アルミ合金の各種元素がアルミニウムの物性に与える影響と影響
銅元素
アルミニウム - 銅合金がアルミニウム部分548に富む場合、アルミニウムに対する銅の最大溶解度は5.65％であり、温度を302に下げると銅の溶解度は0.45％である。 銅は重要な合金元素であり、固溶強化効果を有する。 加えて、老化により析出したCuAl2は明らかな老化強化効果を有する。 アルミニウム合金の銅含有量は通常2.5％〜5％であり、銅含有量は4％〜6.8％が最良であるため、ほとんどの硬質アルミニウム合金の銅含有量はこの範囲にある。
シリコン元素
Al-Si合金に富むアルミニウム部分の共晶温度577において、固溶体中のケイ素の最大溶解度は1.65％である。 溶解度は温度が低下するにつれて低下するが、そのような合金は一般に熱処理可能ではない。 アルミニウム - シリコン合金は、優れた鋳造特性および耐腐食性を有する。
マグネシウムとシリコンをアルミニウムに同時に添加してアルミニウム - マグネシウム - シリコン合金を形成すると、強化相はMgSiである。 マグネシウム対ケイ素の質量比は1.73：1である。 Al-Mg-Si合金組成を設計する場合、マグネシウムとシリコンの含有量を基板上にこの比率で配置する。 一部のAl-Mg-Si系合金では、強度を上げるために適量の銅を添加し、適度な量のクロムを添加して銅の耐食性への悪影響を相殺する。
Al-Mg2Si合金合金の平衡相図アルミニウム中のMg2Siの最大溶解度は1.85％であり、温度が低下すると減速度が小さくなります。
変形したアルミニウム合金では、アルミニウムのみにケイ素が添加され、溶接材料に限られており、ある種の強化効果を得るためにケイ素もアルミニウムに添加される。
マグネシウム
Al-Mg合金の平衡状態図は、アルミニウムが豊富である。 溶解度曲線は、アルミニウム中のマグネシウムの溶解度が温度と共に大きく低下することを示しているが、ほとんどの工業的に変形したアルミニウム合金では、マグネシウムの含有量は6％未満である。 また、ケイ素の含有量も低く、これらの合金は熱処理されていないが、良好な溶接性、良好な耐食性および適度な強度を有する。
アルミニウムによるマグネシウムの強化は明らかです。 マグネシウムが1％増加するごとに、引張強さは約34MPaである。 1％未満のマンガンが添加された場合、強化されたマンガンが補充されてもよい。 従って、マンガンの添加はマグネシウム含有量を減少させることができ、同時に熱間割れの傾向を減少させることができる。 また、マンガンは、Mg5Al8化合物を均一に析出させ、耐食性及び溶接性を向上させることができる。
マンガン元素
Al-Mn合金系の平衡状態図において、固溶体中のマンガンの最大溶解度は、共晶温度658において1.82％であった。合金の強度は、溶解度が増加するにつれて増加する。 マンガン含有量が0.8％のとき、伸びは最大に達する。 Al-Mn合金は非時効硬化合金であり、熱処理することができない。
マンガンは、アルミニウム合金の再結晶プロセスを防止し、再結晶温度を上昇させ、再結晶粒を顕著に精製することができる。 再結晶粒の微細化は、MnAl6化合物の粒子が拡散して再結晶粒の成長を妨げることによって主に引き起こされる。 MnAl6の別の機能は、鉄の有害な影響を低減するために、不純物鉄を溶解し、（Fe、Mn）Al6を形成することである。
マンガンは、アルミニウム合金の重要な要素であり、別々に添加してAl-Mn二元合金を形成することができ、他の合金元素と共に添加されて、ほとんどのアルミニウム合金がマンガンを含有する。
亜鉛元素
Al-Zn合金の平衡相図アルミニウム中の亜鉛の溶解度はアルミニウム富化部分275では31.6％であり、溶解度は125で5.6％に減少する。
亜鉛のみをアルミニウムに添加する。 変形条件下では、アルミニウム合金の強度は非常に限定されており、応力腐食割れの傾向があり、その適用が制限されている。
アルミニウム中に亜鉛とマグネシウムを同時に添加すると、強化相Mg / Zn2が形成され、これは合金に著しい強化作用を有する。 Mg / Zn 2含有量を0.5％から12％に増加させると、引張強さおよび降伏強度を著しく高めることができる。 マグネシウムの含有量は、Mg / Zn2相の形成に必要な超硬合金の含有量を超える。 亜鉛に対するマグネシウムの比を約2.7に制御すると、耐応力腐食割れ性が最も大きくなる。
例えば、Al-Zn-Mgに銅元素を添加してAl-Zn-Mg-Cu合金を形成することにより、基礎強化効果は全てのアルミニウム合金のなかで最大であり、航空宇宙航空において重要なアルミニウム合金材料でもある産業、および電力産業を含む。
