铝与铜镁锌元素
铜和镁同时加入纯铝中可形成AI-Cu-Mg合金系列.即硬铝系列,这是变形铝合金中十分重要的一类合金。该系列的合金有两个主要强化相,即O (CuA12)和S (AI2CuMg)相。硬铝中以S相的过渡相强化效果为最高,0相的过渡相强化效果稍次,合金(6061铝板、铝管、铝棒)中同时存在S和0的过渡相时,强化效果最大。s相的过渡相还有一定的耐热性。一般来说,若按质金计算,w (Cu):w(Mg) <2.6时,形成S相;W(cu):=(Mg) >2.6时,形成S+e相或0相。 AI-Cu-Mg系合金,常需加入其他元素,如锰等,以改善合金的性能。但锰含量不能太高(w(Mn)<1%),否则形成粗大的A16Mn化合物,将会降低合金(6061铝板、铝棒、铝管)的塑性。
铝与锌: 锌单独加人铝中,在变形的条件下对合金强度的提高有限,同时有应力腐蚀开裂倾向.因而限制了它的应用。但锌能提高铝的电极电位,Al-1 %Zn的合金可用作包覆铝或牺牲阳极铝。
铝与锌镁:在铝中同时加人锌和镁.形成强化相MgZn2,对合金产生明显的强化作用。W(MgZn2)含量从0.5%提高到12%时,可不断地增大抗拉强度和屈服强度,而且镁含量超过形成MgZn2:相所需要的量时,还会产生补充强化作用。MgZn2含量增加,在强化合金的同时却大大降低了应力腐蚀抗力,增加剥落腐蚀倾向。为提高抗应力腐蚀开裂能力,可通过对成分和热处理过程两者的控制而得到改善。在成分方面,由于抗拉强度和应力腐蚀开裂敏感性都随锌、镁含量增加而增加,为使合金(6061铝管、铝板、铝棒)具有令人满意的应力腐蚀开裂抗力和足够的强度,对锌、镁总量应寻求折中方案,同时应注意锌、镁比例。有资料指出:w(Zn):w(Mg) =2.7-2.9时,应力腐蚀开裂抗力最大。而现有的工业合金很少符合这个比例,应加以重视。 少量的铜,特别是银,可提高应力腐蚀抗力,但银昂贵,工业合金(6061铝管、铝板、铝棒)很少采用。对于可焊铝合金,淬火冷却速度应慢。这样既能减少残余应力,又能减小显微组织之间的电位差。应注意成分调整,可用w(Zr)=0.08%-0.25%的锆代替铬和锰,因为锆对淬火敏感性影响最小。
锆与铝形成A13Zr,而铬和锰分别形成AI12 CrMg:和A120 Cu2 Mn3,都能阻
碍再结晶,A13 Zr不含合金强化元素,而铬、锰化合物会使强化元素
减少,势必增加镁、铜的含量。减小应力腐蚀开裂倾向的另一方法是
分级时效。本文由金一钢金属材料有限公司7075铝棒铝板工程部编辑、