MnCu 向面心立方结构（fcc）的转变。此外，含铜、镍组元的锰合金有很高的热膨胀系数，
在多种领域有应用前景，如用作热响应控制器件中的双金属片。

 

　　五锰在铝合金中的应用

 

　　锰元素添加于铝合金中通常是经熔炼

-破碎后按照粉末冶金工艺完成。在熔炼冷却时，

采用高的冷却速率，以避免粗大的

Al6Mn 相的形成，为此，在尝试了以 MnAl 薄饼或锰粉

注射两种方式添加到铝合金基体中

[38]。结果表明，前一方式依靠组元之间反应释放的热量，

使锰的固溶过程不需要额外的设备就可以维持，整个过程所需温度较低；而且，材料性能
对锰颗粒尺寸依赖程度小。而采用后一种方式时，由于通过高速气流载入锰金属粉末，需要
补加设备。此外，采用该方法工艺周期长，操作温度也明显高于第一种方式。同时，发现锰
粉粒度不论在大于还是小于最佳尺寸时，均不利于材料性能。

 

　　

Al-Mn 合金是常见的铝合金，它由 α 固溶体和 Al6Mn 金属间化合物两相组成[39]。金属

间化合物对合金的力学性能影响很大，随化合物含量的增加，合金屈服应力和抗疲劳强度
明显上升，而延伸率却降低（尤其在较低温度的工作环境中）

[40]。在 Al-Mn 合金中添加少

量铬之后合金性能改变明显，在等研究了

Al-(6~8)%Mn-(1~3)%Cr 合金的力学性能与成分之

间的关系后。结果表明在

Mn+Cr 含量高于 8.8%之后，合金强化程度因沉淀而明显上升。Al-

7Mn-3Cr 合金具有最佳的强化效果，拉伸强度达到 480MPa，同时延伸率为 7%。在铬添加量
较低时，合金中沉淀出

Al6Mn 第二相；当铬添加量较高时，形成 Al7Cr 相，对热挤压的合

金样品进行热处理后，体系中生成

G 相，即(Mn,Cr)Al12 相。第二相的形成对影响合金微观

组织和力学性能均表现出显著影响。在

Al-Mn 合金中加入硅元素也取得了较好的效果 ，

Hawk 等采用快速凝固技术制备了 Al-12.6Mn-4.8Si 合金[42]。经 350

℃退火处理 100h 后样品

的微观组织非常稳定，强度和延伸率没有下降现象，在室温至

380

℃区间，拉伸强度从

465MPa 降到 115MPa，延伸率从 6%上升至 12%；当温度上升至 425

℃后，延伸率进而增

加到

30%。同时，合金的强度、塑性取决于应变速率，高的应变速率下强度和塑性均有所提

高。蠕变测试结果表明，在测试温度范围内，合金的蠕变激活能在

100～230 kJ/mol 之间，

应力指数介于

3～5 间。粉末冶金工艺制备的高强度 AlMnCe 合金比传统合金具有更高的耐

磨损性能

[43]。Al90Mn8Ce2 合金在 753～793K、1.2GPa 条件下等静压制成形后，具有最佳的

压缩强度和硬度，分别达到

900MPa 和 26HRC，强度的提高归因于合金细小的晶粒和第二

相强化

[44]；研究发现 Al90Mn8Ce2 合金具有优异的耐磨损性能，如在 773K 条件下，该合

金的耐磨损能力是普通

A355 铝合金的 3 倍。还发现材料中的 Al6Mn、Al4Ce 以及 Al2O3 等第

二相硬质颗粒，对合金耐磨损性能提高有利。

 

　　

 

　　六

 结束语 

　　

 锰作为粉末冶金材料的主要成分或添加剂，对改善材料性能和开发新材料起到重要的

作用；而且，锰的资源丰富，价格低廉。研究和开发锰的应用，无论在科学理论上还是在生
产实践上，均具有重要的意义。随着市场需求的扩大和材料科学技术的发展，锰的应用前景
必将更加广阔。

 

　　但是，锰的扩大应用遇到了来自自身的障碍，那就是锰容易氧化，而氧化物又难于还
原。在粉末冶金生产过程中，锰的氧化一直是十分棘手的问题。随着制粉技术和烧结技术的
发展，防止锰氧化的问题有所缓解，但仍未彻底解决。在提倡扩大应用锰的同时，还应加强
这方面的研究，寻找合理的措施。

 

　　

 

　　参考文献

: 

　　

 [1]杨志忠. 中国锰系铁合金的现状与发展趋势[J]. 中国锰业，2005,23(4):1-6.