鋁中雜質(zhì)對性能的影響---1.合金元素影響：銅元素-鋁銅合金富鋁有些548時(shí)，銅在鋁中的較大溶解度為5.65%,溫度降到302時(shí)，銅的溶解度為0.45%。銅是重要的合金元素，有必定的固溶強(qiáng)化效果，此外時(shí)效分出的CuAl2有著顯著的時(shí)效強(qiáng)化效果。鋁合金中銅含量一般在2.5%~5%，銅含量在4%~6.8%時(shí)強(qiáng)化效果較好，所以大有些硬鋁合金的含銅量處于這規(guī)模。鋁銅合金中能夠富含較少的硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素。硅元素-Al—Si合金系富鋁有些在共晶溫度577時(shí)，硅在固溶體中的較大溶解度為1.65%。雖然溶解度隨溫度下降而削減，介這類合金一般是不能熱處理強(qiáng)化的。鋁硅合金具有極好的鍛造功能和抗蝕性。若鎂和硅一起參加鋁中構(gòu)成鋁鎂硅系合金，強(qiáng)化相為MgSi。鎂和硅的質(zhì)量比為1.73:1。規(guī)劃Al-Mg-Si系合金成分時(shí)，基體上按此份額裝備鎂和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金，為了進(jìn)步強(qiáng)度，參加適當(dāng)?shù)你~，一起參加適當(dāng)?shù)你t以抵消銅對立蝕性的晦氣影響。Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁有些Mg2Si在鋁中的較大溶解度為1.85%，且隨溫度的下降而減速小。變形鋁合金中，硅獨(dú)自參加鋁中只限于焊接資料，硅參加鋁中亦有必定的強(qiáng)化效果。鎂元素-Al-Mg合金系平衡相圖富鋁有些雖然溶解度曲線標(biāo)明，鎂在鋁中的溶解度隨溫度下降而大大地變小，但是在大有些工業(yè)用變形鋁合金中，鎂的含量均小于6%，而硅含量也低，這類合金是不能熱處理強(qiáng)化的，但是可焊性杰出，抗蝕性也罷，并有中等強(qiáng)度。鎂對鋁的強(qiáng)化是顯著的，每增加1%鎂，抗拉強(qiáng)度大概升高瞻遠(yuǎn)34MPa。假如參加1%以下的錳，能夠彌補(bǔ)強(qiáng)化效果。因而加錳后可下降鎂含量，一起可下降熱裂傾向，別的錳還能夠使Mg5Al8化合物均勻沉淀，改進(jìn)抗蝕性和焊接功能。錳元素-Al-Mn合金系平平衡相圖有些在共晶溫度658時(shí)，錳在固溶體中的較大溶解度為1.82%。合金強(qiáng)度隨溶解度增加不斷增加，錳含量為0.8%時(shí)，延伸率達(dá)較大值。Al-Mn合金對錯(cuò)時(shí)效硬化合金，即不可熱處理強(qiáng)化。錳能阻撓鋁合金的再結(jié)晶進(jìn)程，進(jìn)步再結(jié)晶溫度，并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化首要是經(jīng)過MnAl6化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對再結(jié)晶晶粒長大起阻止效果。MnAl6的另一效果是能溶解雜質(zhì)鐵，構(gòu)成(Fe、Mn)Al6，減小鐵的有害影響。錳是鋁合金的重要元素，能夠獨(dú)自參加構(gòu)成Al-Mn二元合金，更多的是和其它合金元素一起參加，因而大多鋁合金中均富含錳。鋅元素-Al-Zn合金系平衡相圖富鋁有些275時(shí)鋅在鋁中的溶解度為31.6%，而在125時(shí)其溶解度則下降到5.6%。鋅獨(dú)自參加鋁中，在變形條件下對鋁合金強(qiáng)度的進(jìn)步非常有限，一起存在應(yīng)力腐蝕開裂、傾向，因而約束了它的運(yùn)用。在鋁中一起參加鋅和鎂，構(gòu)成強(qiáng)化相Mg/Zn2，對合金發(fā)生顯著的強(qiáng)化效果。Mg/Zn2含量從0.5%進(jìn)步到12%時(shí)，可顯著增加抗拉強(qiáng)度和屈從強(qiáng)度。