1. 合金元素在鋁型材中的功能介紹鋅

鋅是鋁合金型材中固溶度最高的元素，但鋅自身的固溶強化和沉淀硬化能力并不顯著，同時還存在應力開裂腐蝕傾向，故鋁-鋅二元合金不宜采用，因而限制了鋅單獨加入鋁中的應用；當鋅-鎂或鋅-鎂-銅等元素與鋁構成多元合金時，因形成新的強化相MgZn2,可明顯增加抗拉強度和屈服強度，當鎂的含量超過形成MgZn2相所需要的量時，還會產生補充強化作用；在添加銅時還會形成鋁-鋅-鎂-銅合金，是現有鋁合金型材中強度最高的超硬鋁系合金的發展基礎，同時也是航天、航空、電力等工業上重要的鋁合金材料；鋁合金型材中鋅的含量一般不超過8%；

2. 鎂

鎂是鋁合金型材中另一重要的合金元素，由于它在鋁中有較高的固溶度，共晶溫度下可達14.9%，故有比較顯著的固溶強化效果，當鎂含量小于6%且硅含量也低時，具有良好的抗蝕性能；因此，鋁-鎂二元合金是當今防銹鋁合金型材的主要品種，這類合金不能熱處理強化，但可焊性良好，具有中等強度；

鋁-鎂二元合金無明顯的沉淀硬化效應，但與銅、硅、鋅等合金元素構成多元合金時，由于形成了新的強化相Mg2Si或Al2CuMg等，從而大大增強其時效硬化能力；

3. 銅

銅是鋁合金型材中重要的合金元素之一，固溶強化和沉淀硬化作用十分顯著，熱穩定性好，是高強度和耐熱鋁合金型材中的必要組分；此外，經時效析出的CuAl2相有著明顯的時效強化效果；

變形鋁合金型材中銅的含量不會超過其極限固溶度，通常含量在2.5%~5%，銅含量在4%~6.8%時強化效果最好，這也是大部分硬鋁合金型材含銅的范圍；

合金中銅的加入會增加合金的晶間腐蝕傾向以及降低鑄造工藝性；

4. 鋰

鋰是金屬元素中最輕的一種，在鋁中有較高的固溶度，共晶溫度下為4.2%；鋁中加鋰不僅可以降低合金的密度（每增加1%的鋰，密度降低3%），而且還可以增加合金的彈性模量和沉淀硬化能力，故多元鋁-鋰合金的比剛度及比強度均明顯高于其他鋁合金，在航天航空領域具有重要的應用價值；但鋰化學活性極強，冶煉質量不易控制，在一定程度上妨礙了它的應用和發展，我國尚處于研究開發階段；

5. 硅

硅是鋁合金型材中的常存元素，但在鋁合金型材中的固溶度較低，在共晶溫度下硅在固溶體中的最大溶解度為1.65%；二元鋁-硅合金的固溶強化和沉淀硬化能力較弱，一般不能通過熱處理強化；但鋁-硅合金具有極好的鑄造性能和良好的抗蝕性能；

當在合金中加入鎂時，形成的強化合金相Mg2Si可顯著提高時效硬化能力，故鋁-鎂-硅系是構成鍛鋁的主要合金系；有時為提高強度會加入適量的銅，同時，也加入少量的鉻抵消銅對抗蝕性能的不利影響；

6. 錳

錳也是鋁合金型材中的常存元素，其極限固溶度為1.82%，第二相為MnAl6，合金強度隨溶解度增加而增加；錳含量達到0.8%時（錳在合金中的含量一般為0.2%~0.6%，只有少數合金達到1%），伸長率達到最大值，鋁-錳合金是非時效硬化合金，即不可熱處理強化；錳在合金中的添加量雖不多，但其作用是多方面的：它能顯著提高合金的強度和耐熱性，提高再結晶溫度，細化晶粒，并能溶解鐵雜質形成（Fe·MN）Al6，以減少鐵的有害作用；

錳可以單獨加入形成鋁-錳二元合金系，但這個系列的牌號不多，更多的是和其他合金元素一同加入，因此大多數合金中都有錳的存在；

7. 鉻

鉻是5系、6系和7系合金中常見的添加元素，在合金中主要以（Cr·Fe）Al7、（CrMn）Al12等化合物的形式存在，這些相能阻礙晶粒的成核和長大過程，對合金有一定的強化作用，并能改善合金的韌性和降低應力腐蝕敏感性，但會增加淬火的敏感性；

鉻的極限固溶度為0.8%，在合金中的含量一般不會超過0.35%；

8. 鋯

鋯和鋁形成ZrAl3化合物，可阻礙再結晶過程，細化再結晶晶粒；有鋯存在時，會降低鈦和硼細化晶粒的效果；在鋁-鋅-鎂-銅系合金中，由于鋯對淬火敏感性的影響比鉻和錳小，因此宜用鋯來代替鉻和錳細化再結晶組織；鋯在合金中的添加量一般為0.1%~0.3%；

9. 鈦

鈦是鋁合金型材中的常用添加元素，以鋁-鈦或鋁-鈦-硼中間合金的形式加入，鈦與鋁形成TiAl2相，成為結晶時的非自發核心，起細化晶粒組織和焊縫組織的作用；

鋁中的雜質元素主要是鐵和硅，鐵、硅之間的比例會對合金的組織性能產生影響；其中鐵的含量對鋁合金型材氧化后的表面光亮度有很大影響；