铍铝合金有毒吗

根据我的知识：

铝合金按照成分可以分为：

一般铝合金、锻铝合金、铍铝合金、银铝合金、硬铝合金、镍铝合金、稀土铝合金、银锰铝合金、金钯铬铝合金、金钯钼铝合金、金钯铁铝合金等.

铝合金按照工艺可以分为：

防锈铝合金、低温铝合金、超硬铝合金、变形铝合金、耐热铝合金、特殊铝合金、铸造铝合金、

钛 Ti：0.10-0.20

铍 Be ：0.04～0.07(保证力学时,可不加)

铝 Al ：余量

铁(砂型铸造)： 0.000～ 0.200

铁(金属型铸造)： 0.000～ 0.200

锰 Mn：≤0.1(杂质)

镁 Mg：≤0.1（杂质）

钛 Ti：≤0.1（杂质）

钛+稀土 Ti+Zr：≤0.20(杂质)

锡 Sn ：≤0.01(杂质)

铅 Pb：≤0.03(杂质)

注：杂质总和:(砂型铸造)≤0.75(金属型铸造)≤0.75

硅Si：0.40 铁Fe: 0.50 铜Cu：1.2-2.0 锰Mn：0.30 镁Mg：2.1-2.9 铬Cr：0.18-0.28 锌Zn：5.1-6.1 钛Ti：0.20 铝Al：余量 其他： 单个：0.05 合计：0.15

如果合成熔炼时间过短，就会使铍的细化颗粒大小区别过大。当取样采到的大颗粒时，进行分析就会得到铍含量过高的测量结果，而取到小颗粒过多，进行分析就会得到铍含量低的测量结果。这就是铍铝的偏析现象，同时影响铍含量的成分测定。

硅 Si ：6.5～7.5

镁 Mg：0.25～0.45

铝 Al ：余量

铁(砂型铸造)： 0.000～ 0.500

铁(金属型铸造)： 0.000～ 0.900

铜 Cu ：≤0.2(在海洋中使用时≤0.1)(杂质)

锰 Mn：≤0.35(杂质)

锌 Zn：≤0.3(杂质)

钛+稀土 Ti+Zr：≤0.25(杂质)

铍 Be ：≤0.1(杂质)锡 Sn ：≤0.01(杂质)

铅 Pb：≤0.05(杂质)

钇 Y：为提高力学性能,可含0.08～0.20,但Fe≤0.3

注：杂质总和:(砂型铸造)≤1.1(金属型铸造)≤1.5

以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。即Si,Fe ,Cu,Mn,Mg,Cr,Ni,Zn,还有Ti,Zr,这是里面常用的合金元素，一般都是执行国标GB-T3190--2008.具体每种材料的合金成分都不一样。按照系列为1,2,3,4，5,6,7，这几个系列，每个系列的又有很大的差别，同一系列基本差不多的。

1)铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种最多，用量最大的合金，含硅量在10％～25％。有时添加0.2％～0.6％镁的硅铝合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等。有时添加适量的铜和镁，能提高合金的力学性能和耐热性。此类合金广泛用于制造活塞等部件。

(2)铝铜合金，含铜4.5％～5.3％合金强化效果最佳，适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件。

(3)铝镁合金，密度最小(2.55g/cm3)，强度最高(355MPa左右)的铸造铝合金，含镁12％，强化效果最佳。合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料。

(4)铝锌系合金，为改善性能常加入硅、镁元素，常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下，该合金有淬火作用，即“自行淬火”。不经热处理就可使用，以变质热处理后，铸件有较高的强度。经稳定化处理后，尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等。

二、铝合金特点及分类

铝合金密度低，但比强度高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。

铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。

三、各种常用铝合金区分

1、【纯铝产品】

纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份Al表示，后者用汉语拼音LG（铝、工业用的）表示。2、【压力加工铝合金】

铝合金压力加工产品分为防锈（LF）、硬质（LY）、锻造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及钎焊（LQ）等七类。常用铝合金材料的状态为退火（M焖火）、硬化（Y）、热轧（R）等三种。

3、【铝材】

铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材，包括板材、带材、箔材、管材、棒材、线材、型材等。

4、【铸造铝合金】

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铸造铝合金（ZL）按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类，代号编码分别为100、200、300、400。

5、【高强度铝合金】

高强度铝合金指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金，主要是压力加工铝合金中硬铝合金类、超硬铝合金类和铸造合金类。

