铁在铸造铝合金中一直被认为是一种主要的有害杂质.doc

铁在铸造铝合金中被视作一种有害杂质，主要原因是它能导致铝合金的力学性能下降，特别是韧性，并且增加了机械加工的难度。铁在铝硅系合金（Al-Si）中主要有四种存在形态：α-AlFeSi、β-AlFeSi、ρ-AlMgFeSi和δ-AlFeSi。其中，α-AlFeSi可以提高合金的强度和硬度，但对韧性的影响较小，而β-AlFeSi则是导致基体断裂和降低合金韧性的主要原因。 铁含量对铝硅合金的机械性能有显著影响。当铁含量超过0.5%时，会形成片状β相，提高合金的强度，但降低其延伸率。随着铁含量进一步增加，合金的延伸率大幅下降，而强度增加有限，同时导致韧性显著降低。对于Al-Si共晶合金，铁含量的增加会更明显地降低延伸率。此外，尽管铁降低了合金的室温机械性能，但在高温环境下，由于铁相在316℃左右保持稳定，反而能提高合金的高温抗拉强度。 铁的存在对耐磨性和耐腐蚀性具有双面影响。一方面，硬质的铁相强化了基体，提高了耐磨性；另一方面，它破坏了氧化膜的连续性，使合金更容易发生电化学腐蚀，从而降低了耐腐蚀性。在铸造性能方面，铁会增加疏松和热裂倾向，但适量的铁可以防止粘膜现象，对某些压铸铝合金的流动性可能有正面作用。然而，铁相的存在恶化了合金的机械加工性能，加剧了刀具磨损，影响尺寸稳定性。 为了减轻铁的有害作用，可以采取机械方法和熔体处理方法来消除或抑制铁。机械方法包括过滤法、沉淀法和离心铸造法，这些方法通过添加特定合金元素（如Mn、Cr、Ni、Zr）使铁形成大颗粒化合物，然后通过物理分离来降低铁含量。熔体处理方法主要包括加入合金元素进行变质处理，例如Mn、Cr、Co、Be、Mo、Ni、S、Mg和Re等，可以改变铁相的形貌，减少其数量，改善合金性能。例如，Mn是最常用的元素，它可以促使铁相转化为α相，减少铁相的数量和尺寸，从而削弱其负面影响。 铁在铸造铝合金中的存在是一个复杂的问题，它既带来了强度的提升，也带来了许多负面效应。通过精心控制合金成分，结合有效的除铁技术和熔体处理方法，可以最大限度地减轻铁的危害，优化铝合金的综合性能。