鎂的含量超越構(gòu)成Mg/Zn2相所需超硬鋁合金中，鋅和鎂的份額操控在2.7擺布時(shí)，應(yīng)力腐蝕開裂抗力較大。如在Al-Zn-Mg基礎(chǔ)上參加銅元素，構(gòu)成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基強(qiáng)化效果在所有鋁合金中較大，也是航天、航空工業(yè)、電力工業(yè)上的重要的鋁合金資料。2.量元素的影響：鐵和硅--鐵在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系鍛鋁合金中，硅在Al-Mg-Si系鍛鋁中和在Al-Si系焊條及鋁硅鍛造合金中，均作為合金元素加的，在基它鋁合金中，硅和鐵是常見的雜質(zhì)元素，對合金功能有顯著的影響。它們首要以FeCl3和游離硅存在。在硅大于鐵時(shí)，構(gòu)成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相，而鐵大于硅時(shí)，構(gòu)成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。當(dāng)鐵和硅份額不當(dāng)時(shí)，會(huì)引起鑄件發(fā)生裂紋，鑄鋁中鐵含量過高時(shí)會(huì)使鑄件發(fā)生脆性。鈦和硼-鈦是鋁合金中常用的增加元素，以Al-Ti或Al-Ti-B中心合金方式參加。鈦與鋁構(gòu)成TiAl2相，成為結(jié)晶時(shí)的非自覺中心，起細(xì)化鍛造安排和焊縫安排的效果。Al-Ti系合金發(fā)生包反應(yīng)時(shí)，鈦的臨界含量約為0.15%，假如有硼存在則減速小到0.01%。鉻-鉻在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常見的增加元素。600℃時(shí)，鉻在鋁中溶解度為0.8%，室溫時(shí)基本上不溶解。鉻在鋁中構(gòu)成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金屬間化合物，阻止再結(jié)晶的形核和長大進(jìn)程，對合金有必定的強(qiáng)化效果，還能改進(jìn)合金耐性和下降應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。但會(huì)場增加淬火敏感性，使陽極氧化膜呈黃色。鉻在鋁合金中的增加量一般不超越0.35%，并隨合金中過渡元素的增加而下降。鍶-鍶是外表活性元素，在結(jié)晶學(xué)上鍶能改變金屬間化合物相的行動(dòng)。因而用鍶元素進(jìn)行蛻變處理能改進(jìn)合金的塑性加工性和終究產(chǎn)品質(zhì)量。因?yàn)殒J的蛻變有效時(shí)刻長、效果和再現(xiàn)性好等長處，近年來在Al-Si鑄造合金中替代了鈉的運(yùn)用。對揉捏用鋁合金中參加0.015%~0.03%鍶，使鑄錠中β-AlFeSi相成為漢字形α-AlFeSi相，削減了鑄錠均勻化時(shí)刻60%~70%，進(jìn)步資料力學(xué)功能和塑性加工性;改進(jìn)成品外表粗糙度。對于高硅(10%~13%)變形鋁合金中參加0.02%~0.07%鍶元素，可使初晶削減至較低極限，力學(xué)功能也顯著進(jìn)步，抗拉強(qiáng)度бb由233MPa進(jìn)步到236MPa，屈從強(qiáng)度б0.2由204MPa提高到210MPa，延伸率б5由9%增至12%。在過共晶Al-Si合金中參加鍶，能減小初晶硅粒子尺寸，改進(jìn)塑性加工功能，可順暢地?zé)彳埡屠滠?。鋯元?鋯也是鋁合金的常用增加劑。一般在鋁合金中參加量為0.1%~0.3%，鋯和鋁構(gòu)成ZrAl3化合物，可阻止再結(jié)晶進(jìn)程，細(xì)化再結(jié)晶晶粒。鋯亦能細(xì)化鍛造安排，但比鈦的效果小。有鋯存在時(shí)，會(huì)下降鈦和硼細(xì)化晶粒的效果。