锰元素对喷射成形高强铝合金固溶组织和性能的影响

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mn元素在铝合金中的作用

mn元素在铝合金中的作用铝合金是一种广泛应用的金属材料，其优良的性能使其在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。

而其中，mn元素作为铝合金中的重要合金元素之一，发挥着重要的作用。

mn元素可以显著提高铝合金的强度和硬度。

铝合金的强度主要取决于其中的合金元素和晶粒尺寸。

mn元素能够与铝形成固溶体，使晶格结构更加均匀，从而提高合金的强度和硬度。

此外，mn元素还能够抑制晶粒的长大，细化晶粒尺寸，增加晶界的数量，进一步提高合金的强度和硬度。

mn元素可以提高铝合金的耐蚀性能。

铝合金在使用过程中容易受到氧化、腐蚀等环境影响，降低其使用寿命。

而mn元素能够与铝形成致密的氧化物膜，有效阻止氧化物和腐蚀介质的侵蚀，提高铝合金的耐蚀性能。

此外，mn元素还能够吸附在铝合金表面，形成一层保护膜，进一步提高铝合金的抗腐蚀能力。

mn元素还可以改善铝合金的加工性能。

铝合金具有良好的可塑性和可加工性，可以通过各种工艺进行成型和加工。

而mn元素的添加可以降低铝合金的热处理温度和加工硬化率，提高其热加工性能。

此外，mn元素还能够降低铝合金的热膨胀系数，提高其热稳定性，使其在高温环境下的性能更加稳定。

mn元素还可以改善铝合金的焊接性能。

铝合金在焊接过程中容易产生焊缝裂纹和气孔等缺陷，影响其焊接质量。

而mn元素的添加可以改善铝合金的熔化性能，降低熔化温度和焊接温度梯度，减少焊接变形和应力集中，提高焊接接头的强度和密封性。

mn元素还可以改善铝合金的热处理性能。

铝合金在热处理过程中容易产生晶界腐蚀、析出相过多或过少等问题，影响其性能。

而mn元素的添加可以调节合金元素的析出相行为，提高合金的热处理稳定性，使其在热处理过程中获得更好的显微组织和性能。

mn元素在铝合金中具有重要的作用。

它可以显著提高铝合金的强度和硬度，改善其耐蚀性能和加工性能，提高焊接性能和热处理性能。

因此，在铝合金制造和应用过程中，合理控制mn元素的添加量和处理工艺，可以有效提高铝合金的综合性能，满足不同领域的需求。

各元素对铝合金性能影响

各元素对铝合金性能影响铝合金的性能受多种因素的影响，包括合金元素的类型、含量和分布状态。

以下是各种元素对铝合金性能的影响。

1.硅：硅是最常用的铝合金元素之一、它能够增加铝的强度和刚性，但会降低铝的可塑性。

硅还有利于形成均匀细小的析出相，从而提高合金的硬度和耐磨性。

合金中硅的含量一般在2%以下。

2.铜：铜是一种强化元素，对铝合金的强度有显著影响。

它还能提高抗热裂纹性能和耐腐蚀性。

但较高的铜含量会降低铝合金的可塑性，增加其热应力和脆性。

3.锌：锌是一种强化元素，对铝合金的强度和耐蚀性有重要作用。

锌含量的增加可以提高合金的强度，但也会降低其塑性。

锌还能提高铝合金的热稳定性和耐磨性。

4.锰：锰是一种常用的合金元素，具有铸造性好和延展性佳的特点。

锰的存在可以提高铝合金的强度、硬度和可焊性。

合金中锰的含量一般在1%以下。

5.镁：镁是添入铝合金的常用元素之一、镁能够显著提高铝合金的强度，并且对合金具有良好的成形加工性能。

镁的添加还能促进铝合金的析出硬化，提高耐热性和耐蚀性。

镁含量的增加会增加铝合金的脆性。

6.钛：钛是一种残余元素，往往以杂质的形式存在于铝合金中。

钛几乎不会改变铝合金的机械性能，但可能会降低其可塑性和韧性。

因此，钛含量应尽量控制在较低的水平。

7.铬：铬是一种常用的合金元素，对铝合金的耐蚀性和耐磨性有重要影响。

铬含量的增加可以提高合金的耐腐蚀性，尤其是对氧化介质的耐蚀性。

合金中铬的含量一般在0.05-1%之间。

除了以上所述的元素，铝合金中可能还含有其他元素，如锆、镧、稀土元素等。

这些元素的加入可以进一步改善铝合金的性能，例如提高其耐高温性能、抗氧化性能和耐腐蚀性能。

然而，每个元素的性能影响都是复杂的，不同元素的相互作用也会产生复杂的效应。

因此，为了获得理想的铝合金性能，需要根据具体的应用要求和工艺条件综合考虑各种元素的含量和分布状态。

铸造铝合金的化学成分和力学性能表

铸造铝合金的化学成分和力学性能表引言铝合金是一种常用的材料，具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车制造、建筑等领域有广泛的应用。

