铝

　　在铝合金用的合金化元素中，锌和镁是在铝中溶解度zui高的元素，早在上世纪20年代初，冶金学家就发现Al-Zn-Mg系合金有时效硬化能力，但因应力腐蚀敏感性高，所以长期以来一直没有得到应用。但自上世纪70年代发现Al-Zn-Mg系合金有优 秀的可焊性，同时应力腐蚀敏感性可通过Zn、Mg含量控制即（Zn+Mg）≤7%，以及添加稳定剂Mn、Cr、Zr等可予以解决后，才引起人们重视，广泛用于制造轨道车辆车箱及其他交通运输装备。

　　合金化元素及杂质元素的作用

　　Zn和Mg：Al-Zn-Mg系合金随着Zn、Mg含量的增加，其抗拉强度性能及热处理效果一般是随之上升的。合金的应力腐蚀偏向与Zn、Mg含量的总和有关，高Mg低Zn或高Zn低Mg的合金，只要Zn、Mg质量分数之和不大于7%，合金就具有相当好的抗应力腐蚀性能。合金的焊接裂纹倾向随Mg含量的增加而下降。

　　Al-Zn-Mg系合金中的微量合金化元素有Mn、Cr、Cu、Zr、Ti等，Fe和Si是主要杂质元素。

　　Mn和Cr：添加Mn和Cr提高合金的抗腐蚀性能，含0.2%Mn——0.4%Mn时效果显著；加Cr的效果更大些，如果Mn和Cr同时加入，对下降应力腐蚀偏向的效果更强，Cr的添加量以0.1%——0.2%为好。

　　Zr：显著地提高Al-Zn-Mg系合金的可焊性，在AlZn5MgCu0. 5Cr0. 5合金中加入0.2%Zr后，焊接裂纹倾向大大下降。Zr还提高合金的再结晶终了温度，向AlZn4.5Mg1.8Mn0.6合金添加 0.2%Zr，合金的再结晶终了温度升到500℃以上，因此，材料在固溶处理后仍保存着变形组 织。向含Mn的Al-Zn-Mg系合金添加0.1%Zr——0.2%Zr，还可以提高抗应力腐蚀性能，但是Zr的效果不如Cr的。

　　Ti：向Al-Zn-Mg系合金添加Ti能细化铸造组 织，并可改善合金的可焊性，但其效果比Zr的低。若Ti与Zr同时加入效果更好。向含0.12%Ti的AlZn5Mg Cu0. 合金添加 0.15%Zr，即有较好的可焊性和相当高的伸长率，还可获得与单独添加 0.2%Zr时相同的效果。Ti也能提高合金的再结晶温度。

　　Cu：向Al-Zn-Mg系合金添加少量Cu，可提高合金的抗应力腐蚀性能和抗拉强度，但是合金的可焊性却降低。

　　Fe：它是Al-Zn-Mg系合金的杂质，降低合金的可抗蚀性和力学性能，尤其对Mn含量的合金尤其如此，所以Fe含量应尽量低，应限制 0. %。

　　Si：也是合金固有的杂质，降低合金的抗蚀性和力学性能，加大合金裂纹偏向，应限制其限量 0. %。

　　合金的组织

　　Mg在Al中的zui大溶解度为 17.4%（450℃），室温时为1.0%。Zn的溶解度更高，在共析温度（275℃）为 1.6%，在200℃为12.6%，室温时为≥2%。因此，Zn、Mg与Al可形成高浓度三元固溶体。由Al-Zn-Mg系三元相图可知，该系合金除α、β、η和γ等相外，还有一个三元化合物T（Al2Mg Zn ），T相还可以用浓度范围（AlZn）49Mg 2表示。工业用Al-Zn-Mg合金的成份多位于图中M所示的影线范围内，主要强化相是T和η，所以工业合金称之为α+T型合金。η相和T相不仅在Al中有极大的溶解度，而且有相当大的溶解度变化，故有很强的时效硬化作用。β相的分子式-Al Mg2，T-Al2Mg Zn ，η-MgZn2，γ-MgZn5。T相的Zn/Mg比约为2.71，但因T相的Zn、Mg浓度变化范围很宽，Zn/Mg比为1——4的合金的主要强化相为T，只有Zn/Mg 4的合金才有η相出现，Zn/Mg=6——7的合金才完全由η相组成。