銅元素
硅元素
若鎂和硅同時(shí)加入鋁中形成鋁鎂硅系合金,強(qiáng)化相為MgSi。鎂和硅的質(zhì)量比為1.73:1。設(shè)計(jì)Al-Mg-Si系合金成分時(shí),基體上按此比例配置鎂和硅 的含量。有的Al-Mg-Si合金,為了提高強(qiáng)度,加入適量的銅,同時(shí)加入適量的鉻以抵消銅對(duì)抗蝕性的不利影響。
Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁部分Mg2Si 在鋁中的最大溶解度為1.85%,且隨溫度的降低而減速小。
變形鋁合金中,硅單獨(dú)加入鋁中只限于焊接材料,硅加入鋁中亦有一定的強(qiáng)化作用。
鎂元素
Al-Mg合金系平衡相圖富鋁部分盡管溶解度曲線表明,鎂在鋁中的溶解度隨溫度下降而大大地變小,但是在 大部分工業(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,但是可焊性良好,抗蝕性也好,并有中等強(qiáng)度。
鎂對(duì)鋁的強(qiáng)化是明顯的,每增加1%鎂,抗拉強(qiáng)度大約升高瞻遠(yuǎn)34MPa。如果加入1%以下 的錳,可能補(bǔ)充強(qiáng)化作用。因此加錳后可降低鎂含量,同時(shí)可降低熱裂傾向,另外錳還可以使Mg5Al8化合物均勻沉淀,改善抗蝕性和焊接性能。
錳元素
錳是鋁合金的重要元素,可以單獨(dú)加入形成Al-Mn二元合金,更多的是和其它合金元素一同加入,因此大多鋁合金中均含有錳。
鋅元素
Al-Zn合金系平衡相圖富鋁部分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%。
鋅單獨(dú)加入鋁中,在變形條件下對(duì)鋁合金強(qiáng)度的提高十分有限,同時(shí)存在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、傾向,因而限制了它的應(yīng)用。
在鋁中同時(shí)加入鋅和鎂,形成強(qiáng)化相Mg/Zn2,對(duì)合金產(chǎn)生明顯的強(qiáng)化作用。Mg/Zn2含量 從0.5%提高到12%時(shí),可明顯增加抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。鎂的含量超過(guò)形成Mg/Zn2相所需超硬鋁合金中,鋅和鎂的比例控制在2.7左右時(shí),應(yīng)力腐蝕 開(kāi)裂抗力最大。
如在Al-Zn-Mg基礎(chǔ)上加入銅元素,形成Al-Zn-Mg-Cu系合金,基強(qiáng)化效果在所有鋁合金中最大,也是航天、航空工業(yè)、電力工業(yè)上的重要的鋁合金材料。