6、【不同牌号铝合金的典型用途】

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合 金 典 型 用 途

1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉

1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途

1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具

1145 包装及绝热铝箔，热交换器

1199 电解电容器箔，光学反光沉积膜

1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材

2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品

2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件

2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件

2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件

2036 汽车车身钣金件

2048 航空航天器结构件与兵器结构零件

2124 航空航天器结构件

2218 飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环

2219 航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力

2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料

2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件

2A01 工作温度小于等于100摄氏度的结构铆钉

2A02 工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片

2A06 工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉

2A10 强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100摄氏度的航空器结构铆钉

2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉

2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件

2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件

2A16 工作温度250~300摄氏度的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱

2A17 工作温度225~250摄氏底的航空器零件

2A50 形状复杂的中等强度零件

2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等

2A70 飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等

2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件

2A90 航空发动机活塞

3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道

3004 全铝易拉罐罐身，要求有比3003合金更高强度的零部件，化工产品生产与贮存装置，薄板加工件，建筑加工件，建筑工具，各种灯具零部件

3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶盖、瓶塞等

3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等

5005 与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致

5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等

5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等

5056 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合

5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等

5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等

5154 焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐

5182 薄板用于加工易拉罐盖，汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件

5252 用于制造有较高强度的装饰件，如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜

5254 过氧化氢及其他化工产品容器

5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝

5454 焊接结构，压力容器，海洋设施管道

5456 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料

5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件

5652 过氧化氢及其他化工产品贮存容器

5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件，但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织

5A02 飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件

5A03 中等强度焊接结构，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金

5A05 焊接结构件，飞机蒙皮骨架

5A06 焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件

5A12 焊接结构件，防弹甲板

6005 挤压型材与管材，用于要求强高大于6063合金的结构件，如梯子、电视天线等

6009 汽车车身板

6010 薄板：汽车车身

6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材

6063 建筑型材，灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料

6066 锻件及焊接结构挤压材料

6070 重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材

6101 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等

6151 用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环，供既要求有良好的可锻性能、高的强度，又要有良好抗蚀性之用

6201 高强度导电棒材与线材

6205 厚板、踏板与耐高冲击的挤压件

6262 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件

6351 车辆的挤压结构件，水、石油等的输送管道

6463 建筑与各种器具型材，以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件

6A02 飞机发动机零件，形状复杂的锻件与模锻件

7005 挤压材料，用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构，如交通运输车辆的桁架、杆件、容器；大型热交换器，以及焊接后不能进行固熔处理的部件；还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒

7039 冷冻容器、低温器械与贮存箱，消防压力器材，军用器材、装甲板、导弹装置

7049 用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件，如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等，而韧性稍高

7050 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是：抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高

7072 空调器铝箔与特薄带材；2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层

7075 用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造

7175 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能，即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高

7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件

7475 机身用的包铝的与未包铝的板材，机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件

7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等

7、【变形铝及铝合金状态、代号】

1.范围

本标准规定了变形铝合金的状态代号。

本标准适用于铝及铝加工产品。

2.基本原则

2.1基础状态代号用一个英文大写字母表示。

2.2细分状态代号采用基础状态代号后跟一位或多位阿拉伯数字表示。

2.3基本状态代号

基本状态分为5种

代号 名称 说明与应用

F 自由加工状态 适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定。

O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。

H 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理。

W 固熔热处理状态 处理状态 一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。

T 热处理状态(不同于F、O、H状态) 适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。

用工业纯铍经粉末冶金和塑性加工工艺生产铍材和铍合金材。金属铍和含铍的合金的生产始于20世纪20年代。第二次世界大战期间,由于制作核反应堆的需要,铍工业得到很大的发展。从60年代中期起，铍在航天事业中得到应用。铍材的研究在40年代主要解决了铍的铸造和挤压工艺问题；1947年形成了以粉末冶金为主的流程；70年代初，掌握了微合金化的机理，并应用了冲击研磨、电解精炼、热等静压以及粉末预处理等工艺，从而使铍材的力学性能,得到明显的改善(伸长率由1%上升到3～4%)。中国的铍材研制始于1958年，70年代研制成功高通量试验反应堆用的铍组件和各种铍材。