在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，因?yàn)殇唽Υ慊鹈舾行缘挠绊懕茹t和錳的小，因而宜用鋯來替代鉻和錳細(xì)化再結(jié)晶安排。雜質(zhì)元素-稀土元素參加鋁合金中，使鋁合金熔鑄時(shí)增加成分過冷，細(xì)化晶粒，削減二次晶距離，削減合金中的氣體和攙雜，并使攙雜相趨于球化。還可下降熔體外表張力，增加流動(dòng)性，有利于澆注成錠，對工藝功能有著顯著的影響。各種稀土參加量約為0.1%at%為好?；旌舷⊥?La-Ce-Pr-Nd等混合)的增加，使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金時(shí)效G?P區(qū)構(gòu)成的臨界溫度下降。含鎂的鋁合金，能激起稀土元素的蛻變效果。

         說到船用鋁板，大家*熟悉的要數(shù)5083鋁板了。船用鋁板是鋁板產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用的新興領(lǐng)域，目前船板的生產(chǎn)能力已成為衡量鋁板廠家綜合實(shí)業(yè)的重要指標(biāo)。那么，船舶制造廠家為何如此青睞5083鋁板?5083鋁板屬于Al-Mg系合金，中等強(qiáng)度，具有耐蝕性好、焊接性優(yōu)良、冷加工性較好的優(yōu)勢，廣泛用于制造飛機(jī)油箱、油管、交通車輛、船舶鈑金件、儀表、街燈支架、鉚釘、五金制品、電器外殼等。在船舶制造領(lǐng)域，多采用5083H116/H321/H112狀態(tài)的鋁板，應(yīng)用于船舶甲板、發(fā)動(dòng)機(jī)臺座、船側(cè)、船底外板等部位。5083鋁板滿足船用鋁板的選材要求：1、較高的比強(qiáng)度和比模量。船舶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和尺寸與材料的屈服強(qiáng)度和彈性模量密切相關(guān)，由于鋁合金的彈性模量和密度大體相同，合金元素的添加也影響甚，因此在一定范圍內(nèi)提高屈服強(qiáng)度對減輕艦船結(jié)構(gòu)有力。5083鋁板屬于中等強(qiáng)度，能同時(shí)具備優(yōu)良的耐蝕性和可焊接性。2、焊接性優(yōu)良。5083鋁板具有良好的焊接抗裂性，在焊接時(shí)不容易出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。3、耐蝕性優(yōu)良。耐蝕性能是船用合金的主要標(biāo)志之一，5083鋁板是典型的防銹鋁板，耐腐性好，能適應(yīng)惡劣的海洋環(huán)境，經(jīng)久耐用。4、密度小。鋁合金比重小，能減輕船板重量，節(jié)省能耗，增加載重。5、環(huán)保。鋁合金不燃燒，遇火，而且回收利用率高，可循環(huán)再利用，環(huán)保性好。
          通過溫度控制提高擠壓鋁型材產(chǎn)量，通常，如果沒有非預(yù)定的停機(jī)時(shí)間，那么*大產(chǎn)量主要決定于擠壓速度，而后者受制于四個(gè)因素，其中三個(gè)固定不變而另一個(gè)則是可變的。 個(gè)因素是擠壓機(jī)的擠壓力，擠壓力大的可在錠坯溫度較低時(shí)順利地?cái)D壓；第二個(gè)因素是模具設(shè)計(jì)，擠壓時(shí)金屬與模壁的摩擦通?？墒雇ㄟ^的鋁合金的溫度上升35～62℃；第三個(gè)因素是被擠壓合金的特性，是限制擠壓速度的不可控制的因素，型材的出口溫度一般不可超過540℃，否則，材料表面質(zhì)量會(huì)下降，模痕明顯加重，甚至出現(xiàn)粘鋁、凹印、裂縫、撕裂等。*后一個(gè)因素是溫度及其受控程度。如果鋁型材擠壓機(jī)的擠壓力不夠大，很難順利擠壓或甚至出現(xiàn)塞?，F(xiàn)象而擠不動(dòng)時(shí)，就可提高錠坯溫度，但擠壓速度應(yīng)低些，以防材料的出口溫度過高。每一個(gè)合金都有其特定的*優(yōu)的擠壓(錠坯)溫度。