鋁中雜質對性能的影響---1.合金元素影響：銅元素-鋁銅合金富鋁有些548時，銅在鋁中的較大溶解度為5.65%,溫度降到302時，銅的溶解度為0.45%。銅是重要的合金元素，有必定的固溶強化效果，此外時效分出的CuAl2有著顯著的時效強化效果。鋁合金中銅含量一般在2.5%~5%，銅含量在4%~6.8%時強化效果較好，所以大有些硬鋁合金的含銅量處于這規模。鋁銅合金中能夠富含較少的硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素。硅元素-Al—Si合金系富鋁有些在共晶溫度577時，硅在固溶體中的較大溶解度為1.65%。雖然溶解度隨溫度下降而削減，介這類合金一般是不能熱處理強化的。鋁硅合金具有極好的鍛造功能和抗蝕性。若鎂和硅一起參加鋁中構成鋁鎂硅系合金，強化相為MgSi。鎂和硅的質量比為1.73:1。規劃Al-Mg-Si系合金成分時，基體上按此份額裝備鎂和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金，為了進步強度，參加適當的銅，一起參加適當的鉻以抵消銅對立蝕性的晦氣影響。Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁有些Mg2Si在鋁中的較大溶解度為1.85%，且隨溫度的下降而減速小。變形鋁合金中，硅獨自參加鋁中只限于焊接資料，硅參加鋁中亦有必定的強化效果。鎂元素-Al-Mg合金系平衡相圖富鋁有些雖然溶解度曲線標明，鎂在鋁中的溶解度隨溫度下降而大大地變小，但是在大有些工業用變形鋁合金中，鎂的含量均小于6%，而硅含量也低，這類合金是不能熱處理強化的，但是可焊性杰出，抗蝕性也罷，并有中等強度。鎂對鋁的強化是顯著的，每增加1%鎂，抗拉強度大概升高瞻遠34MPa。假如參加1%以下的錳，能夠彌補強化效果。因而加錳后可下降鎂含量，一起可下降熱裂傾向，別的錳還能夠使Mg5Al8化合物均勻沉淀，改進抗蝕性和焊接功能。錳元素-Al-Mn合金系平平衡相圖有些在共晶溫度658時，錳在固溶體中的較大溶解度為1.82%。合金強度隨溶解度增加不斷增加，錳含量為0.8%時，延伸率達較大值。Al-Mn合金對錯時效硬化合金，即不可熱處理強化。錳能阻撓鋁合金的再結晶進程，進步再結晶溫度，并能顯著細化再結晶晶粒。再結晶晶粒的細化首要是經過MnAl6化合物彌散質點對再結晶晶粒長大起阻止效果。MnAl6的另一效果是能溶解雜質鐵，構成(Fe、Mn)Al6，減小鐵的有害影響。錳是鋁合金的重要元素，能夠獨自參加構成Al-Mn二元合金，更多的是和其它合金元素一起參加，因而大多鋁合金中均富含錳。鋅元素-Al-Zn合金系平衡相圖富鋁有些275時鋅在鋁中的溶解度為31.6%，而在125時其溶解度則下降到5.6%。鋅獨自參加鋁中，在變形條件下對鋁合金強度的進步非常有限，一起存在應力腐蝕開裂、傾向，因而約束了它的運用。在鋁中一起參加鋅和鎂，構成強化相Mg/Zn2，對合金發生顯著的強化效果。Mg/Zn2含量從0.5%進步到12%時，可顯著增加抗拉強度和屈從強度。鎂的含量超越構成Mg/Zn2相所需超硬鋁合金中，鋅和鎂的份額操控在2.7擺布時，應力腐蝕開裂抗力較大。如在Al-Zn-Mg基礎上參加銅元素，構成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基強化效果在所有鋁合金中較大，也是航天、航空工業、電力工業上的重要的鋁合金資料。2.量元素的影響：鐵和硅--鐵在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系鍛鋁合金中，硅在Al-Mg-Si系鍛鋁中和在Al-Si系焊條及鋁硅鍛造合金中，均作為合金元素加的，在基它鋁合金中，硅和鐵是常見的雜質元素，對合金功能有顯著的影響。它們首要以FeCl3和游離硅存在。在硅大于鐵時，構成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相，而鐵大于硅時，構成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。當鐵和硅份額不當時，會引起鑄件發生裂紋，鑄鋁中鐵含量過高時會使鑄件發生脆性。鈦和硼-鈦是鋁合金中常用的增加元素，以Al-Ti或Al-Ti-B中心合金方式參加。