中文名

铍材

生产时间

20世纪20年代

用途

制作核反应堆

特点

塑性加工 铍性脆

铍的中子散射截面大，吸收截面小，适于作核反应堆和核武器的反射层和慢化剂，是试验堆及航天、潜艇等动力堆反射层的主选材质。铍还可用作中子源和用于制造核物理、核医学研究中的核靶、X光管和闪烁计数器探头等。铍单晶可以作中子单色器。因金属铍的弹性模量与密度之比(即比刚度)在金属中最高（表1），而且比强度和微屈服强度也高，所以可制作各种飞行器的零件。铍的另一重要用途是制造各种高级仪表部件，最具代表性的是惯性导航系统用的铍陀螺仪。铍有剧毒,塑性低,加工制作困难，使它的应用大受限制。铍可作为合金元素,含铍0.4～2.7%的铍铜为时效硬化合金最典型的例子。铍铜的用铍量约为铍总消耗量的70%。

常规应用的纯铍材实际上是一种含有弥散氧化铍质点的合金材料。粉末冶金方法制备的铍材的氧化铍含量一般为1.2～3.0%。氧化铍的含量和晶粒度对材料的力学性能，特别是对伸长率的影响比较明显。晶粒细化可增加抗拉强度和伸长率，氧化铍含量增加可使强度提高而塑性下降。在铍基合金中，对铍铝合金的研究比较深入。铍和铝互不固溶，铍中添加适量的铝，能保持较高的弹性模量和较低的密度，并可改善塑性，便于塑性加工和切削加工。铍铝合金中的铝含量可达25～43%。著名的“洛克合金”为含铝38%的铍铝合金，可加工成挤压材和热压板材，已用于火箭的加强结构和飞机的复翼材料。

铍材制备 铍铸锭晶粒粗大，力学性能很差（抗拉强度为 2～15公斤力/毫米，伸长率近于零），除在要求高纯度的场合应用铸锭及其加工产品外，铍材多以粉末冶金工艺制备。工业用铍大部分是以镁还原生产的铍珠为原料，通过控制杂质含量、晶粒度以及热处理和成型工艺来获得不同性能的产品。不同等级铍材的性能见表2。1970年后,用电解法生产的高纯鳞片状铍，用于制作高强度、高塑性的结构材料。

粉末冶金 铍珠需经真空感应熔炼提纯，铸成制粉用的坯锭。坯锭铣削加工成铍屑，再在惰性气体保护下研磨成铍粉。1967年后采用的冷流冲击制粉法可改善铍粉质量，是制粉工艺的重要发展。这种方法制成的铍粉末氧含量较低，颗粒为等轴形。

铍粉固结成形的方法主要有：①真空热压法，是生产铍制件以及挤压坯料和交叉轧制板坯的主要方法。常用石墨模具，真空度为0.5托，温度为1000～1100℃,压力在200公斤力/厘米以内。工业生产的热压锭直径可达1800毫米，重量可达5吨左右。②热等静压法,首先应用于铍粉成形，是固结高纯铍粉使之达到接近理论密度的有效方法。这种工艺生产的铍材强度高，塑性好，具有各向同性。这种工艺可直接制成接近产品最终尺寸的坯料，从而降低成本。有些以高纯铍粉为原料，用热等静压方法制成的材料加热至1260℃，晶粒仍不明显长大。常用的热等静压工艺参数为：温度1060～1095℃，压力1000公斤力/厘米。③冷等静压－真空烧结法，冷等静压是铍粉预成形的常用手段。高于3100公斤力/厘米的压力下所成形的坯料可以承受中间切削加工。经冷等静压和切削加工后的坯料进行真空烧结。在1200～1245℃下烧结成的坯料，相对密度可达97～99%，强度接近标准级热压铍材。此法可以制取形状比较复杂、各向同性好的产品。④冷等静压－热等静压法，冷等静压坯料的脱气和包套封焊的质量对热等静压工艺的效果影响很大。目前已可压制壁厚小于2.5毫米的锥体和直径410×1020毫米的制品。⑤冷等静压－真空热压法，适用于生产长径比大、形状不复杂的产品，也适用于氧含量高的细铍粉的固结成形。