生產(chǎn)實(shí)踐證明，錠坯溫度*好保持在430℃左右（擠壓速度≥16mm/s時(shí)）。6063合金型材的出模溫度不得超過500℃，6005合金的*高出口溫度為512℃，6061合金的*好不大于525℃。出模溫度的不大變化也會(huì)影響產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量。擠壓筒溫度也是很重要的，特別應(yīng)注意預(yù)熱階段的溫度升高，應(yīng)避免各層之間產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力，*好是使擠壓筒與襯套同時(shí)升高到工作溫度。預(yù)熱升溫速度不得大于38℃/h。*好的預(yù)熱規(guī)范是：升高到235℃，保溫8h,繼續(xù)升溫到430℃，保溫4h后，才投入工作。這樣不但能保證內(nèi)外溫度均勻一致，而且有足夠的時(shí)間一切內(nèi)部熱應(yīng)力。當(dāng)然在爐內(nèi)加熱擠壓筒是*佳的預(yù)熱方式。在擠壓過程中，擠壓筒溫度應(yīng)比錠坯溫度低15～40℃。如果擠壓速度過快，以致擠壓筒溫度上升到高于錠坯溫度，就要設(shè)法使擠壓筒溫度下降，這不但是一件麻煩的工作，而且產(chǎn)量會(huì)下降。在生產(chǎn)速度上升過程中，有時(shí)受電偶控制的加熱元件會(huì)被切斷，可是擠壓筒溫度仍在上升。如果擠壓筒溫度高于470℃，擠壓廢品就會(huì)上升。應(yīng)根據(jù)不同的合金確定理想的擠壓筒溫度。千萬不要認(rèn)為預(yù)熱擠壓筒是在浪費(fèi)時(shí)間、消耗能源。某工廠為趕生產(chǎn)任務(wù)，一方面用內(nèi)部電阻元件加熱，另一方面又以液化氣燒嘴加熱。在這種情況，溫度無法測量與控制，會(huì)產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力，內(nèi)襯溫度高，膨脹比外套的快，以致擠壓筒裂開，并聽到“炸裂”的聲音。擠壓軸在工作過程中會(huì)積蓄內(nèi)應(yīng)力，這種應(yīng)力大到一定程度會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，一旦受到非軸向的徑向力作用就會(huì)斷裂。因此，擠壓軸的累計(jì)工作時(shí)間達(dá)到4500h后，*好進(jìn)行一次應(yīng)力處理，在430～480℃保溫12h,然后隨爐冷卻到50℃以下。遺憾的是，我國很少有工廠照此處理。
生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)表面建筑型材時(shí)，對擠壓墊溫度也應(yīng)嚴(yán)格控制，以減少表面色調(diào)不一致廢品量。固定擠壓墊的質(zhì)量比活動(dòng)的好得多，能積聚更多的熱量，因而能降低錠坯端頭溫度，能減少雜質(zhì)進(jìn)入型材內(nèi)，有助于提高產(chǎn)量。美國卡斯圖爾公司（Castool）采用壓縮空氣冷卻擠壓墊與擠壓軸，使其溫度降到50℃左右。模具溫度對于獲得高的產(chǎn)量起著重要的作用，一般不得低于430℃；另方面，也不得過高，否則，不但硬度可能下降，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧化，主要在工作帶。在模具加熱過程中，應(yīng)避免模具之間緊靠著，阻礙空氣流通。*好采用帶格的箱式加熱爐，每個(gè)模放于一個(gè)單獨(dú)的箱內(nèi)。錠坯在擠壓過程中的溫度升高可達(dá)40℃左右或更高些，升高量主要決定于模具設(shè)計(jì)。為了獲得*大產(chǎn)量，對各項(xiàng)溫度決不可忽視，應(yīng)記錄各個(gè)溫度并嚴(yán)加控制，以找出機(jī)臺的*大產(chǎn)量與各項(xiàng)溫度的關(guān)系。然后，鋁型材擠壓生產(chǎn)廠的員工都應(yīng)牢記：溫度的精密控制，對提高產(chǎn)量是至關(guān)重要的。