铝合金型材中合金元素对性能的影响介绍

铜元素

图中给出了铝-铜合金富铝部分的平衡相图。在548℃时，铜在铝合金型材中的溶解度为5.65%，当温度降至302时，铜的溶解度为0.45%。铜是一种重要的合金元素，具有一定的固溶强化作用。另外，时效析出的CuAl 2具有明显的时效强化作用。当铝合金型材中铜含量为2.5%≤5%，铜含量为4%≤6.8%时，强化效果较好，大多数硬质合金的铜含量在此范围内。

铝-铜合金含有较少的元素，如硅、镁、锰、铬、锌、铁等。

硅元素

图中显示了Al-Si合金体系平衡相图中的富铝部分，在共晶温度为577℃时，硅在固溶体中的溶解度为1.65%。尽管随着温度的降低，该合金的溶解度降低，但热处理不能强化该合金，铝硅合金具有优良的铸造性能和耐蚀性。

在铝中同时加入镁和硅形成铝镁硅合金，强化相为MgSi，镁硅质量比为1.73≤1。在设计铝镁硅合金成分时，按此比例在基体上安排镁和硅的含量，为提高部分铝镁硅合金的强度，应加入适量的铜，并加入适量的铜以抵消铜对铬的不利影响。

图中显示了Al-Mg2Si合金体系平衡相图中富铝部分，Mg2Si在铝中的溶解度为1.85%，随温度的降低而减慢。

在变形铝合金型材中，仅硅的添加量仅限于焊接材料，而硅对铝的添加也有一定的强化效果。

镁元素

图中给出了铝-镁合金体系平衡相图中富铝部分，虽然溶解度曲线表明镁在铝中的溶解度随温度的降低而大大降低，但大多数工业用变形铝合金型材中镁的含量小于6%，硅含量也较低，经热处理不能强化，但具有良好的可焊性、耐蚀性和中等强度。

镁对铝合金型材的强化效果明显，随着镁含量的增加，抗拉强度提高了34 MPa左右，当锰含量小于1%时，可以起到补强作用。因此，锰可以同时降低镁含量和热裂纹倾向。此外，锰还能使Mg5Al8化合物均匀沉淀，提高耐腐蚀性能和焊接性能。

锰元素

在共晶温度为658时，锰在固溶体中的溶解度为1.82%，其强度随固溶度的增加而增大，当锰含量为0.8%时，铝合金型材的伸长率达到较大值，铝锰合金为非时效硬化合金，即不能通过热处理得到强化。

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