一．Ｃ一．５一５ｉ５ｕ０３Ｍｇ亚共晶铸造铝硅合７３
金力学性能影响，用ＳＭ和ＥＸ对加入微量合金后的铸态组织进行观察与分析。结果表明，优配并ＥＤ最比为Ｎｉｏｒ。ｎ。在合金铸态组织中，、ｒＺ０ｚ。。．Ｃ．ＺＮｉＣ、ｎ元素形成复杂的灰白色短棒状或粒状ｍ相，和中了Ｆ的有害作用，且在合金拉伸变形时，以阻碍位错的运动，合金基体有一定的强化作用。ｅ并可对关键词：交试验；合金化；微组织；学性能正微显力中图分类号：Ｇ１６２。Ｔ４．。１文献标识码：Ａ文章编号：０７７４（０１０ —０７０１０ —５５２１）９０４ —５