高温高强度铝合金的微观组织结构演变规律(2)
1.2 6XXX铝合金合金元素作用6XXX 铝合金主要元素是Mg 和 Si，另外还包括 Si、Fe、Cu、Mn、Cr等元素[7]。每种元素的含量均会对铝合金的组织性能造成一定影响， 因此了解每种元素的作用是十分有必要的。
1.1.2.1 Mg 元素的作用6XXX 铝合金的主要强化相是Mg2Si。其强化机制主要与 Mg和 Si 形成的溶质团簇及析出相有关。随着 Mg和 Si 的增加，6XXX铝合金淬火后时效所获得的抗拉强度逐渐提高[7]。其强化作用也与在 Mg和 Si 的固溶度有关。当 Mg和 Si 质量比大于 1.73 时，会产生过剩的Mg，使 Mg2Si 在固溶铝中的溶解度明显降低[8]。Mg2Si 相与基体非共格，Mg2Si析出及其长大粗化明显降低铝合金的强度。因此需严格控制Mg的含量，使 Mg 和 Si质量比控制在 1.73左右。
1.1.2.2 Si 元素的作用Si 能提高金属流动性，改善铸造性能及焊接性能。过剩Si还可以与 Fe 形成 AlSiFe 三元相，降低 Fe 的不良作用。一定量的Si 能够使合金的晶粒细化，增强热处理强化效果及抗拉强度[9]。但过剩 Si 容易沿晶界偏析，使晶界强度降低，增加人工时效的半成品的晶间腐蚀倾向，使材料强度下降[9]。
1.1.2.3 Cu 元素的作用6XXX 铝合金中，当其他元素含量为中等限度，Cu 含量分别为0.4%、2.2%、4.4%时，其室温和高温抗拉强度依次增强，而塑性在 2.2%时达到最大。Cu 的存在形式取决于 Cu 的含量以及 Mg、Si 的含量。Cu 含量少时，Mg 与 Si 比例为 1.73 时，Cu全部溶在基体里；当 Cu含量较多时，Mg与 Si 比例小于 1.08 时，可能形成 Al4CuMg5Si4相，多余的 Cu形成 CuAl2相；当 Cu含量非常多，Mg 与 Si比例大于 1.73 时，则会形成 Al2CuMg相[7]。
1.1.2.4 过渡元素的作用Ti、V、Mn、Cr等过渡元素或稀土元素在铝合金中溶解度很小，但是对组织性能能够产生明显影响。Mn 可以与过剩的Si形成 AlMnSi 相，以提高合金强度，明显改善合金的性能。但当 Mn过量时，会阻碍 Mg2Si 的形成。由于 AlMnSi 的强化效果不如 Mg2Si，因此使合金强化效果下降[9]。另外，Mn 能明显细化晶粒，提高再结晶温度。Cr能够抑制 Mg2Si的析出，延缓自然时效时合金强度下降的效果， 提高人工时效强度。 Cr和 Ti能够加强 Mn的作用效果。过渡元素形成的析出相通常很难析出，在加热状态下才能析出，通常自然时效状态下无法析出。其析出相呈点状弥散分布，因此人工时效产生的过渡元素析出相的形态尺寸对性能影响很大。在铸态组织中，Mn能够起到晶粒细化作用。
1.1.2.5 Fe元素的作用Fe 在铝合金中属于杂质元素，会降低材料的力学性能和使用寿命，因此通常控制其含量在 0.7%以下。但当 Fe 含量大于 0.25%，铝合金的性能就会收到明显影响。但是也有资料表明，含 0.3-0.4%的 Fe，对合金有一定的强化作用，尤其是在Mn 存在的条件下[10]。
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