本文将介绍铸造铝合金的一些常见化学成分以及其对力学性能的影响。

化学成分铸造铝合金的化学成分多样，其中主要包括以下几种元素：1. 铝（Al）：是铸造铝合金的主要成分，具有良好的可铸性和良好的机械性能。

2. 硅（Si）：是常见的铸造铝合金成分，能够提高合金的铸造性能和强度。

3. 铜（Cu）：是常用的合金添加元素，能够提高合金的抗腐蚀性和机械性能。

4. 镁（Mg）：是一种轻质元素，能够增加合金的强度和韧性。

5. 锌（Zn）：能够提高合金的强度和耐腐蚀性。

6. 锰（Mn）：能够提高合金的抗腐蚀性和机械性能。

力学性能铸造铝合金的力学性能与其化学成分密切相关。

以下是一些常见铸造铝合金的力学性能指标：1. 抗拉强度（Ultimate tensile strength，UTS）：是指材料在拉伸加载下破坏的最大应力。

铸造铝合金的抗拉强度通常在100MPa 至500MPa之间。

2. 屈服强度（Yield strength）：是指材料在拉伸加载下开始发生可观的塑性形变的应力点。

铸造铝合金的屈服强度通常在50MPa 至400MPa之间。

3. 延伸率（Elongation）：是指材料在断裂前的拉伸变形百分比。

铸造铝合金的延伸率通常在2%至20%之间，高强度合金则较低。

4. 冲击韧性（Impact toughness）：是指材料抵抗冲击载荷的能力。

铸造铝合金具有较高的冲击韧性，通常在10kJ/m2至50kJ/m2之间。

5. 硬度（Hardness）：是指材料抵抗局部压缩的能力。

铸造铝合金的硬度通常在50HB至150HB之间。

结论铸造铝合金的化学成分与力学性能之间存在着密切的关系。

了解合金的成分以及相关的力学性能，对于选择合适的铸造铝合金材料具有重要意义。

在实际应用中，需根据具体要求选择合适的铸造铝合金，以获得最佳的力学性能。

各元素对铝合金性能影响

各元素对铝合金性能影响铝合金是由铝与其他元素（如铜、镁、锰、硅等）合金化而成的材料。

不同元素的加入会对铝合金的性能产生不同的影响。

以下将对各元素对铝合金性能的影响进行详细讨论。

1. 铜（Cu）：铜是常用的合金元素之一，加入适量的铜可以显著提高铝合金的强度和硬度。

铜的溶解能力较小，容易形成均匀分布的预cipitate ，增强铝合金的固溶强化效果。

然而，过多的铜会降低铝合金的塑性和热变形能力。

2.镁（Mg）：镁是常用的合金元素之一，它可以显著提高铝合金的强度和韧性。

镁具有良好的固溶强化效果，通过形成Mg2Al3等固溶体粒子，增加了铝合金的强度。

同时，镁在冷变形时会细化晶粒，提高抗应力腐蚀开撕性能。

然而，过多的镁会导致铝合金的可焊性和耐热性下降。

3.锰（Mn）：锰的主要作用是固溶强化铝合金。

适量的锰可以提高铝合金的强度和硬度，提高耐热性能。

锰也能够抑制晶粒长大，细化晶粒，提高抗应力腐蚀性能。

然而，过量的锰会导致铝合金的塑性下降。

4.硅（Si）：硅是常用的合金元素之一，它可以显著提高铝合金的强度和耐蚀性。

硅可以形成硅铝溶液，在晶界处形成硬度较高的细小Si粒子，抑制晶粒长大。

硅还能提高铝合金的耐磨性和耐蚀性能。

然而，过多的硅会导致铝合金的塑性下降。

5.锌（Zn）：锌的加入可以显著提高铝合金的强度和硬度。

锌可以溶解在铝中并形成固溶体，提高铝合金的强度和硬度。

锌还能提高铝合金的耐腐蚀性能。

然而，过多的锌会降低铝合金的塑性。

6.铁（Fe）：铁的加入可以显著提高铝合金的强度和硬度。

同时，铁还能提高铝合金的耐氧化性能。

然而，过多的铁会降低铝合金的韧性和塑性。

7.锡（Sn）：锡的加入可以提高铝合金的强度和硬度。

锡能够与铝形成固溶体，增强铝合金的固溶强化效果。

然而，过多的锡会降低铝合金的塑性和热变形能力。

8.钛（Ti）：钛的加入可以显著提高铝合金的强度和硬度。

钛能够形成稳定的钛化合物，如TiAl3等，通过固溶强化提高合金的强度和硬度。

铝合金当中各项元素及微量元素对铸造性能和铸件性能的影响

铝合金当中各项元素及微量元素对铸造性能和铸件性能的影响硅(Si)是改善流动性能的主要成份。

从共晶到过共晶都能得到最好的流动性。

但结晶析出的硅(Si)易形成硬点，使切削性变差，所以一般都不让它超过共晶点。

另外，硅(Si)可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度，而使延伸率降低。

在铝合金中固溶进铜(Cu)，机械性能可以提高，切削性变好。

不过，耐蚀性降低，容易发生热间裂痕。

作为杂质的铜(Cu)也是这样。

镁(Mg)铝镁合金的耐蚀性最好，因此ADC5、ADC6是耐蚀性合金，它的凝固范围很大，所以有热脆性，铸件易产生裂纹，难以铸造。

作为杂质的镁(Mg)，在AL-Cu-Si这种材料中，Mg2Si会使铸件变脆，所以一般标准在0.3%以内。

铁(Fe)杂质的铁(Fe)会生成FeAl3的针状结晶，由于压铸是急冷，所以析出的晶体很细，不能说是有害成份。

含量低于0.7 %则有不易脱模的现象，所以含铁(Fe)0.8 ~ 1.0 %反而好压铸。

含有大量的铁(Fe)，会生成金属化合物，形成硬点。

并且含铁(Fe)量过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。

镍(Ni) 和铜(Cu)一样，有增加抗拉强度和硬度的倾向，对耐蚀性影响很大。

想要改善高温强度耐热性，有时就加入镍(Ni)，但在耐蚀性及热导性方面有降低的影响锰(Mn)能改善含铜(Cu)，含硅(Si)合金的高温强度。

若超过一定限度，易生成Al-Si-Fe- P+o { T*T f;X Mn四元化合物，容易形成硬点以及降低导热性。

锰(Mn)能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显着细化再结晶晶粒。

再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。

MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁(Fe)，形成(Fe，Mn)Al6减小铁的有害影响。

锰(Mn)是铝合金的重要元素，可以单独加入Al-Mn二元合金，更多的是和其他合金元素一同加入，因此大多铝合金中均含有锰(Mn)。

压铸铝合金中各元素的作用和影响

压铸铝合金中各元素的作用和影响1. 硅（Si）硅是大多数压铸铝合金的主要元素。

它能改善合金的铸造性能。

硅与铝能组成固溶体。

在577℃时，硅在铝中的溶解度为1.65％，室温时为0.2％、含硅量至11.7％时，硅与铝形成共晶体。

提高合金的高温造型性，减少收缩率，无热裂倾向。

二元铝基合金有高的耐蚀性。

当合金中含硅量超过共晶成分，而铜、铁等杂质又多时，即出现游离硅的硬质点，使切削加工困难，高硅铝合金对铸件坩埚的熔蚀作用严重。

2. 铜（Cu）铜和铝组成固溶体，当温度在548℃时，铜在铝中的溶解度应为5.65％，室温时降至0.1％左右，增加含铜量，能提高合金的流动性，抗拉强度和硬度，但降低了耐蚀性和塑性，热裂倾向增大。

