1、 铝合金知识培训资料 铝合金中各项元素及微量元素作用 1 一、硅Si 硅是改善流动性能的主要成分,从共晶到过共 晶都能得到最好的流动性,但结晶析出的硅易 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。 2 ZLD101A未变质 固溶体 针状硅 组织特征： 固溶体和共晶体 中针状硅 3 ZLD101A变质 固溶体 圆形质点硅 组织特征: 固溶体呈蠕虫状 分布，共晶体呈 纤维状 4 ADC12未变质 ADC12未变质 初晶硅 针片状硅 组织特征: 针片状硅分布均匀， 且有少量初晶硅析出 5 ADC12变质(锶) 组织特征:
2、变质后原针状硅和少 量初晶硅变为分布较 均匀的点状硅 点状硅 6 B390未变质 组织特征: 共晶体+Si,初生Si 相呈块状(较大,且 不均匀) 初晶硅 7 B390磷变质 组织特征: 共晶体+Si,初生Si相 呈块状(较小,且分布均 匀) 初晶硅 组织特征: 共晶体+Si,初生Si 相呈块状(较小,且分 布均匀) 8 合金的流动性： 合金的流动性是指液体合金本身的流动能力，是合 金的铸造性能之一，它与合金的成分、温度、杂质 含量及其物理性能有关。流动性好，充填铸型的能 力强，良好的流动性，有利于合金液良好地充满铸 型，以得到形状、尺寸准确，轮廓清晰的致密铸件 。应当指出，在实际生产中当合金
3、牌号一定（即合 金液本身的流动能力一定）的情况下，除加强熔炼 工艺控制（加强去气除渣处理）外，采取改善铸型 工艺和适当提高浇注温度的办法。此外合金的流动 性还受液体合金的粘度、表面张力等物理性能的影 响。 9 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. 10 二、铁Fe 长存有害杂质，增加合金脆性,易生成相（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
4、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 11 块状铁 12 鱼骨状铁相 13 鱼骨状铁相 14 三、镁Mg 合金中加入一定的Mg，形成AL-Si-Mg合金， (因为可以时效处理的手断从组织中析出中间 相(Mg2Si)化合物并呈弥散状态,使固溶体结 晶点阵发生畸变,从而提高合金强度，当Mg含 量达到0.2-0.5%时,其析出相的硬度高,抗拉强 度和弹性模量得到提高,但韧性降低。如再增 加含Mg量，则容易氧化，使合金液中卷入氧 化皮的增多，并使流动性变坏。 作为 杂质
5、的镁，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Mg 15 四、铜Cu 合金中加入一定的Cu，形成AL-Si-Cu合金 ，增强合金硬度、提高合金的耐热强度,Cu 在固溶体中的溶解度比Mg大很多，可通过 固溶强化和析出中间相(Al2Cu）化合物而使 强度获得较大的提高 ，不过耐蚀性降低. （ 在生产控制中注意：搅拌防止比重偏析造成 沉淀） 16 五、锌Zn 提高合金致密性、利于脱模、降低合金机械 性能，但高温脆性大，有使铸件产生裂纹的 倾向。锌在铝中的溶解度大，当铝中加入锌 的质量分数大于10%时，能显著提高合金的 强度。 17 六、钙Ca Ca是铝合金中
6、的一种杂质，它是由原材料结 晶硅带入的，通常以(Ca2Si、 CaSi、 CaSi2 ）。磷化钙（ Ca3P）等形式出现， Ca有较 小的降低铝合金的共晶温度、细化共晶硅结 晶的作用，但不把它作为变质剂来使用。Ca 含量高时，会使AL-Si合金溶液的粘度增加， 枝晶组织发达，阻滞合金液的流动性，使合 金液的流动性降低，还会使共晶成份的表面 凹凸不平呈龟皮状或疙瘩样蛙状，但对合金 的收缩性能没有影响。 18 未变质 19 Ca变质 20 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、Al-Cu-P中间合金加入的，当同时 有Ca存在时
7、，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。 21 未变质 22 P变质 23 八、锰Mn Mn在铝合金中形成MnAl6的弥散质点，阻止再结晶 的粗大化，提高再结晶温度，有效地细化再结晶晶 粒，提高合金的强度，并与铝合金中的不纯物Fe形 成（ Al3 Fe Mn）化合物,使Fe的化合物形态从针状 变为块状，能在一定程度上改善韧性，即能溶解杂 质F减少的有害作用，提高合金的耐蚀性. 24 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。 25 未变质ADC12 26 锶变质ADC
8、12 27 未变质A356 28 锶变质A356 29 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。 30 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。 31 32 十二、锑(Sb) Sb对AS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。 33 未变质 34 Sb变质 35 十三、 铬Cr Cr在铝中形
9、成(CrFe)Al7 (CrMn)Al12等金属 间化合物的行为.阻碍再结晶的形核和长大过 程,对合金有一定的强化作用,提高高温性能， 降低杂质Fe的有害作用，改善合金的抗应力 腐蚀裂纹能力。在熔炼中应注意，当熔化温 度和保温温度低时，Cr在Al中形成的化合物 会变得粗大而成为夹杂物，其添加量在0.1- 0.4%左右. 36 十四、锆Zr Zr在铝合金中形成Al3Zr,成为固溶体的外来 异质结晶核心,使结晶晶粒细化,提高合金的高 温强度,Zr还能与合金液中的氢反应,生成ZrH, 溶于合金液中起除气作用,减少针孔、疏松等 缺陷，Zr的加入量为0.1-0.3%. 37 十五、钒V V可与铝形成化合物,细化合金的晶粒,其作用 与Zr相似,但有P存在时,会形成粗大的化合物 而沉降,成为杂质. 38 十六、铅Pb 、锡Sn、铋Bi 这三种元素是低溶点金属，它们在铝中固溶 度不大，略降低合金强度，但能改善切削性 能，铋在凝固过程中膨胀，对补缩有利。高 镁合金中加入铋可防止钠脆。 39 谢谢大家! 40
