元素アルミニウム

アルミニウムは記號(hào)Al、原子番號(hào)13の非常に一般的な元素であり、その埋蔵量は地殻に次いで2番目である。酸素歌で応えるケイ素含有量8.3%で第3位にランクされ、地殻中で最も豊富な金屬元素である。

アルミニウム

アルミニウムは軽金屬材料のひとつで、基本的に一定量の他の合金元素が添加されている。アルミニウムアルミニウムの一般的な特性に加えて、合金元素の種類(lèi)と量の違いにより、特定の合金特性も持っています。アルミニウム合金の密度は2.63~2.85g/cm3で、高強(qiáng)度（σb 110~650MPa）であり、良好な鋳造特性と塑性加工特性、良好な電気伝導(dǎo)性と熱伝導(dǎo)性、良好な耐食性と溶接性を有し、構(gòu)造材料として使用することができる。キャスティング製品は、航空宇宙、航空、輸送、建設(shè)、電気機(jī)械、軽化學(xué)、生活必需品、プレス、鍛造に広く使用されています。

アルミニウム合金の強(qiáng)度に及ぼす添加元素の影響

銅は金屬元素（Cu）、マグネシウム（Mg）、ケイ素（Si）、鉄（Fe）、マンガン（Mn）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）等であり、以下にアルミニウム合金の性能に影響を與える元素を紹介する。

1.銅（Cu）

銅はアルミニウム合金の重要な合金元素であり、CuAlの時(shí)効析出に加えて、固溶體強(qiáng)化もある。₂時(shí)間的な強(qiáng)化効果も大きい。

バンテージ::固溶體強(qiáng)化および適時(shí)強(qiáng)化効果は良好であり、強(qiáng)化効果が最良の場(chǎng)合、銅含有量は4%から6.8%であるため、硬質(zhì)アルミ合金の銅含有量のほとんどはこの範(fàn)囲にある。銅の含有量を増やすと、合金の移動(dòng)度、引張強(qiáng)さ、硬さが向上し、機(jī)械的性質(zhì)と加工性が改善されます。

欠點(diǎn)::耐食性と塑性を低下させ、熱亀裂の傾向を強(qiáng)める。

2.マグネシウム（Mg）

マグネシウムによるアルミニウムの強(qiáng)化は著しい。マグネシウムを1%添加するごとに、引張強(qiáng)さは約34MPa増加する。マンガンの添加量が1%より少なければ、強(qiáng)化効果が増加する可能性がある。したがって、マンガンの添加により、マグネシウムの含有量を低減し、熱間割れの傾向を低減することができる。また、マンガンによってMg₅アル₈平均的な複合析出により耐食性と溶接機(jī)能を向上。

バンテージ::引張強(qiáng)さと降伏限界を高め、合金の切削加工特性を向上させる。

欠點(diǎn)::Mg₂Siは鋳物を脆くする。

3.シリコン（Si）

Mg₂アルミニウムに対するSiの最大溶解度は1.85%であり、溫度とともに減少する。変形アルミニウム合金では、ケイ素単獨(dú)添加アルミニウム板は溶接材料に限定され、ケイ素添加アルミニウムも一定の強(qiáng)化効果を有する。

バンテージ::合金の鋳造性を向上させる。ケイ素とアルミニウムは、合金の高溫形狀を改善し、収縮を低減し、ホットクラックの傾向がない固體溶質(zhì)を形成することができる。引張強(qiáng)さ、硬さ、切削性、高溫強(qiáng)度を向上させ、伸びを減少させる。

欠點(diǎn)::シリコン（Si）の結(jié)晶析出は、遊離シリコンのハードスポットが出現(xiàn)しやすいので、切斷性が悪く、溶解効果の鋳造るつぼ上の高シリコンアルミニウム合金は深刻です。

4.鉄（Fe）

バンテージ::鉄の含有量が0.6％の場(chǎng)合、アルミニウム合金は金型に強(qiáng)い付著効果を持ち、特に強(qiáng)い、すなわち金型から容易に離れない。鉄の含有量が0.6%を超えると、鋳型の付著現(xiàn)象が大幅に減少する。

欠點(diǎn)::アルミニウム合金に鉄が多く含まれる場(chǎng)合、鉄はFealとなる。₃フェ₂アル₇とAl-Si-Feフレークまたは針狀組織が合金中に存在し、ハードスポットを形成する金屬化合物を生成する。この組織はまた、機(jī)械的特性を低下させ、熱間割れを増加させ、鋳物を脆くする。また、1.2%を超える鉄（Fe）當(dāng)量も存在し、合金の流動(dòng)性を低下させ、鋳造品質(zhì)を損ない、ダイカスト裝置の金屬部品の壽命を縮める。

5.マンガン（Mn）

マンガンの固溶體中の最大溶解度は1.82%である。マンガン含有量が0.8%のとき、合金強(qiáng)度は溶解度とともに増加し、伸びは最大に達(dá)する。アル-マンガン合金は長(zhǎng)?短時(shí)間硬化合金であり、すなわち熱処理によって強(qiáng)化されることはない。

バンテージ::合金の強(qiáng)度は溶解度の増加とともに増加する。伸びはマンガン含有量が0.8%の時(shí)に最大値に達(dá)する。マンガン(Mn)はアルミニウム合金の再結(jié)晶プロセスを妨げ、再結(jié)晶溫度を上昇させ、再結(jié)晶粒を著しく微細(xì)化する。再結(jié)晶粒の微細(xì)化は主にMnal₆化合物の拡散プラズマは再結(jié)晶粒の成長(zhǎng)を妨げる。₆もうひとつの効果は、不純物の鉄（Fe）を溶解して（Fe, Mn）Alを形成することである。₆アルミニウム合金の薄片狀または針狀の組織が、鉄から微細(xì)な結(jié)晶組織に変化することで、鉄の有害な影響が軽減される。

欠點(diǎn)::マンガンが過(guò)剰に含まれていると偏析の原因となる。

6.ニッケル（Ni）

バンテージ::引張強(qiáng)度と硬度を高める傾向があり、耐食性にも大きな影響を與える。

欠點(diǎn)::耐食性と熱伝導(dǎo)性の低下。

7.亜鉛（Zn）

バンテージ::亜鉛とマグネシウムはアルミニウムに同時(shí)に添加され、強(qiáng)化相Mg/Znを形成する。₂によって、合金は著しく強(qiáng)化される。

欠點(diǎn)::応力腐食割れ傾向。