鈦與鋁構成TiAl2相，成為結晶時的非自覺中心，起細化鍛造安排和焊縫安排的效果。Al-Ti系合金發生包反應時，鈦的臨界含量約為0.15%，假如有硼存在則減速小到0.01%。鉻-鉻在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常見的增加元素。600℃時，鉻在鋁中溶解度為0.8%，室溫時基本上不溶解。鉻在鋁中構成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金屬間化合物，阻止再結晶的形核和長大進程，對合金有必定的強化效果，還能改進合金耐性和下降應力腐蝕開裂敏感性。但會場增加淬火敏感性，使陽極氧化膜呈黃色。鉻在鋁合金中的增加量一般不超越0.35%，并隨合金中過渡元素的增加而下降。鍶-鍶是外表活性元素，在結晶學上鍶能改變金屬間化合物相的行動。因而用鍶元素進行蛻變處理能改進合金的塑性加工性和終究產品質量。因為鍶的蛻變有效時刻長、效果和再現性好等長處，近年來在Al-Si鑄造合金中替代了鈉的運用。對揉捏用鋁合金中參加0.015%~0.03%鍶，使鑄錠中β-AlFeSi相成為漢字形α-AlFeSi相，削減了鑄錠均勻化時刻60%~70%，進步資料力學功能和塑性加工性;改進成品外表粗糙度。對于高硅(10%~13%)變形鋁合金中參加0.02%~0.07%鍶元素，可使初晶削減至較低極限，力學功能也顯著進步，抗拉強度бb由233MPa進步到236MPa，屈從強度б0.2由204MPa提高到210MPa，延伸率б5由9%增至12%。在過共晶Al-Si合金中參加鍶，能減小初晶硅粒子尺寸，改進塑性加工功能，可順暢地熱軋和冷軋。鋯元素-鋯也是鋁合金的常用增加劑。一般在鋁合金中參加量為0.1%~0.3%，鋯和鋁構成ZrAl3化合物，可阻止再結晶進程，細化再結晶晶粒。鋯亦能細化鍛造安排，但比鈦的效果小。有鋯存在時，會下降鈦和硼細化晶粒的效果。在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，因為鋯對淬火敏感性的影響比鉻和錳的小，因而宜用鋯來替代鉻和錳細化再結晶安排。雜質元素-稀土元素參加鋁合金中，使鋁合金熔鑄時增加成分過冷，細化晶粒，削減二次晶距離，削減合金中的氣體和攙雜，并使攙雜相趨于球化。還可下降熔體外表張力，增加流動性，有利于澆注成錠，對工藝功能有著顯著的影響。各種稀土參加量約為0.1%at%為好。混合稀土(La-Ce-Pr-Nd等混合)的增加，使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金時效G?P區構成的臨界溫度下降。含鎂的鋁合金，能激起稀土元素的蛻變效果。

         在空分、液化天然氣、石油化工、航天等領域，奧氏體不銹鋼、鋁合金有著日益廣泛的應用。如何將這兩種脾氣、習性完全不對路子的材料結合在一起，困難可想而知.梳理國內外現狀可以看出，目前鋼鋁連接，工程上主要采用兩種方法：一種是將各自材料制成法蘭，依靠螺栓聯結在一起；另一種是鋼鋁焊接接頭形成過渡。對于空分、液化天然氣這種低溫應用場合，螺栓聯結可靠性遠遠不能滿足工程需要，因而焊接過渡形式成為 方式。然而，鋼鋁焊接并非坦途一條。無論是釬焊、熔焊還是壓焊，總是存在這樣那樣的問題難以克服。針對鋼鋁焊接存在的問題和難點，本研究組選擇擴散焊工藝手段，以大尺寸、高可靠性鋼鋁轉換接頭為目標，深入開展相關工藝及性能評測工作并在以下幾個方面獲得關鍵性突破。1、了接頭脆化問題：鋼鋁接頭中Fe3Al型金屬間化合物是接頭脆化的根源。我們的工藝完全杜絕了金屬間化合物的產生，從源頭上了脆化的風險。而且，鋼鋁之間有顯著的元素擴散，這是獲得高結合強度界面的保證。2、高可靠性：考察鋼鋁擴散焊接頭的拉伸性能可以發現，接頭斷在鋁側，說明鋼-鋁界面結合強度高，二者之間并非單純的機械咬合。3、優異的耐高溫性能：鋼鋁接頭因為自身結構的特點，在兩端與各自的材料焊接時，接頭失效的風險很大。如鋼鋁爆炸焊接頭結合面在施焊時溫度一般控制在200℃×30min以下，法國T＆C公司的鋼鋁接頭hothopping工藝對溫度更加敏感，結合面應控制在150℃以下使用。我們鋼鋁焊接接頭經過400℃×20min的熱處理后，接頭試樣同樣斷在鋁合金母材位置。說明鋼鋁結合面性能并沒有退化。目前，我們開發的焊接工藝適合各種尺寸的鋼鋁接頭，而且接頭尺寸越大，工藝優勢越顯著。