3. 镁（Mg）在高硅铝合金中加入少量（约0.2～0.3％）的镁，可提高强度和屈服极限，提高了合金的切削加工性。

含镁8％的铝合金具有优良的耐蚀性，但其铸造性能差，在高温下的强度和塑性都低，冷却时收缩大，故易产生热裂和形成疏松。

4. 锌（Zn）锌在铝合金中能提高流动性，增加热脆性，降低耐蚀性，故应控制锌的含量在规定范围中。

至于含锌量很高的ZL401铝合金却具有较好的铸造性能和机械性能，切削加工也比较好。

5. 铁（Fe）在所有铝合金中都含有害杂质。

因铝合金中含铁量太高时，铁以FeAl3、Fe2Al7 和Al－Si－Fe的片状或针状组织存在于合金中，降低机械性能，这种组织还会使合金的流动性减低，热裂性增大，但由于铝合金对模具的粘附作用十分强烈，当铁含量在0.6％以下时尤为强烈。

当超过0.6％后，粘模现象便大为减轻，故含铁量一般应控制在0.6～1％范围内对压铸是有好处的，但最高不能超过 1.5％。

6. 锰（Mn）锰在铝合金中能减少铁的有害影响，能使铝合金中由铁形成的片状或针状组织变为细密的晶体组织，故一般铝合金允许有0.5％以下的锰存在。

含锰量过高时，会引起偏析。

7. 镍（Ni）镍在铝合金中能提高合金的强度和硬度，降低耐蚀性。

锰在铝合金中的作用

锰在铝合金中的作用铝合金是一种常见的金属材料，由铝与其他金属元素（如铜、锌、锰等）合金化而成。

锰作为一种重要的合金元素，在铝合金中发挥着重要的作用。

锰可以提高铝合金的强度和硬度。

铝合金的强度和硬度是根据其晶粒大小来决定的，锰能够有效地细化铝合金的晶粒，使其变得更加致密和均匀。

锰的加入可以形成一种称为MnAl6的相，这种相具有很高的硬度，能够阻止晶粒的生长，从而提高铝合金的强度和硬度。

锰可以提高铝合金的耐蚀性。

铝合金在大气中容易发生氧化反应，形成氧化膜，从而降低其耐蚀性。

锰能够与铝形成一种稳定的化合物，阻止氧化膜的形成，提高铝合金的耐蚀性。

此外，锰还能够吸附一些有害物质，如氧化铁、硅等，减少其对铝合金的损害。

锰还可以提高铝合金的加工性能。

铝合金的加工性能是指其在加工过程中的可塑性和可加工性。

锰能够促进铝合金的再结晶过程，使其具有更好的可塑性，从而提高铝合金的加工性能。

此外，锰还能够改善铝合金的热处理效果，使其具有更好的热处理响应性。

锰还可以改善铝合金的热稳定性。

铝合金在高温下容易发生晶粒长大和相分离的现象，从而降低其性能。

锰能够形成稳定的化合物，抑制晶粒长大和相分离的过程，提高铝合金的热稳定性。

同时，锰还能够提高铝合金的抗热腐蚀性能，延长其使用寿命。

锰在铝合金中具有重要的作用。

它能够提高铝合金的强度和硬度，改善其耐蚀性，提高加工性能，同时还能够改善热稳定性和抗热腐蚀性能。

锰在铝合金中的应用广泛，对提高铝合金的性能和降低成本具有重要意义。

随着科学技术的不断发展，人们对铝合金的研究和应用将会越来越深入，锰在其中的作用也将得到更加充分的发挥。

铝锰合金应用及研究现状毕业论文

铝锰合金应用及研究现状毕业论文铝锰合金应用及研究现状毕业论文第一章绪论1.1课题来源及研究意义随着科学技术不断发展，现代社会对材料综合性能的要求越来越高，尤其在航空航天、汽车工业、精密仪器等工业领域。

在这种背景下，颗粒增强铝基复合材料以其具有高比强度、比刚度、低热膨胀系数、良好耐磨性能等优异性能受到各国科研机构及人们的广泛关注和研究。

至今，在很多实际应用中，亦有不俗的表现，取得了良好的社会效益和经济效益。

我们这里主要颗粒增强铝基复合材料在较高抗腐蚀性和耐磨性上的应用，主要表现在将铝基复合材料应用在输送管道和刹车轮、活塞等需要搞耐磨性的重要部件。

同时随着国家的大兴节水灌溉工程，需要大量的配套设备，包括喷灌机具、管材、灌水器、过滤器和防渗塑膜等，但是由普通铸铁、铝合金、黄铜等传统材料制备出来的配套设备都存在没有很好的稳定摩擦性能，使用寿命都比较短等缺点，尤其是在我国条件恶劣的干旱地区使用时段时间内就要更换，大大地增加成本，对于发展一系列低成本、高性能、寿命长的新型材料是国家迫切的要求。

本论文主要是结合国家自然基金项目“高矿化度水质下三氧化二铝颗粒增强铝锰合金复合材料的冲蚀腐蚀机制研究”，批准号：（50861008），通过对颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损性能进行了研究，初步分析了相关的实验现象，为进一步的研究工作奠定基础。

本文通过研究铝锰合金以及以它为基体添加Al2O3作为增强体制备的颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损性能，了解材料的摩擦磨损行为以及磨损机制，分析影响材料摩擦磨损性能的主要因素，以期寻找提高材料摩擦磨损性能的途径，扩展材料的使用领域。

目前颗粒增强铝基复合材料在军用和民用领域正在发挥着越来越重要的作用。

对于航空航天、先进武器系统、医疗器械、汽车工业、电子工业、精密仪器以及和体育用品等方面，颗粒增强铝基复合材料亦有不俗的表现，取得了良好的社会效益和经济效益[3]。

