铝-锌-镁中强可焊合金
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发布日期:2018-01-30
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在铝合金用的合金化元素中,锌和镁是在铝中溶解度zui高的元素,早在上世纪20年代初,冶金学家就发现Al-Zn-Mg系合金有时效硬化能力,但因应力腐蚀敏感性高,所以长期以来一直没有得到应用。但自上世纪70年代发现Al-Zn-Mg系合金有优

秀的可焊性,同时应力腐蚀敏感性可通过Zn、Mg含量控制即(Zn+Mg)≤7%,以及添加稳定剂Mn、Cr、Zr等可予以解决后,才引起人们重视..........
在铝合金用的合金化元素中,锌和镁是在铝中溶解度zui高的元素,早在上世纪20年代初,冶金学家就发现Al-Zn-Mg系合金有时效硬化能力,但因应力腐蚀敏感性高,所以长期以来一直没有得到应用。但自上世纪70年代发现Al-Zn-Mg系合金有优 秀的可焊性,同时应力腐蚀敏感性可通过Zn、Mg含量控制即(Zn+Mg)≤7%,以及添加稳定剂Mn、Cr、Zr等可予以解决后,才引起人们重视,广泛用于制造轨道车辆车厢及其他交通运输装备。
 
 
铝-锌-镁中强可焊合金
 
合金化元素及杂质元素的作用
 
Zn和Mg:Al-Zn-Mg系合金随着Zn、Mg含量的增加,其抗拉强度性能及热处理效果一般是随之上升的。合金的应力腐蚀倾向与Zn、Mg含量的总和有关,高Mg低Zn或高Zn低Mg的合金,只要Zn、Mg质量分数之和不大于7%,合金就具有相当好的抗应力腐蚀性能。合金的焊接裂纹倾向随Mg含量的增加而下降。
 
Al-Zn-Mg系合金中的微量合金化元素有Mn、Cr、Cu、Zr、Ti等,Fe和Si是主要杂质元素。
 
Mn和Cr:添加Mn和Cr提高合金的抗腐蚀性能,含0.2%Mn——0.4%Mn时效果显著;加Cr的效果更大些,如果Mn和Cr同时加入,对降低应力腐蚀倾向的效果更强,Cr的添加量以0.1%——0.2%为宜。
 
Zr:显著地提高Al-Zn-Mg系合金的可焊性,在AlZn5MgCu0.35Cr0.35合金中加入0.2%Zr后,焊接裂纹倾向大大下降。Zr还提高合金的再结晶终了温度,向AlZn4.5Mg1.8Mn0.6合金添加>0.2%Zr,合金的再结晶终了温度升到500℃以上,因此,材料在固溶处理后仍保留着变形组 织。向含Mn的Al-Zn-Mg系合金添加0.1%Zr——0.2%Zr,还可以提高抗应力腐蚀性能,但是Zr的效果不如Cr的。
 
Ti:向Al-Zn-Mg系合金添加Ti能细化铸造组 织,并可改善合金的可焊性,但其效果比Zr的低。若Ti与Zr同时加入效果更好。向含0.12%Ti的AlZn5Mg3Cu0.3合金添加>0.15%Zr,即有较好的可焊性和相当高的伸长率,还可获得与单独添加>0.2%Zr时相同的效果。Ti也能提高合金的再结晶温度。
 
Cu:向Al-Zn-Mg系合金添加少量Cu,可提高合金的抗应力腐蚀性能和抗拉强度,但是合金的可焊性却降低。
 
Fe:它是Al-Zn-Mg系合金的杂质,降低合金的可抗蚀性和力学性能,尤其对Mn含量的合金尤其如此,所以Fe含量应尽可能低,应限制<0.3%。
 
Si:也是合金固有的杂质,降低合金的抗蚀性和力学性能,加大合金裂纹倾向,应限制其限量<0.3%。
 
合金的组 织
 
Mg在Al中的zui大溶解度为 17.4%(450℃),室温时为1.0%。Zn的溶解度更高,在共析温度(275℃)为31.6%,在200℃为12.6%,室温时为≥2%。因此,Zn、Mg与Al可形成高浓度三元固溶体。由Al-Zn-Mg系三元相图可知,该系合金除α、β、η和γ等相外,还有一个三元化合物T(Al2Mg3Zn3),T相还可以用浓度范围(AlZn)49Mg32表示。工业用Al-Zn-Mg合金的成分多位于图中M所示的影线范围内,主要强化相是T和η,所以工业合金称之为α+T型合金。η相和T相不仅在Al中有极大的溶解度,而且有相当大的溶解度变化,故有很强的时效硬化作用。β相的分子式-Al3Mg2,T-Al2Mg3Zn3,η-MgZn2,γ-MgZn5。T相的Zn/Mg比约为2.71,但因T相的Zn、Mg浓度变化范围很宽,Zn/Mg比为1——4的合金的主要强化相为T,只有Zn/Mg>4的合金才有η相出现,Zn/Mg=6——7的合金才完全由η相组成。
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