合金元素和杂质元素在6×××系铝合金中的作用
2017-04-02 23:17:48
6×××系铝合金的主要合金元素有Mg、Si、Cu，其作用如下。
（1）Mg和Si的作用。Mg、Si含量的变化对退火状态的Al-Mg-Si合金抗拉强度和伸长率的影响不明显。
随着Mg、Si含量的增加，Al-Mg-Si合金淬火自然时效状态的抗拉强度提高，伸长率降低。当Mg、Si总含量一定时，变化Mg、Si含量之比对性能也有很大影响。固定Mg含量，合金的抗拉强度随着Si含量的增加而提高。固定Mg2Si相的含量，增加Si含量，合金的强化效果提高，而伸长率稍有提高。固定Si含量，合金的抗拉强度随着Mg含量的增加而提高。含Si量较小的合金，抗拉强度的最大值位于α（Al）-Mg2Si-Mg2Al3三相区内。Al-Mg-Si三元合金抗拉强度的最大值位于α（Al）-Mg2Si-Si三相区内。
Mg、Si对淬火人工时效状态合金的力学性能的影响规律，与淬火自然时效状态合金的情况基本相同，但抗拉强度有很大提高，最大值仍位于α（Al）-Mg2Si-Mg2Al3三相区内，同时伸长率相应降低。
合金中存在剩余Si和Mg2Si时，随其数量的增加，耐蚀性能降低。但当合金位于α（Al）-Mg2Si二相区内以及Mg2Si相全部固溶于基体的单相区内的合金，耐蚀性最好。所有合金均无应力腐蚀破裂倾向。
合金在焊接时，焊接裂纹倾向性较大，但在α（Al）-Mg2Si二相区中，成分为0.2%～0.4Si、1.2%～1.4%Mg的合金和在α（Al）-Mg2Si-Si三相区中，成分为1.2%～2.0%Si、0.8%～2.0%Mg的合金，其焊接裂纹倾向较小。
（2）Cu的作用。Al-Mg-Si合金中添加Cu后，Cu在组织中的存在形式不仅取决于Cu含量，而且受Mg、Si含量的影响。当Cu含量很少，Mg、Si比为1.73:1时，则形成Mg2Si相，Cu全部固溶于基体中；当Cu含量较多，Mg、Si比小于1.08时，可能形成W（Al4CuMg5Si4）相，剩余的Cu则形成CuAl2；当Cu含量多，Mg、Si比大于1.73时，可能形成S（Al2CuMg）相和CuAl2相。W相、S相、CuAl2相与Mg2Si相不同，固态下只部分溶解参与强化，其强化作用不如Mg2Si相大。
合金中加入Cu，不仅显著改善了合金在热加工时的塑性，而且增加热处理强化效果，还能抑制挤压效应，降低合金因加Mn后所出现的各项异性。