合金元素对铸造铝合金组织性能的影响分析

铸造铝合金是一种传统的金属材料，其具有密度小、强度高等优势特点，在我国航空航天、汽车制造等产业领域中获得了广泛应用，并取得了显著性的成效。随着现代化工业及铸造技术的发展与进步，各产业对铸造铝合金的需求量日益增多，在铝合金当中增添不同合金元素可以呈现出差异化的性能特点，因此对铸造铝合金中不同元素的投入量产生的正负面影响展开全面研究具有一定的现实意义。

我决定让女友到古镇来一趟。言外之意，我是有女朋友的。而且是省城的。女友在我的好说歹说中答应周六来看看我。

1 铸造铝合金的分类及特点

1.1 AL-Si及AL-Si-Mg系铸造铝合金

此系铝合金呈现出高强度的气密性和铸造工艺性，在常温环境下可以呈现出良好的价值效用，并生产出形状各异的高质量铸件，在各类产业领域中获得了广泛性应用。AL-Si系合金是当代航空工业中使用频率最高的铸造铝合金种类之一，其在实际应用过程中呈现出良好的抗蚀性和工艺性。简单二元AL-Si系虽然自身的铸造性能相对较高，但强度却较低，通常运用在金属铸造和压力铸造领域当中，可以生产出形状多样、受力性能较小的仪表壳体。

1.2 AL-Cu系铸造铝合金

此系铸造铝合金的关键强化相为CuAL

，其具有一定的热稳定性和时效硬化能力，往往适用于温度较高的环境下展开一系列加工处理，其所具备的缺点包括抗蚀性差、铸造工艺性差等。在航空领域中应用此种合金类型通常为ZL-201和ZL-203，后者是一种简单形式的AL-Cu二元合金，人工时效状态较为显著，常用于铸造200℃以下的承受中等负荷类型的零部件

。

上缶功是一项很机械的功法，练习过程极其枯燥：一个坛子，里面装填铁砂，拿一根鸡蛋粗细的短棍系着，练功者两臂前伸，两手握短棍两端，拧动短棍，将绳子绕上吊起坛子，再缓缓退绞放下，如此反复，以锻炼臂力、腕力、指力。坛内铁砂逐渐加量，训练时间逐渐加长。此功看似简单，人人能练习，然而研习者往往苦不堪言，腕关节肿胀、指尖开裂、指甲脱落都不稀罕，能坚持下来的少之又少。秦铁崖天生一副巨猿之相，手臂奇长，手掌巨大，筋骨强健，意志坚定，只用短短两年时间就练成此功，只要是能提起的重物，哪怕是一头肥猪，他也能靠拧转短棍把它吊起。

1.3 AL-Mg系铸造铝合金

钛与铝可以融合转化为TiAL

相，成为结晶体后可以起到细化铸造组织和焊缝组织的价值效用。在铸造铝合金中填入少量钛元素便可以促使其整体机械性能获得显著性的提升，但原有的导电率会明显降低。一般情况下，AL-Ti系合金在出现包晶现象后，钛元素的临界含量主要为0.15%，如果存在一定数量硼元素期间可以适当减少。

在此过程中，ZL-301是一种高镁合金，通过淬火和固溶处理加工后具有较高的机械性能和抗蚀性能，但是整体组织和性能的稳定性还有待提高。

1.4 AL-Zn系铸造铝合金

此种合金具有自淬火效应等基本特点，在完成铸造工序后便可以直接投入人工时效，但因为缺少具体的淬火环节，铸件所具备的内应力显著降低。此种类型的铸造铝合金通常适用于制造尺寸稳定性高的铸件范围内，但是其也具有一定的弊端，主要体现在耐热性能偏低、比重较大、抗蚀性也不够良好等等，所以在实际应用过程中往往会受到诸多外界因素的约束与限制。采用此系的常用合金主要包括ZL-401，此种合金呈现出中等耐蚀性、耐热性较差等问题，适用于压铸温度条件低于200℃的压铸件当中。

