浅谈铝合金中各元素对铝合金性能影响的优缺点

1.铜（Cu）

铜是铝合金中重要的合金元素，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。

      优点：固溶强化和时效强化效果好，铜含量在4%到6.8%时强化效果最好，所以大部分硬铝合金的含铜量都处于这范围。增加含铜量，提高合金的流动性，抗拉强度和硬度，使机械性能得以提高，切削性变好。

      缺点：降低耐蚀性和塑性，使热裂倾向增大。

      2. 镁（Mg）

镁对铝的强化是显著的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高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。

      优点：提高抗拉强度和屈服极限，提高合金的切削加工性。

      缺点：Mg₂Si会使铸件变脆。

      3. 硅（Si）

Mg₂Si在铝中的最大溶解度为1.85%，且随温度的降低而减小，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。

      优点：改善合金的铸造性能。硅与铝能组成固溶体，能提高合金的高温造型性，减少收缩率，无热裂倾向。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。

      缺点：结晶析出的硅（Si）易出现游离硅的硬质点，使切削性变差，高硅铝合金对铸件坩埚的熔蚀作用严重。

  4.铁（Fe）

      优点：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，即有不易脱模的现象。当铁含量超过0.6％后，粘模现象便大为减轻。

      缺点：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，生成金属化合物，形成硬点。这种组织还会降低机械性能，增大热裂性，使铸件产生脆性。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。

      4. 锰（Mn）

      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。

      优点：合金强度随溶解度增加而不断增加。锰含量为0.8%时，延伸率达最大值。锰（Mn）能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒。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，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，减小铁的有害影响。

      缺点：锰含量过高时，会引起偏析。

  6.镍（Ni）

      优点：有增加抗拉强度和硬度的倾向，对耐蚀性影响很大。

      缺点：降低耐蚀性及热导性。

  7.锌（Zn）

      优点：铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn₂，会对合金产生明显的强化作用。

      缺点：存在应力腐蚀开裂的倾向。