塑性加工 铍性脆，仍可用塑性加工手段将用粉末冶金法制成的坯料加工成棒材、管材、箔材、丝材、锻件和各种型材。铍在400℃和800℃左右有两个塑性峰值区，分别定为温加工区和热加工区。大变形量的操作宜在热加工区进行,以减少变形抗力。为防止铍材氧化,改善加工件的应力分布状况和保护环境，热加工时应将铍坯封焊在软钢包套中。铍板是铍材的主要形式，可以制备0.025×51×51毫米到0.5×1220×4572毫米的各种规格。交叉轧制工艺可以保证产品性能的稳定。包套坯料在 780～800℃进行热轧；厚度小于1毫米的板材，多在330～540℃进行温轧,然后再冷轧加工。厚度小于7.5微米的箔材一般用真空蒸着工艺制备。铍的热挤压温度为885～1060℃，根据对材料的性能要求,挤压比可在12:1到40:1之间选择。实际生产的铍挤压材的直径可达 127毫米。锻造加工可显著提高铍材的强度、塑性和疲劳寿命。仪表级铍材锻造后强度和伸长率分别由40公斤力/毫米和1%提高到70公斤力/毫米和15%。介于轧制和锻造之间的环轧是制取无缝薄壁圆筒或圆环的方法。铍丝的拉制工艺也已成熟,可以制备直径0.025毫米以上的各种铍丝。

切削加工 铍对缺口敏感，各种铍的结构件（包括力学性能试样）在切削加工后,均需化学铣削处理,以除掉厚约 0.1毫米的损伤层。对要求尺寸稳定的精密部件，如铍陀螺和铍境，还需进行消除应力的退火和冷热循环处理以使组织稳定。常规的金属切削方法均可用于铍，也可采用电火花切割，电化铣削和化学铣削。

连接 熔焊不适用于粉末冶金铍制件。铸锭轧制的板材可用电子束焊接。形状复杂的铍组合件，可用钎焊、粘结和机械连接等方法。铍材很少使用扩散粘结和电阻焊。

　1.合金元素影响

铜元素

铝铜合金富铝部分548时，铜在铝中的最大溶解度为 5.65%,温度降到302时，铜的溶解度为0.45%。铜是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果。 铝合金中铜含量通常在2.5% ~ 5%，铜含量在4%~6.8%时强化效果最好，所以大部分硬铝合金的含铜量处于这范围。

铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素。

硅元素

Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577 时，硅在 固溶体中的最大溶解度为1.65%。尽管溶解度随温度降低而减少，介这类合金一般是不能热处理强化的。铝硅合金具有极好 的铸造性能和抗蚀性。

若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为MgSi。镁和硅的质量比为1.73:1。设计Al-Mg-Si系合金成分时，基体上按此比例配置镁和硅 的含量。有的Al-Mg-Si合金，为了提高强度，加入适量的铜，同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响。

Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si 在铝中的最大溶解度为1.85%，且随温度的降低而减速小。

变形铝合金中，硅单独加入铝中只限于焊接材料，硅加入铝中亦有一定的强化作用。

镁元素

Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线表明，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，但是在 大部分工业用变形铝合金中，镁的含量均小于6%，而硅含量也低，这类合金是不能热处理强化的，但是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度。

镁对铝的强化是明显的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高瞻远34MPa。如果加入1%以下 的锰，可能补充强化作用。因此加锰后可降低镁含量，同时可降低热裂倾向，另外锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能。

锰元素

Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时，锰在 固溶体中的最大溶解度为1.82%。合金强度随溶解度增加不断增加，锰含量为0.8%时，延伸率达最大值。Al-Mn合金是非时效硬化合金， 即不可热处理强化。

锰能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化 主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁，形成（Fe、Mn）Al6，减小铁的有害影响。

锰是铝合金的重要元素，可以单独加入形成Al-Mn二元合金，更多的是和其它合金元素一同加入，因此大多铝合金中均含有锰。

锌元素

Al-Zn合金系平衡相图富铝部分275时锌在铝中的溶解度为31.6%，而在125时其溶解度则下降到5.6%。

锌单独加入铝中，在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限，同时存在应力腐蚀开裂、倾向，因而限制了它的应用。

在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用。Mg/Zn2含量 从0.5%提高到12%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度。镁的含量超过形成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中，锌和镁的比例控制在2.7左右时，应力腐蚀 开裂抗力最大。

如在Al-Zn-Mg基础上加入铜元素，形成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基强化效果在所有铝合金中最大，也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。

2.微量元素的影响

铁和硅

铁在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系锻铝合金中，硅在Al-Mg-Si系锻铝中和在Al-Si系焊条及铝硅铸造合金中，均作为合金元素加的，在基它铝合金 中，硅和铁是常见的杂质元素，对合金性能有明显的影响。它们主要以FeCl3和游离硅存在。在硅大于铁时，形成β-FeSiAl3(或 Fe2Si2Al9)相，而铁大于硅时，形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。当铁和硅比例不当时，会引起铸件产生裂纹，铸铝中铁含量过 高时会使铸件产生脆性。