在我国干旱的地区使用大量的节水灌溉部件，每年因摩擦所造成的磨损很大，我们希望在不久的将来由颗粒增强铝基复合材料制成的节水灌溉部件。

7055喷射成形高强铝合金激光焊接头组织及性能

7055喷射成形高强铝合金激光焊接头组织及性能乔及森;王鹏建;张阳羊;赵文军;陈剑虹【摘要】采用激光焊接对2mm厚喷射成形的7055-T76511铝合金进行焊接试验.通过显微硬度和拉伸试验测试焊接接头的力学性能,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)以及X射线衍射(XRD)分析焊接接头的微观组织.结果表明,7055铝合金激光焊接头无明显的软化区,焊缝显微硬度最低,约为130～140 HV,接头的抗拉强度372 MPa,伸长率4.1％.焊缝组织有明显的三个区(热影响区、熔合区和焊缝区).热影响区组织是产生了部分再结晶的等轴晶粒;熔合区由于非均匀形核形成了等轴非枝晶区(non-dendritic equiaxed grain zone,EQZ),晶粒尺寸3～8 μm;焊缝区靠近熔合线为柱状枝晶,中心为胞状枝晶.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2016(046)011【总页数】5页(P21-25)【关键词】7055铝合金;喷射成形;激光焊接;力学性能;显微组织【作者】乔及森;王鹏建;张阳羊;赵文军;陈剑虹【作者单位】兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TG456.77000系铝合金因其良好的比强度、断裂韧度、耐腐蚀性和加工性能，被广泛应用于航空航天、轨道车辆、汽车和造船等领域[1-3]。

7055是现有牌号中强度较高的铝合金[4]。

采用普通的熔焊焊接热输入大，焊件变形大，接头软化明显，强度低；而搅拌摩擦焊缺乏相对的工艺柔性，难以焊接复杂焊缝，这些局限性制约了7055铝合金在大型轻量化结构件上的应用。

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

热处理对喷射成形ZA35-3.5Mn合金电化学腐蚀性能的影响

Ａｕｇ．２０１３ＶＯ１．６２ＮＯ．８
铸

造
ＦＯＵＮＤＲＹ
热处理对喷射成形ＺＡ３５ — ３．５Ｍｎ合金电化学腐蚀性能的影响
刘敬福一，李荣德，白彦华
（１．辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，辽宁阜新１２３０００；２．沈阳工业大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳１１０１７８）
关键词：热处理；ＺＡ３５．３．５Ｍｎ合金；喷射成形；电化学腐蚀中图分类号：ＴＧ１７４．２文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ４９７７（２０１３）０８ — ０７２１ — ０４
ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａＩＣｏｒｒｏｓｉｏｎＰｒｏｐｅｒｔｙｏｆＺＡ３５ — ３．５ＭｎＡｌｌｏｙ
ｍｕｃｈａｓ４１－２％ａｎｄ３０．０％．ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙａｆｔｅｒｓｏｌｕｔｉｏｎａｔ３８５℃ ｆｏｒ４ｈａｎｄ３８５℃ ／４ｈｓｏｌｕｔｉｏｎ＋１２０℃ ／１５ｈ
Ｌ］ＵＪｉｎｇ — ｆｕ，ＬＩＲｏｎｇ－ｄｅ，ＢＡＩＹａｎ — ｈｕａｚ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｉｒａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ１２３０００，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｉｒａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｙｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０７８０，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅ１ａｗｂｙｗｈｉｃｈｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｌｆｕｅｎｃｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｓｐｒａｙｆｏｒｍｉｎｇＺＡ３５ — ３．５Ｍｎａｌｌｏｙ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓＯｆｄｉｆｒｅｒｅｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄａｇｉｎｇｔｉｍｅｏｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＺＡ３５．３．５Ｍｎａｌｌｏｙｉｎ３．５％ＮａＣｌＳＯｌｕｔｉｏｎｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｏｂｓｅｒｖｉｎｇｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＥＤＸａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｐｏｔｅｎｔｉｏｄｙｎａｍｉｃｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅ３．５％ＮａＣｌｓｏｌｕｔｉｏｎｃｏｒｏｓｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈａｌｌｏｙｗｉｔｈｏｕｔｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｃｏｒｏｓｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｉｅｓｏｆａｌｌｏｙｄｅｃｒｅａｓｅａｓ

Mn和Cu对6013铝合金组织及力学性能的影响

Metallurgical Engineering 冶金工程, 2019, 6(2), 111-115Published Online June 2019 in Hans. /journal/menghttps:///10.12677/meng.2019.62016Effect of Mn and Cu on Microstructureand Mechanical Propertiesof 6013 Aluminum AlloyYimeng Wang, Chengwu Liu, Fan Feng, Xiaoyuan Zhou, Wenlin Chen*Hefei University of Technology, Hefei AnhuiReceived: Jun. 6th, 2019; accepted: Jun. 20th, 2019; published: Jun. 27th, 2019Abstract6013 alloys with different content of Cu and Mn alloy elements were prepared by ingot metallurgy.The results show that Mn can refine the grain in the process of ingot homogenization, but exces-sive Mn can embrittle the microstructure of the alloy. When the mass fraction of Cu element in-creased from 0.9% to 1.1%, the T6 tensile strength of the alloy increased from 290 MPa to 305.6 MPa, with an increase of 7.3%. The elongation and microstructure were also improved.KeywordsCopper and Manganese Alloy Elements, 6013 Aluminum Alloy, Microstructure, Mechanical PropertyMn和Cu对6013铝合金组织及力学性能的影响王翼猛，刘承武，冯凡，周晓远，陈文琳*合肥工业大学，安徽合肥收稿日期：2019年6月6日；录用日期：2019年6月20日；发布日期：2019年6月27日摘要通过铸锭冶金法制备了不同铜、锰合金元素含量的6013合金，研究了不同元素含量对合金微观组织和室温拉伸力学性能的影响。

