常见化学元素对铸铁、铜合金、铝合金性能的影响

常见化学元素C、S、P、Mn、Si、W、Cr、V、Mo、Ti、Ni、B、Al、Cu对铸铁、铜合金、铝合金性能的影响

对铸铁性能的影响

铸铁中除了含有碳以外，还有硅、锰、硫、磷等杂质。这些元素对铸铁的组织及性能都有一定的影响。

（1）碳与硅石铸铁中的两个主要元素，它们能促使铸铁中的碳以石墨形式存在，即能促进石墨化。铸铁中的石墨碳越多性质越软。因此往往通过控制铸铁中碳和硅的含量来保证一定的组织和性能。（2）锰能阻止石墨化过程，抵消硫的有害影响，因此铸铁中含有适量的锰是有益的。

（3）硫是一种有害元素，它强烈阻止石墨碳的形成，降低铸铁的流动性。铸铁的含硫量越少，其质量越好。

（4）磷对石墨化无明显影响，含量较高时，可以增加铁水的流动性，提高铸铁的耐磨性，但高磷铁的缺点是质硬而脆。

对铜合金性能的影响

(1)黄铜

①锌能改善黄铜的机械性能。在一定的含量范围内，随着含锌量的提高，黄铜的强度和延伸率都可随之提高。②铝可以提高黄铜的强度和耐蚀性，但铝的含量高时会降低塑性。③铁通常与锰一起加入黄铜中，能起细化晶粒作用，提高机械性能。④锡的主要作用是增加黄铜对海水的耐腐蚀能力，并有助于提高黄铜的强度。⑤锰可以改善黄铜的机械性能，并能提高黄铜在海水、氯化物和过热蒸汽中的耐蚀性。⑥铅的加入主要是为了改善黄铜的切削性能，并提高减磨性，但会降低机械性能。

⑦硅可以提高强度、硬度和铸造性；但如含硅过高，塑性降低。

（2）青铜

①锡在一定含量内，能提高青铜硬度、强度和塑性。但含量过高会使合金变脆，强度下降。②锌可以显著改善锡青铜的铸造性能。③铅可以提高锡青铜的减磨性，同时也可以改善它的切削加工性。④磷能提高合金的耐磨性。在锡青铜中加入少量磷有助于提高弹性极限和疲劳极限。

⑤铝在一定含量内，可以提高合金的强度和塑性。铝青铜并有优良的抗蚀性。⑥铍的加入，可使合金具有时效硬化的特性，铍青铜经过热处理后，具有很高的强度、硬度及弹性。铍青铜并有良好的耐磨性、耐蚀性及不起火花的特性。

对铝合金性能的影响

按照成分及生产工艺特点，通常将铝合金分为形变铝合金和铸造铝合金两大类。前者具有较高的塑性，适于压力加工，故称为形变铝合金(如防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝等)；后者适于铸造而不适于压力加工，故称为铸造铝合金。

（1）形变铝合金

①铜和镁能提高铝合金的强度、硬度，尤其可以使铝合金具有时效

硬化的特性，使它能通过热处理(淬火及时效)而显著强化。②锌可以提高铝合金的时效硬化效率，在超硬铝中就含有较多的锌。③锰的作用主要是提高铝合金的抗蚀性。④钛可以细化晶粒。⑤硅在含镁的铝合金中，能增强合金的热处理强化效果。⑥铁和镍可以提高合金的热强性。

（2）铸造铝合金

①硅在一定含量下，可以显著改善铝合金的铸造工艺性，即提高浇

铸时的流动性；减小生成裂纹的倾向；减小线收缩率等。

②铜和镁可改善合金的热处理强化能力。③镍的加入提高合金的热

强性，使之适合于在高温条件下工作。