钛和硼

钛是铝合金中常用的添加元素，以Al-Ti或Al-Ti-B中间合金形式加入。钛与铝形成 TiAl2相，成为结晶时的非自发核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用。Al-Ti系合金产生包反应时，钛的临界含量约为0.15%，如果有硼存在则减 速小到0.01%。

铬

铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素。600℃时，铬在铝中溶解度为0.8%，室温时基本上不溶解。

铬在铝中形成（CrFe）Al7和（CrMn）Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会场增加淬火敏感性，使阳极氧化膜呈黄色。

铬在铝合金中的添加量一般不超过0.35%，并随合金中过渡元素的增加而降低。

锶

锶是表面活性元素，在结晶学上锶能改变金属间 化合物相的行为。因此用锶元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性和最终产品质量。由于锶的变质有效时间长、效果和再现性好等优点，近年来在Al-Si铸 造合金中取代了钠的使用。对挤压用铝合金中加入0.015%~0.03%锶，使铸锭中β-AlFeSi相变成汉字形α-AlFeSi相，减少了铸锭均匀化 时间60%~70%，提高材料力学性能和塑性加工性；改善制品表面粗糙度。对于高硅（10%~13%）变形铝合金中加入0.02%~0.07%锶元素，可 使初晶减少至最低限度，力学性能也显著提高，抗拉强度бb 由233MPa提高到236MPa，屈服强度б0.2由204MPa提 高到210MPa，延伸率б5由9%增至12%。在过共晶Al-Si合金中加入锶，能减小初晶硅粒子尺寸，改善塑性加工性能，可顺利地热轧和冷轧。

锆元素

锆也是铝合金的常用添加剂。一般在铝合金中加入量为0.1%~0.3%，锆和铝 形成ZrAl3化合物，可阻碍再结晶过程，细化再结晶晶粒。锆亦能细化铸造组织，但比钛的效果小。有锆 存在时，会降低钛和硼细化晶粒的效果。 在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，由于锆对淬火敏感性的影响比铬和锰的小，因此宜用锆来代替铬和锰细化再结晶组织。

杂质元素

稀土元素加入铝合金中，使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化。还可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响。各种稀土加入量约为0.1%at%为好。混合稀土（La-Ce-Pr-Nd等混合）的添加，使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金时效G?P区形成的临界温度降低。含镁的铝合金，能激发稀土元素的变质作用。

3.杂质元素的影响

钒在铝合金中形成VAl11难熔化合物，在熔铸过程中起细化晶粒作用，但比钛和锆的作用小。钒也有细化再结晶组织、提高再结晶温度的作用。

钙在铝合金中固溶度极低，与铝形成CaAl4化合物，钙又是铝合金的超塑性元素，大约5%钙和5%锰的铝合金具有超塑性。钙和硅形成CaSi，不溶于铝， 由于减小了硅的固溶量，可稍微提高工业纯铝的导电性能。钙能改善铝合金切削性能。CaSi2不能使铝合金热处理强化。微量钙有利于去除铝液中的氢。

铅、锡、铋元素是低熔点金属，它们在铝中固溶度不大，略降低合金强度，但能改善切削性能。铋在凝固过程中膨胀，对补缩有利。高镁合金中加入铋可防止钠脆。

锑主要用作铸造铝合金中的变质剂，变形铝合金很少使用。仅在Al-Mg变形铝合金中代替铋防止钠脆。锑元素加入某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中，改善热压与冷压工艺性能。

铍在变形铝合金中可改善氧化膜的结构，减少熔铸时的烧损和夹杂。铍是有毒元素，能使人产生过敏性中毒。因此，接触食品和饮料的铝合金中不能含有铍。焊接材料中的铍含量通常控制在8μg/ml以下。用作焊接基体的铝合金也应控制铍的含量。

钠在铝中几乎不溶解，最大固溶度小于0.0025%，钠的熔点低（97.8℃）,合金中存在钠时，在凝固过程中吸附在枝晶表面或晶界，热加工时，晶界上的 钠形成液态吸附层，产生脆性开裂时，形成NaAlSi化合物，无游离钠存在，不产生“钠脆”。当镁含量超2%时，镁夺取硅，析出游离钠，产生“钠脆”。因 此高镁铝合金不允许使用钠盐熔剂。防止“钠脆”的方法有氯化法，使钠形成NaCl排入渣中，加铋使之生成Na2Bi进入金属基体；加锑生成Na3Sb或加 入稀土亦可起到相同的作用。