各种元素在铝合金中的作用

各种元素在铝合金中的作用铝合金是一种由铝与其他金属或非金属元素组成的合金。

它具有轻量、高强度、优良的导电性和导热性，因此被广泛应用于各个领域。

各种元素在铝合金中起到的作用不同，下面将对常见元素的作用进行详细介绍。

1.铜（Cu）：铜是铝合金中添加的常见元素之一、铜的添加可以提高铝合金的强度和硬度，增加对热处理的响应，从而改善其机械性能。

此外，铜还能够改善合金的耐腐蚀性能和抗热裂纹性能。

2.锰（Mn）：锰是铝合金中的一种重要添加元素。

锰的加入可以提高铝合金的强度和硬度，并提高其耐腐蚀性能。

锰的含量也可以对铝合金的晶粒尺寸和晶格结构产生影响，进而影响合金的机械性能。

3.铁（Fe）：铁是铝合金的一个常见杂质元素，并且通常以氧化铁的形式存在。

铁的存在会降低铝合金的塑性和延展性，同时也会降低其耐腐蚀性能。

因此，在铝合金的生产过程中需要尽量控制铁的含量。

4.硅（Si）：硅是铝合金中的一种常见添加元素。

硅的加入可以提高铝合金的流动性和耐热性，有助于改善合金的铸造性能。

硅还可以形成硅化物相，提高合金的强度和硬度。

5.镁（Mg）：镁是铝合金中使用较多的添加元素之一、镁的加入可以显著提高铝合金的强度和硬度，同时还可以增加其耐蚀性和切削性能。

镁与铝形成的亚稳相可以进一步提高合金的强度，同时还可以细化合金的晶粒。

6.锡（Sn）：锡是铝合金中常用的添加元素之一、锡的加入可以提高铝合金的强度和硬度，同时还能够改善合金的加工性能和耐腐蚀性能。

锡还可以与铝形成一些相互溶解的化合物，进一步提升合金的性能。

7.锶（Sr）：锶是一种常用的铸造处理剂，被广泛应用于铝合金的铸造过程中。

锶的加入可以促进合金的均匀晶粒结构形成，提高铸件的质量和性能。

8.钛（Ti）：钛是一种常见的添加元素，广泛应用于铝合金中。

钛的加入可以提高合金的抗热裂纹性能和耐蚀性能，同时还能够降低合金的软化温度，提高其热稳定性。

除了上述常见的元素之外，其他的元素如锌、铅、镍、锗等也可以在铝合金中加入，以达到不同的材料性能要求。

影响铝合金性能的8大金属元素

影响了铝合金性能的八大金属元素影响了铝合金性能的八大元素有：钒、钙、铅、锡、铋、锑、铍及钠等金属元素，由于根据成品铝卷材的用途不一样在加工过程中所加入的元素这些杂质元素由于熔点高低不一，结构不同与铝形成的化合物也不同，因而对于铝合金性能的影响也不一样。

1、金属元素：铜元素的影响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有着显著的时效强化效果。

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

2、金属元素：硅元素的影响Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部门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，硅单独加入铝板中只限于焊接材料，硅加入铝中亦有一定的强化作用。

3、金属元素：镁元素的影响镁对铝的强化是显著的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高瞻远34MPa。

假如加入1%以下的锰，可能增补强化作用。

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化合物平均沉淀，改善抗蚀性和焊接机能。

4、金属元素：锰元素的影响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合金长短时效硬化合金，即不可热处理强化。

5、金属元素：锌元素的影响Al-Zn合金系平衡相图富铝部门275时锌在铝中的溶解度为31.6%，而在125时其溶解度则下降到5.6%。

锌单独加入铝中，在变形前提下对铝合金强度的进步十分有限，同时存在应力侵蚀开裂、倾向，因而限制了它的应用。

6、金属元素：铁和硅的影响铁在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系锻铝合金中，硅在Al-Mg-Si系锻铝中和在Al-Si系焊条及铝硅锻造合金中，均作为合金元素加的，在基它铝合金中，硅和铁是常见的杂质元素，对合金机能有显著的影响。

它们主要以FeCl3和游离硅存在。

在硅大于铁时，形成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相，而铁大于硅时，形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。

2006喷射成形国际会议简介(2)——喷射成形铝合金和喷射轧制技术

通常使用的工具钢。轧制前在轧辊表面涂石墨作润
滑剂。该试验设备的生产速率为４ｌＯｇｈＩ。Ｏｋ／・ｎ
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图１喷射轧制工艺示意图
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在ＳＭＡ２０会议上，Ｄ０６日本神户制钢（ｏｅＫｂＳｅｌｔ．报道了喷射成形高温铝合金。在铝合ｔｄ）ｅＬ
维普资讯
２００６喷射成形国际会议简介（）２—— 喷射成形铝合金和喷射轧制技术
金属，而在喷射轧制中则是半固态金属。在半固态材料中均匀分布的固态颗粒将成为形核地点和剩余液体的热阱。
图１是喷射轧制工艺示意图。２２Ａ合金在１４１气下加热到液相线上１０加压氮气在雾化喷０ ℃，嘴中将熔液雾化成液滴，然后向右喷向轧辊间隙。直径３０ｍ和宽２００ｍ０ｍｍ的无水冷轧辊的材质是
的工作。在ＳＭＡ２０议上报道的是喷射轧制Ｄ０６会２２合金的试验结果。１４Ａ１２２Ａ１金组成为Ａ卜．ｕ１－．１４合４４Ｃ－．５Ｍｇ０６
Ｍｎ熔化温度范围为５２３ ℃。作者研究了喷，０～６８射成形工艺参数Ｇ／（体对金属质量流比，别Ｍ气分
积分数）金属间化合物。众所周知，￣ｏ合金的ＷＣＣ
坩埚中间包
导液管

