沈乔盛 邹国童 张恒华

(上海大学材料科学与工程学院，上海 200444)

与生产1 t原铝相比，生产1 t再生铝所需的能源损耗减少了约94%，水、室温气体和赤泥用量分别减少了约10、1.5、1.4 t。其中，赤泥具有较大的污染性，我国每年排放数百万t的赤泥已对生产生活造成多方面的直接和间接影响，因此减少赤泥产量极为必要[1]。但回收废铝必须对废铝中的杂质元素进行处理，尤其是铁元素。铁元素在循环回收利用过程中容易富集，过多的铁元素会恶化再生铝性能，导致回收废铝的经济效益大大降低[2]。

铁是铝合金中常见的杂质元素[3- 7]。在室温条件下，铝基体中仅能溶解极少量的铁(质量分数约0.05%)，因此铁在铝中一般以金属间化合物的形式存在。当铝合金中的铁含量缓慢增加至某一临界值时，铁对基体组织影响不大，一旦超过此临界值，铝合金中会析出硬质针状/片状含铁相，对组织的割裂程度增大，引起尖端应力集中，导致铝合金性能下降。此外，在铝合金凝固过程中β- Fe相优先形成，使得枝晶空隙难以被铝液补缩，导致热节处产生较多的缩孔而形成缩松，最终导致铸造性能变差[5]。因此，富铁相对铝合金的力学性能、机加工性能、耐蚀性能和铸造性能等均有影响。

锰元素是铝合金中常见的添加元素[8- 12]。在铝熔体均匀化过程中，锰会形成密度大、热稳定性好的颗粒相弥散析出，起细化晶粒作用。锰也是常用的铁相中和元素，通过添加适量的锰与其他中和元素组成的中间合金或锰盐，可以使富铁相从针状转变为鱼骨状，从而降低应力集中程度，提高铝镁合金的力学性能。……