硫酸測試實驗室-廣東檢測中心

  鋁合金當中各項主要元素及微量元素對鑄造性能和鑄件性能的影響。

  銅（Cu）

  在鋁合金中固溶進銅（Cu），機械性能可以提高，切削性變好。不過，耐蝕性降低，容易發生熱間裂痕。作為雜質的銅（Cu）也是這樣。

  銅（Cu）含量超過1.25%可以明顯增加合金的強度與硬度。但Al-Cu的析出，壓鑄鑄后會收縮，繼而轉為膨脹，使鑄件尺寸不穩定。

  鎂（Mg）

  為抑制晶粒間的腐蝕而加入少量的鎂（Mg），鎂（Mg）的含量超過了規定值，就會使流動性變差，并且也容易產生熱脆性，沖擊值也降低。

  硅（Si）

  是改善流動性能的主要成份。從共晶到過共晶都能得到的流動性。但結晶析出的硅（Si）易形成硬點，使切削性變差，所以一般都不讓它超過共晶點。另外，硅（Si）可改善抗拉強度、硬度、切削性以及高溫時強度，而使延伸率降低。

  鎂（Mg）

  鋁鎂合金的耐蝕性，因此ADC5、ADC6是耐蝕性合金，它的凝固范圍很大，所以有熱脆性，鑄件易產生裂紋，難以鑄造。作為雜質的鎂（Mg），在AL-Cu-Si這種材料中，Mg2Si會使鑄件變脆，所以一般標準在0.3%以內。

  鐵（Fe）

  鐵（Fe）雖然能明顯提高鋅（Zn）的再結晶溫度，減緩再結晶的過程，但是在壓鑄熔煉當中，鐵（Fe）來自鐵坩堝，鵝頸管和熔化用具，固溶于鋅（Zn），鋁（Al）所帶的鐵（Fe）是極微量的，超過了固溶限的鐵（Fe） 會以FeAl3 結晶出來。（Fe）所造成的缺陷多生成渣滓以FeAl3的化合物浮起。鑄件變脆，機加工性能變差。鐵的流動性會影響鑄件表面的光滑度。

  雜質的鐵（Fe）會生成FeAl3的針狀結晶，由于壓鑄是急冷，所以析出的晶體很細，不能說是有害成份。含量低于0.7 %則有不易脫模的現象，所以含鐵（Fe）0.8 ~ 1.0 %反而好壓鑄。含有大量的鐵（Fe），會生成金屬化合物，形成硬點。并且含鐵（Fe）量過1.2 %時，降低合金流動性，損害鑄件的品質，縮短壓鑄設備中金屬組件的壽命。

  鎳（Ni）

  和銅（Cu）一樣，有增加抗拉強度和硬度的傾向，對耐蝕性影響很大。想要改善高溫強度耐熱性，有時就加入鎳（Ni），但在耐蝕性及熱導性方面有降低的影響。

  錳（Mn）

  能改善含銅（Cu），含硅（Si）合金的高溫強度。若超過一定限度，易生成Al-Si-Fe- 

  Mn四元化合物，容易形成硬點以及降低導熱性。錳（Mn）能阻止鋁合金的再結晶過程，提高再結晶溫度，并能顯著細化再結晶晶粒。再結晶晶粒的細化主要是通過MnAl6化合物彌散質點對再結晶晶粒長大起阻礙作用。MnAl6的另一作用是能溶解雜質鐵（Fe），形成（Fe，Mn）Al6減小鐵的有害影響。錳（Mn）是鋁合金的重要元素，可以單獨加入Al-Mn二元合金，更多的是和其他合金元素一同加入，因此大多鋁合金中均含有錳（Mn）。

  鋅（Zn）

  若含有雜質鋅（Zn），高溫脆性大，但與汞（Hg）形成強化HgZn2對合金產生明顯強度作用。JIS中規定在1.0%以內，但外國標準有到3%的，這里所講的當然不是合金成份的鋅（Zn），而是以雜質鋅（Zn）的角色來說，它有使鑄件產生裂紋的傾向。

  鉻（Cr）

  鉻（Cr）在鋁中形成（CrFe）Al7和（CrMn）Al12等金屬間化合物，阻礙再結晶的形核和長大過程，對合金有一定的強化作用，還能改善合金韌性和降低應力腐蝕開裂敏感性。但會增加淬火敏感性。

  鈦（Ti）

  在合金中只需微量可使機械性能提高，但導電率卻下降。Al-Ti系合金產生包晶反應時，鈦（Ti）的臨界含量約為0.15%，如有硼存在可以減少。

  鉛（Pb） 錫（Sn） 鎘（Cd）

  在鋁合金中有時還存在鈣（Ca），鉛（Pb），錫（Sn）等雜質元素。這些元素由于熔點高低不一，結構不同，與鋁（Al）形成的化合物亦不相同，因而對鋁合金性能的影響各不一樣。鈣（Ca）在鋁中固溶度極低，與鋁（Al）形成CaAl4化合物， 鈣（Ca）能改善鋁合金切削性能。鉛（Pb），錫（Sn）是低熔點金屬，它們在鋁（Al）中固溶度不大，降低合金強度，但能改善切削性能。

  鉛（Pb）含量的增加可以降低鋅（Zn）的硬度，增加鋅（Zn）的溶解度，但是在含鋁（Al）的鋅合金中，鉛（Pb），錫（Sn），鎘（Cd）任意一種超過規定量，都會產生腐蝕。這種腐蝕是不規則的，經過某段時間以后才產生，而且在高溫，高濕氣氛下，腐蝕得特。