2 不同合金元素对铸造铝合金组织性能带来的影响

“醍醐灌顶”出自于《敦煌变文集·维摩诘经讲经文》，比喻灌输智慧，使人大彻大悟。杨译中“Baoyu felt as if Buddha had suddenly shown him the light”, 通过注释法基本翻译出了典故中的要义，虽未全尽人意，也已算成功之作了。

2.1 硅、镁对铝合金组织性能的影响

硅是众多铸造铝合金加工生产阶段中运用频率最高的元素之一，其可以在实际应用阶段中有效改善铝合金的整体铸造性能。一般情况下，硅与铝可以共同混合为固溶体，在共晶温度高达577℃情况下，硅元素在固溶体中所呈现的最大溶解度为1.65。虽然溶解度往往会根据温度系数的降低而逐渐减少，但是此种合金通常是无法展开热处理加以强化的。当硅含量不断增多期间，硅与铝会在短时间内组建为共晶体，以此来提升铝合金的高温铸造性能，切实减少收缩效果，当达到6%期间几乎不会出现热度裂痕甚至出现几率为0。但是需要重点关注的问题是，当硅含量超出共晶体的整体成分标准阶段中，结晶后所稀释出的硅元素往往会出现游离硅的硬质点，进而降低铝合金的整体切削性

。

铸造铝合金是当代工业生产发展及应用加工中不可或缺的金属材料之一，其在机械制造、化学工业、航空航天和船舶设计等产业领域中获得了全覆盖式普及。从整体视角来看，铸造铝合金呈现出密度低、塑性好、强度高等优势特点，而且其具备了良好的导热性、抗蚀性及导电性，因此在工业领域中获得了广泛业界人士的关注与认可，其整体使用量仅次于钢材。铸造铝合金可以在热处理工序的支持下提升自身机械性能和物理性能，但是合金元素的含量也是影响铸造铝合金组织性能的重要元素，下文将针对不同合金元素对铸造铝合金进组织性能带来的正面影响及负面影响展开深层次研究与探讨。

在铝合金当中，如果硅的含量超出铁含量，便会形成Fe

Si

Ai

，当铁含量超出硅含量期间，会形成Fe

Si

Ai

。如果铁含量与硅含量分配比例缺乏合理性便会导致铸件出现严重裂纹问题，当铸铝当中的铁含量超出标准数值后还会导致铸件产生严重的脆性

。

不可能总赢,卢一平认帐。关健是赢大输小,关健是赢多输少。这段时间,他忙里偷闲地,学习了大量福彩知识。他发现,在一百个点上,福彩占优九十八个。所以,胜率是98%。

一次偶然的机会，马爹爹发现用电蚊拍拍打身体能够暂时解痒。“我就早上拍，中午拍，晚上睡觉也拍，一天不知道拍了多少次。”马爹爹的脸上有不少疤痕，都是被电蚊拍灼伤的。每拍一次，止痒时间长则两三个小时，少则几十分钟。他已经用坏了20多个电蚊拍。不久前，见到有促销，马爹爹一口气又买了一堆电蚊拍放在家里。

2.2 铁对铝合金组织性能的影响

锶是一种表面活性类型元素，其在结晶学术上来看，此种元素可以在根本上改变金属间化合物相的各类行为。采用锶元素展开变质处理可以在根本上优化铸造铝合金的塑性、加工性及整体产品质量。因为锶元素具有效果显著、变质有效时间较长、再现性能良好等优势特点，现如今在AL-Si铸造合金当中有效替代了钠元素的投入使用。对挤压铝合金过程中增添0.015%～0.03%的锶元素可以在一定程度上减少铸造铝合金均匀化时间60%～70%左右，切实提高材料的塑性加工性及力学性能，并在此基础上改变金属制品表层结构的粗糙效果。对于高硅变形铝合金而言，在其中融入0.02%～0.07%锶元素后，可以全面将初晶降低至最小化，其原有的力学性能和抗拉强度也获得显著性提升，延伸率也由原本的9%升高至12%左右。在过共晶AL-Si合金当中增添适当数量锶元素可以减少初始晶硅粒子的具体尺寸，有效完善塑性加工性能，并为铸造铝合金开展冷轧和热轧提供更多有利的条件与支持。