铝合金中各元素对铸造与铸件的影响

铝合金当中各项元素及微量元素对铸造性能和铸件性能有什么影响？以下对几个主要元素略作说明：硅(Si)硅(Si)是改善流动性能的主要成份。

从共晶到过共晶都能得到最好的流动性。

但结晶析出的硅(Si)易形成硬点，使切削性变差，所以一般都不让它超过共晶点。

另外，硅(Si)可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度，而使延伸率降低。

铜(Cu)在铝合金中固溶进铜(Cu)，机械性能可以提高，切削性变好。

不过，耐蚀性降低，容易发生热间裂痕。

作为杂质的铜(Cu)也是这样。

镁(Mg)铝镁合金的耐蚀性最好，因此ADC5、ADC6是耐蚀性合金，它的凝固范围很大，所以有热脆性，铸件易产生裂纹，难以铸造。

作为杂质的镁(Mg)，在AL-Cu-Si这种材料中，Mg2Si会使铸件变脆，所以一般标准在0.3%以内。

铁(Fe)杂质的铁(Fe)会生成FeAl3的针状结晶，由于压铸是急冷，所以析出的晶体很细，不能说是有害成份。

含量低于0.7 %则有不易脱模的现象，所以含铁(Fe)0.8~ 1.0 %反而好压铸。

含有大量的铁(Fe)，会生成金属化合物，形成硬点。

并且含铁(Fe)量过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。

镍(Ni)和铜(Cu)一样，有增加抗拉强度和硬度的倾向，对耐蚀性影响很大。

想要改善高温强度耐热性，有时就加入镍(Ni)，但在耐蚀性及热导性方面有降低的影响。

锰(Mn)能改善含铜(Cu)，含硅(Si)合金的高温强度。

若超过一定限度，易生成Al-Si-Fe- Mn四元化合物，容易形成硬点以及降低导热性。

锰(Mn)能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显着细化再结晶晶粒。

再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。

MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁(Fe)，形成(Fe，Mn)Al6减小铁的有害影响。

锰(Mn)是铝合金的重要元素，可以单独加入Al-Mn二元合金，更多的是和其他合金元素一同加入，因此大多铝合金中均含有锰(Mn)。

合金中锰的作用-概述说明以及解释

合金中锰的作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述合金中的锰是一种重要元素，常常用于改善合金的性能和特性。

锰的加入可以引起许多影响，包括但不限于提高材料的强度和硬度，改善耐磨性能，增加抗腐蚀性能以及提高热处理工艺的适应性等。

因此，合金中的锰在工业生产和科研领域得到了广泛的应用和研究。

首先，合金中的锰能够显著增加材料的强度和硬度。

由于锰原子的尺寸较大，加入锰元素可以有效地弥补原材料中晶格的缺陷，从而有效增强了合金的晶格结构。

这种强化作用可以提高材料的抗拉强度、屈服强度和硬度，使得合金具有更好的机械性能。

其次，锰的存在能够改善合金的耐磨性能。

耐磨性是合金在与其他物质摩擦或接触时不易受损的能力，对于某些行业如汽车制造、机械工程和矿业等至关重要。

锰的加入可以使晶界弯曲度增加，晶界的移动受到阻碍，降低了材料的晶界迁移速率，从而提高了合金的耐磨性能。

此外，锰还能够显著提高合金的抗腐蚀性能。

在一些特殊的工作环境下，合金可能会受到腐蚀的侵蚀，导致材料的性能损失和使用寿命的缩短。

而锰的加入可以形成致密的氧化物层，阻挡了外界腐蚀介质对合金内部的侵蚀，从而提高了合金的抗腐蚀性能。

最后，合金中的锰还可以改善热处理工艺的适应性。

合金的热处理是一种重要的工艺过程，通过控制合金的组织和相变来改善材料的性能。

锰可以改变合金的相组成、晶粒尺寸和晶界迁移速率，从而影响热处理工艺的效果和适应性。

总之，合金中的锰在提高材料的强度和硬度、改善耐磨性能、增加抗腐蚀性能以及提高热处理工艺的适应性等方面发挥着重要的作用。

对于进行合金设计和工程应用的研究人员来说，深入了解并充分发挥锰的作用，将有助于提高合金材料的性能和质量。

1.2文章结构文章结构部分的内容应该是对整篇文章的大致框架进行介绍和概括。

可以按照以下内容编写：文章结构部分:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

其中，引言部分将概述合金中锰的作用，并介绍文章的目的和总结；正文部分将详细阐述合金中锰的三个重要作用；结论部分将对文章进行总结，并讨论研究意义和未来发展方向。

mn元素在铝合金中的作用

mn元素在铝合金中的作用铝合金是一种重要的结构材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。

在铝合金的制备过程中，掺入适量的mn元素可以显著改善其性能并提高其应用价值。

本文将从硬度、强度、耐腐蚀性等方面详细介绍mn元素在铝合金中的作用。

1. 提高硬度mn元素的加入可以显著提高铝合金的硬度。

mn元素的原子半径较大，与铝原子形成固溶体的时候容易发生畸变，从而增加了晶格的扭曲程度，阻碍了位错的运动，提高了合金的硬度。

mn元素还可以与其他元素形成复合物，增加合金的强度和硬度。

2. 提高强度mn元素的加入还可以显著提高铝合金的强度。

mn元素通过固溶体强化和析出强化两种机制增加合金的强度。

固溶体强化是指mn元素溶解在铝基体中，通过阻碍位错运动来增强合金的强度；析出强化是指mn元素与其他元素形成析出物，通过限制晶格滑移和增加晶界阻力来提高合金的强度。

