广东省科学院工业分析检测中心  

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  铝合金当中各项主要元素及微量元素对铸造性能和铸件性能的影响。

  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。

  铜（Cu）含量超过1.25%可以明显增加合金的强度与硬度。但Al-Cu的析出，压铸铸后会收缩，继而转为膨胀，使铸件尺寸不稳定。

  镁（Mg）

  为抑制晶粒间的腐蚀而加入少量的镁（Mg），镁（Mg）的含量超过了规定值，就会使流动性变差，并且也容易产生热脆性，冲击值也降低。

  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。

  镁（Mg）

  铝镁合金的耐蚀性，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）

  铁（Fe）虽然能明显提高锌（Zn）的再结晶温度，减缓再结晶的过程，但是在压铸熔炼当中，铁（Fe）来自铁坩埚，鹅颈管和熔化用具，固溶于锌（Zn），铝（Al）所带的铁（Fe）是极微量的，超过了固溶限的铁（Fe） 会以FeAl3 结晶出来。（Fe）所造成的缺陷多生成渣滓以FeAl3的化合物浮起。铸件变脆，机加工性能变差。铁的流动性会影响铸件表面的光滑度。

  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）。

  锌（Zn）

  若含有杂质锌（Zn），高温脆性大，但与汞（Hg）形成强化HgZn2对合金产生明显强度作用。JIS中规定在1.0%以内，但外国标准有到3%的，这里所讲的当然不是合金成份的锌（Zn），而是以杂质锌（Zn）的角色来说，它有使铸件产生裂纹的倾向。

  铬（Cr）

  铬（Cr）在铝中形成（CrFe）Al7和（CrMn）Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会增加淬火敏感性。

  钛（Ti）

  在合金中只需微量可使机械性能提高，但导电率却下降。Al-Ti系合金产生包晶反应时，钛（Ti）的临界含量约为0.15%，如有硼存在可以减少。

  铅（Pb） 锡（Sn） 镉（Cd）

  在铝合金中有时还存在钙（Ca），铅（Pb），锡（Sn）等杂质元素。这些元素由于熔点高低不一，结构不同，与铝（Al）形成的化合物亦不相同，因而对铝合金性能的影响各不一样。钙（Ca）在铝中固溶度极低，与铝（Al）形成CaAl4化合物， 钙（Ca）能改善铝合金切削性能。铅（Pb），锡（Sn）是低熔点金属，它们在铝（Al）中固溶度不大，降低合金强度，但能改善切削性能。

  铅（Pb）含量的增加可以降低锌（Zn）的硬度，增加锌（Zn）的溶解度，但是在含铝（Al）的锌合金中，铅（Pb），锡（Sn），镉（Cd）任意一种超过规定量，都会产生腐蚀。这种腐蚀是不规则的，经过某段时间以后才产生，而且在高温，高湿气氛下，腐蚀得特。