镁元素对铝合金带来一定的强化作用，当增加1%左右的镁元素，铸造铝合金的自身抗拉性能便会提升约34MPa。铝镁合金的耐蚀性相对较良好一些，所以ADC5、ADC6主要为耐蚀性合金类型，其在产生凝固所涉及的部分较为广泛，因此呈现出热脆性，逐渐会在此情况下产生或多或少的裂纹，进而为铝合金的铸造工作增添一定的难度。作为杂质的镁，其在铸造铝合金阶段中，Mg

Si会导致逐渐变得脆弱无比，因此通常要控制元素投放标准为0.3%左右。

农业是靠“天”吃饭的产业。如果不能提高对自然灾害的防御能力和自救能力，那么一旦发生气象灾害，就会出现无法控制的局面，在农业生产中造成无法估量的损失。防御技能不完善是制约农业发展的重要因素之一。所以当前农业发展面临的最大问题就是如何做好气象防灾减灾工作。当气象科技的作用得到充分发挥时，就能最大限度地减轻农业生产中各个环节的损失，这不仅有助于农业农村经济发展，还能加快社会向前发展的步伐，而且对促进人类与自然的和谐发展具有重要意义。

2.3 钛、硼、锶对铝合金组织性能的影响

AL-Mg系铸造铝合金也被广泛称为耐蚀铸造铝合金，其被划分于强硬度、高抗蚀性合金范畴内，呈现出良好的切削加工性能，被广泛应用于食品加工、化工部门及造船工业等领域中。此系铸造铝合金所具备的缺点体现在铸造工艺性和耐热性较差，在实际应用中最常见的合金包括ZL-301、ZL-302和ZL-303等等。

在铝合金当中，当铁的投入量超出0.5%期间，铝合金的强度可以获得显著加强并略微降低自身的伸长量，而当铁元素含量超出0.8%期间铝合金的伸长率会大幅度降低。从整体视角来看，铝合金中所含有的铁元素往往会转化为FeAL

针状结晶，因为压铸处于急冷状态，所以最终析出的晶体相对较细，有害成分比较少。据相关调查研究表明，在标准范围内，铁元素无法在不降低或略微降低抗热裂性的基础上强化高硅铝合金的铸造性能。但是当铝合金内部具有大含量铁期间，往往会生成显而易见的金属化合物，进而产生硬质点，导致铸造零部件在实际加工环节中较为困难，刀具在后续的实际应用期间也会出现严重性磨损破坏问题，无法在根本上保障零件尺寸的稳定性和安全性。除此之外，当铁含量低于0.6%期间，切削刀具的磨损量也会根据铁含量的增加而提升。当铁元素含量＞1.2%期间，其会明显的降低铸造铝合金的流动性，进而对铸件整体质量造成负面影响，切实减少压铸设备中金属构件的使用年限。另外，虽然存在刀具磨损等相关问题，但因硬度较高的铁可以导致铝合金出现切削断裂等现象，所以增添一定标准数量的铁元素可以在根本上完善合金的具体切削性能。

总的来说，钛、硼和锶三种合金元素虽然在铸造铝合金当中整体含量相对较少，但是却起到了不可忽视的价值效应，不但可以在根本上细化晶粒结构，还可以提升合金组织的整体性能，相关科研人员需要在结合实际情况的基础上合理控制三种元素在铸造铝合金当中的投入量，以此来生产出高性能、高质量的铝合金产品。

硅、镁合金对于铸造铝合金产生着不容小觑的价值效用，硅可以在根本上强化铝合金的铸造性能，而镁可以全面提升铝合金的机械性能，而且硅与镁的高度结合还可以形成MgSi，全面强化铸造铝合金的机械性能。但是需要重点注意的问题是，硅元素与镁元素在投入使用期间需要严格控制其具体用量，确保其不超出固定的标准数值。对于铸造铝合金而言，硅元素含量适宜控制在7%左右，而镁元素的含量保持在0.3%即可。

2.4 其他微量合金元素对铝合金组织性能的影响

在铝合金中添加适量铜元素，其整体性能呈现出显著性提高，自身所具备的切削性也获得了大范围强化。但是从整体视角来看，其所具备的耐腐蚀性有所降低，往往会在各类试验阶段中出现热间裂痕等问题，而富有杂质属性的铜也会发生此类情况。