3. 提高耐腐蚀性mn元素的加入可以显著提高铝合金的耐腐蚀性。

mn元素能够与氧形成氧化物膜，形成一层致密的保护层，阻止外界介质的进一步侵蚀。

同时，mn元素还可以与其他元素形成难溶化物，减少了合金表面的缺陷，提高了合金的耐腐蚀性。

4. 改善加工性能mn元素的加入可以显著改善铝合金的加工性能。

mn元素可以细化铝合金的晶粒，提高合金的塑性和韧性，使其更容易进行塑性变形和加工成型。

mn元素还能够改善合金的热变形行为，降低材料的变形温度和加工难度。

5. 降低热膨胀系数mn元素的加入可以降低铝合金的热膨胀系数。

mn元素与铝形成固溶体时，可以减少合金晶格的热膨胀，使合金在热膨胀过程中保持较好的稳定性。

这对于铝合金在高温条件下的应用非常重要，可以减少因热膨胀不均匀而引起的应力变形和开裂。

mn元素在铝合金中起到了重要的作用。

它可以提高合金的硬度、强度和耐腐蚀性，改善合金的加工性能，降低合金的热膨胀系数。

mn元素的加入使铝合金具备更广泛的应用前景，为相关行业的发展提供了重要支撑。

锰在铝合金中的作用

锰在铝合金中的作用铝合金是一种具有轻质、高强度和耐腐蚀性能的广泛应用的金属合金。

为了进一步提高铝合金的性能，锰被广泛用作合金添加剂。

锰在铝合金中起到了重要的作用，可以改善合金的强度、塑性和耐腐蚀性能。

锰可以显著提高铝合金的强度。

在铝合金中添加适量的锰可以形成固溶体和析出物，这些析出物可以有效地阻止晶体的滑移和扩散。

锰的加入可以增加晶界的强度，阻碍晶界的滑移，从而提高合金的强度和硬度。

此外，锰还可以促进铝合金的细化晶粒，细小的晶粒可以提高合金的强度和塑性。

锰对铝合金的塑性也有一定的影响。

适量的锰可以增加铝合金的塑性，使其具有更好的加工性能。

锰的加入可以改善合金的塑性变形行为，使其更容易变形和加工。

同时，锰还可以降低铝合金的热处理温度，减少加工过程中的能耗，提高生产效率。

锰还可以提高铝合金的耐腐蚀性能。

铝合金在大气中易于氧化，容易产生氧化膜，从而影响合金的耐腐蚀性能。

锰的加入可以改善铝合金的氧化膜形成，形成致密的氧化膜，有效地防止合金的进一步氧化。

锰还能够与铝形成一种稳定的化合物，提高合金的耐腐蚀性能，延长合金的使用寿命。

锰还可以提高铝合金的热稳定性。

铝合金在高温环境下容易发生晶粒长大、析出物溶解等现象，导致合金性能的下降。

锰的加入可以抑制晶粒长大和析出物溶解，提高合金的热稳定性。

锰可以与其他元素形成稳定的化合物，减少合金在高温下的相变和组织变化，保持合金的性能稳定性。

锰在铝合金中起到了重要的作用。

它可以显著提高合金的强度和硬度，改善合金的塑性和加工性能。

锰还可以提高合金的耐腐蚀性能和热稳定性，延长合金的使用寿命。

在铝合金的制备和应用过程中，合理添加适量的锰元素，可以有效地改善合金的性能，满足不同领域的应用需求。

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锰元素对喷射成形高强铝合金固溶组织和性能的影响季飞蔡元华张济山郝斌（北京科技大学新金属材料国家重点实验室 100083）摘要：利用光镜，扫描电镜和X射线衍射的观察以及力学性能检测，研究了在高强铝合金中加入锰后对合金固溶组织、拉伸性能以及断口形貌的影响。

结果表明，加入锰后能使固溶温度得到提高；通过断口形貌SEM扫描可以看出，含锰铝合金的韧窝比不含锰铝合金要细小，在不出现粗大含锰相时，加锰后断口上沿晶断裂减小；同时在高强铝合金中添加锰元素能提高材料的屈服强度和极限抗拉强度。

关键词：喷射成形；超高强铝合金；显微组织；Mn；性能分类号：Influence of Mn content on microstructure of spray-formed 7xxx seriesaluminum alloyJI Fei, CAI Yuan-hua, ZHANG Ji-shan, HAO Bin (State Key Laboratory of Advanced Metal Material 100083) Abstract: The affect of Mn on solution structure，tensile strength and micrographs of fracture of ultra-high strength aluminum alloys were studied by use of OP,SEM and XRD analysis. The results show that Mn element will increase solution temperature; aluminum alloy with manganese has smaller size of dimple and lower fraction of intergranual fracture surface than those of aluminum alloy without manganese when coarse precipitates containing manganese did notappear;with manganese added, it will improve YS and UTS of high strength aluminum alloy.Key words: spray deposition; ultra-high strength aluminum alloy; microstructure; Mn; property前言高强铝合金具有密度小，强度高，加工性能好等特点，在航空航天和交通运输等领域得到广泛应用。

作为主要航空航天结构材料的铝合金正向超高强度、耐腐蚀、低密度、耐热方向发展[1，2]。

其中，Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金具有广阔应用前景，其发展方向是进一步提高合金的强度和综合性能[2]。

在材料制备过程中，通过细化晶粒，提高合金元素的固溶度，添加微量元素，减少杂质含量，选择合适的热处理工艺等方法都可以提高铝合金的强度和塑性。

随着热处理工艺的日趋完善，在铝合金中添加微量元素从而提高铝合金的综合性能越来越受到研究者的重视。

近年的研究发现，在7xxx系铝合金中添加锰，不仅能细化晶粒、阻碍基体晶粒长大和再结晶，而且，在不降低铝合金塑性和韧性的情况下，能显着地提高铝合金强度[3-5]。

这主要是由于在铝合金固溶体中形成了细小弥散的含锰相，这种在合金中均匀分布的含锰相的产生阻碍了晶粒的长大。

同时由于含锰相的硬度比铝合金固溶体的硬度大许多，在合金塑性变形时，含锰相促进了晶粒的均匀变形，使滑移难以进行，从而降低了合金中的应力应变集中。

本文分析了用喷射成形工艺制备的超高强铝合金中加入锰含量为%~%的三种7xxx系超高强铝合金，确定了在超高强铝合金中添加锰元素对铝合金固溶处理和拉伸性能的影响，为喷射成形超高强铝合金成分设计以及变形加工热处理提供依据。

1．实验方法实验用合金成分如表1。

雾化气体为工业纯氮气，雾化压力为?；喷射时接受基板转速为接收盘旋转速度30?60rpm，接受基板下降速度为0.5mm/sec，雾化距离380?400mm ，斜喷角20?30°，喷射沉积雾化温度为720?750℃。

沉积坯经机加工之后进行挤压。

挤压温度为420℃，挤压比为20：1。

固溶处理时间定为90min，固溶温度分别为470℃、480℃、490℃、500℃。

设置了两种时效制度，分别为120℃×24h和130℃×20h。

组织分析和能谱分析在Cambridge-S250 型扫描电镜（SEM）上进行，X射线衍射在Philips APD-10型射线衍射仪上完成，强度测试在MTS810力学性能试验机上进行。

表1 合金化学成分Table1 compositions of alloys（mass fraction，%）2．试验结果及讨论2.1 Mn对固溶态组织的影响图1是不含锰元素的铝合金和含锰元素的铝合金在不同固溶温度下同一放大倍数的光镜照片对比图。