镍与铜呈现出完全统一的基本特点，其具有强化铝合金硬度、抗拉性等基本性质，而且会在实际应用过程中对铝合金原本的耐蚀性带来不必要的影响，想要在根本上优化并完善高温耐热性，相关人员往往会在开展各类试验过程中增添适当数量的镍，但是会在投入使用后出现耐蚀性、热导性大幅度降低等不良问题

。

锰元素在投入应用期间可以在一定程度上抑制铸造铝合金的二次结晶进度，在根本上提升再结晶过程中所产生的温度条件，并在此基础上全面细化再结晶阶段中所含有的晶粒。MnAL6的价值作用体现在对杂质铁进行全方位溶解处理，进而将其转化为（Fe，Mn）AL6，在根本上将铁带来的负面影响降低至最小化。一般情况下，当铸造铝合金当中含有一定数量的杂质锌，也会出现温度升高、脆性增大等现象，进而导致铸件出现或多或少的裂纹。

从整体视角来看，在铝合金当中往往还会存留锡、钙和铅等杂质元素，这些元素因自身所具备的熔点有高有低、结构性质完全不同，所以与铝相互结合转化后的化合物也存在一定的差异性，进而对铝合金的性能组织产生不同的影响程度。一般情况下，钙在铝中固溶度相对较低，与铝共同转化为CaAL

化合物，钙可以在根本上优化并完善铝合金的切削性能。而铅和锡均属于低熔点金属性质，其在铝中固溶度相对较小，其虽然可以在实际应用阶段中降低合金强度，但也能有效改善其整体的切削性能。由此可见，以上所论述的几种元素均会对铸造铝合金组织性能带来不同程度的影响效果，但是这些合金元素的存在虽然无法规避，但是相关科研人员可以采用科学有效的措施方法加以控制，将微量元素的具体含量降低至最小化，以此来提高铸造铝合金的整体性能。

2.5 稀土对铝合金组织性能的影响

一般情况下，稀土元素的不同含量也会对铸造铝合金各项组织性能产生差异性的正面影响和负面影响，进而导致铝合金的抗拉性能及延伸率不同程度的变化，下文将针对稀土元素投入量不同的情况下，对铸造铝合金各项组织性能的变化趋势展开全方位研究与讨论。

由图2可以明显看出，当在铸造铝合金当中不断投入稀土后，铝合金的抗拉性及延伸率都获得了大幅度提升。当稀土含量处在0.15%期间。合金的抗拉强度便升高至461.58MPa，而在对铝合金展开不间断性的稀土含量增加工作后，铸造铝合金的整体抗拉性能也秉持着持续下降的规律发展着。从整体目光来看，合金当中具有0.15%含量稀土的力学性能比未投入稀土期间的256.27MPa提升了约80.1%，延伸率也提升了三倍左右。由此可见，稀土含量的增加对于铸造铝合金的力学性能产生较大的影响。如果增添适当数量的稀土元素，并采用科学有效的措施工艺进行加工处理，稀土元素可以在根本上提高铸造铝合金的整体熔炼质量。

3 结论

综上所述，铸造铝合金因其自身的优势特点在各类产业领域中获得了广泛应用及高度关注，所以对铸造铝合金进行深入探讨及研究十分重要，除了对合金元素所产生的影响展开全面探索以外，相关科研机构还可以从其他方面深入研究影响铸造铝合金组织性能的因素。

[1]尹剑,徐开荣,胡玉文．高导热短流程铸造铝合金产业化生产应用研究[J]．冶金管理,2021,(21)：23-24．

[2]张海涛,何昊,白杰．合金元素在铝合金汽车结构件铸件的研究现状[J]．铸造技术,2021,42(02)：153-158．

[3]王波,许晓东,赵东宏．合金化对汽车活塞用铸造铝合金的组织和性能影响[J]．热加工工艺,2021,50(05)：68-71．

[4]王慧,李元东,马颖．高导热铝合金的开发与研究进展[J]．铸造,2019,68(10)：1104-1110．