从图中可以看出，当温度达到480℃时，不含锰元素的铝合金已经开始出现部分再晶粒现象，而含锰元素的铝合金在480℃时晶粒还十分细小，没有发生再结晶。

温度达到490℃时，不含锰元素的铝合金出现完全再结晶，含锰元素的铝合金出现部分再结晶。

从光镜照片对比中可以看出，含锰元素的铝合金晶粒长大速度明显比不含锰元素铝合金的晶粒长大速度要慢。

从图中可以得出，锰元素的加入能有效的阻止晶粒长大，从而能够提高合金的固溶温度，进而达到在固溶处理过程中使铝合金中的第二相粒子充分回溶的目的。

（a） %Mn,480℃ (b) %Mn,490℃(c) %Mn,480℃ (d) %Mn,490℃图1 固溶态合金金相组织照片Pictures of metallographic microstructure after solution treatment图2为固溶组织扫描电镜照片。

从左图中可以看出，当固溶温度达到480℃时，不含锰元素的铝合金晶内的析出相基本上都已经回溶，在晶内已经看不到细小的白色点状相，只在晶界上尚有少量白色点状相。

通过能谱分析可知，这些晶界上未溶的白色点状相为富铜相，可知含铜相的溶解温度较高。

含锰铝合金的扫描电镜照片如右图所示，通过能谱可知，在晶界上存在亮白色的富铜相[7]和方块状的含锰相两种相。

根据有关文献报道，如果冷却速度足够大，锰在合金中的固溶度能达到%[6]。

但是由于喷射成形过程中冷速不够，在冷却过程中，在晶界上析出了含锰相，含锰相的尺寸大约在4～10μm之间。

在挤压过程中，有部分含锰相被破碎，大部分含锰相的长轴沿挤压方向发生旋转，所以从垂直挤压方向看含锰相只有方块状，没有长条形状。

（a ） %Mn ，480℃ （b ） %Mn,480℃图2 高强铝合金固溶态SEM 照片SEM pictures of high strength aluminum alloy after solution treatment图3为含锰量为%的铝合金固溶处理后的X 射线衍射图。

从图中的XRD 分析可以看出，随温度升高，铝合金中的第二相粒子逐渐回溶。

当固溶温度达到480℃时，经固溶处理后，MgZn 2相已经差不多全部溶解在基体中。

当固溶温度达到500℃时，部分Al 6Mn 相溶解到基体中，同时沿挤压方向的织构消除，晶粒发生完全再结晶。

从X 射线衍射曲线上显示为在挤压过程中消失的衍射峰在曲线上重新出现。

不含锰铝合金的X 射线曲线和含锰铝合金的基本相同，就是曲线中没有MnAl 6相。

I n t e n s i t y / c p s Diffraction angle / °图3 含%Mn 的高强铝合金的XRD 分析XRD analysis of high strength aluminum alloy with % Mn2.2 合金力学性能表1所列是485℃，90min+120℃，24h固溶、时效处理后的铝合金拉伸性能测试结果。

从表中可以看出，在加入锰元素后，铝合金的断裂强度σb 和屈服强度σ都有很大提高，延伸率略有下降。

由此可见，目前所制备的锰增韧铝合金达到了较高的强度水平。

通过比较可知，铝合金强度的提高主要是由于在合金内部析出了含锰相。

含锰相主要有两种形态。

一种为在喷射过程中析出的含锰相，这种含锰相尺寸较大，一般为4～10μm，呈长条形，沿晶界析出。

一种为热处理过程中析出的含锰相，这种含锰相尺寸细小，一般不超过1μm，呈现晶须状，在晶内析出。

少量粗大含锰相对合金性能的影响尚不明确，但如果析出大量粗大含锰相，将会降低合金的性能。

当锰含量达到%时，由于喷射成形过程中冷速不够，由于在晶界上析出了大量的大尺寸含锰相，成为合金断裂的断裂源，所以铝合金的拉伸力学性能有所下降。

如何在喷射成形过程中提高锰元素在沉积坯中的固溶度，使锰元素能在后续热加工过程中以晶须状析出，是当前研究的一个重点。

表2 铝合金室温拉伸强度Table2 tensile strength of aluminum alloy on normal temperature2.3合金断裂行为从图4（a）中可见，不含锰铝合金的拉伸件呈现纤维状延伸断裂，断口以微孔聚集而成的韧窝为主，有少量晶界裂纹，显示断裂属于第二相粒子引起的晶内断裂与沿晶断裂的混合型断裂[8]。

而在含锰铝合金中纤维状组织减少，相对不含锰铝合金，其沿晶断裂有所减少。

从图4（c）和图4（d）中可以看出，含锰铝合金大部分韧窝为分布均匀的等轴韧窝，直径约小于1μm。

不含锰铝合金韧窝尺寸大部分大于5μm。

可见，在铝合金中添加锰元素后能使断口韧窝尺寸减小。

根据Nam等人的研究结果[9]：含Mn沉淀相作为一种位错不可切割的粒子，它们和位错的交互作用，阻止了位错的运动，使得拉伸时硬化指数明显提高，同时使得滑移在合金每一个晶粒中均匀发生以及促使平面滑移向交滑移转变，形成晶粒中均匀分布的细小滑移带，而不是产生局部的应变或应力集中，从而使合金维持一个较为恒定一致的延伸率，也随之使断口韧窝尺寸减小。

对于含有锰元素的铝合金，在断口上还分布着一些尺寸为2～6μm的孔洞，是在试样拉伸过程中，晶界上粗大的含锰相脱离铝合金基体时导致。

从图4（c）和4（d）中可以看出，当锰含量不同时，随着锰含量的增加，由于粗大的含锰相数量增加，铝合金试样断口上沿晶断裂有所增加。

（a） %Mn （b） %Mn（c） %Mn （d） %Mn图4 高强铝合金拉伸断口（SEM）像Tensile SEM fractographs of high strength aluminum alloy 3．结论1．在高强铝合金中加入锰元素后在固溶过程中能有效抑制晶粒长大，达到提高固溶温度，让第二相粒子充分回溶的目的。