Copper
Quandu a parte ricca d'aluminiu di l'alea d'aluminiu-ramu hè 548, a solubilità massima di ramu in aluminiu hè 5,65%. Quandu a temperatura scende à 302, a solubilità di u cobre hè 0,45%. U ramu hè un elementu di lega impurtante è hà un certu effettu di rinfurzà a suluzione solida. Inoltre, u CuAl2 precipitatu da l'anzianu hà un effettu di rinfurzà l'anzianu evidenti. U cuntenutu di ramu in l'aliaghji d'aluminiu hè di solitu trà 2,5% è 5%, è l'effettu di rinfurzà hè megliu quandu u cuntenutu di ramu hè trà 4% è 6,8%, cusì u cuntenutu di ramu di a maiò parte di l'aliati di duralumin hè in questa gamma. Alliati d'aluminiu-ramu ponu cuntene menu silicuu, magnesiu, manganese, cromu, zincu, ferru è altri elementi.
Siliciu
Quandu a parte ricca di aluminiu di u sistema di lega Al-Si hà una temperatura eutectica di 577, a solubilità massima di silicium in a suluzione solida hè 1,65%. Ancu s'è a solubilità diminuisce cù a temperatura diminuite, sti ligami generalmente ùn ponu esse rinfurzati da u trattamentu termale. A lega d'aluminiu-silicuu hà eccellenti proprietà di casting è resistenza à a corrosione. Se u magnesiu è u siliciu sò aghjuntu à l'aluminiu à u stessu tempu per furmà una aleazione d'aluminiu-magnesiu-silicuu, a fase di rinfurzà hè MgSi. U rapportu di massa di magnesiu à siliciu hè 1.73: 1. Quandu u disignu di a cumpusizioni di l'aliagiu Al-Mg-Si, u cuntenutu di magnesiu è siliciu sò cunfigurati in questa ratio nantu à a matrice. Per migliurà a forza di alcune aleaghji Al-Mg-Si, una quantità approprita di ramu hè aghjuntu, è una quantità approprita di cromu hè aghjuntu per cumpensà l'effetti avversi di u ramu nantu à a resistenza à a corrosione.
A solubilità massima di Mg2Si in l'aluminiu in a parte ricca d'aluminiu di u diagramma di fasi d'equilibriu di u sistema di lega Al-Mg2Si hè 1,85%, è a decelerazione hè chjuca cum'è a temperatura diminuite. In l'aliati d'aluminiu deformatu, l'aghjunzione di siliciu solu à l'aluminiu hè limitata à i materiali di saldatura, è l'aghjunzione di silicium à l'aluminiu hà ancu un certu effettu di rinfurzà.
Magnesiu
Ancu s'è a curva di solubilità mostra chì a solubilità di magnesiu in l'aluminiu diminuisce assai mentre a temperatura diminuite, u cuntenutu di magnesiu in a maiò parte di l'aliaghji d'aluminiu deformati industriali hè menu di 6%. U cuntenutu di siliciu hè ancu bassu. Stu tipu di lega ùn pò esse rinfurzata da u trattamentu termale, ma hà una bona saldabilità, una bona resistenza à a corrosione è una forza media. U rinfurzà di l'aluminiu da u magnesiu hè evidenti. Per ogni 1% d'aumentu di magnesiu, a forza di tensione aumenta di circa 34MPa. Se menu di 1% manganese hè aghjuntu, l'effettu di rinfurzà pò esse supplementatu. Per quessa, aghjunghje manganese pò riduce u cuntenutu di magnesiu è riduce a tendenza di cracking caldu. Inoltre, u manganese pò ancu precipitate uniformi cumposti Mg5Al8, migliurà a resistenza à a corrosione è u rendiment di saldatura.
Manganese
Quandu a temperatura eutectica di u diagramma di fase di equilibriu pianu di u sistema di lega Al-Mn hè 658, a solubilità massima di manganese in a suluzione solida hè 1,82%. A forza di a lega aumenta cù l'aumentu di a solubilità. Quandu u cuntenutu di manganese hè 0,8%, l'allungamentu righjunghji u valore massimu. A lega Al-Mn hè una lega di indurisce senza età, vale à dì, ùn pò esse rinfurzata da trattamentu termale. U manganese pò impedisce u prucessu di recristalizazione di l'aliaghji d'aluminiu, aumentà a temperatura di recristalizazione, è raffina significativamente i grani recristallizzati. U raffinamentu di grani recristalizzati hè principalmente per u fattu chì i particeddi dispersi di cumposti MnAl6 impediscenu a crescita di grani recristalizzati. Un'altra funzione di MnAl6 hè di dissolve u ferru impuru per furmà (Fe, Mn) Al6, riducendu l'effetti dannosi di u ferru. U manganese hè un elementu impurtante in legami d'aluminiu. Pò esse aghjuntu solu per furmà una lega binaria Al-Mn. A più spessu, hè aghjuntu cù altri elementi di lega. Per quessa, a maiò parte di l'aliati d'aluminiu cuntene manganese.
Zinc
A solubilità di zincu in l'aluminiu hè 31,6% à 275 in a parte ricca di aluminiu di u diagramma di fasa di equilibriu di u sistema di alluminiu Al-Zn, mentre chì a so solubilità scende à 5,6% à 125. L'aghjustà di zincu solu à l'aluminiu hà una migliione assai limitata in a forza di a lega d'aluminiu in cundizioni di deformazione. À u listessu tempu, ci hè una tendenza per u cracking di corrusione di stress, limitendu cusì a so applicazione. Aghjunghjendu zincu è magnesiu à l'aluminiu à u stessu tempu forma a fase di rinfurzà Mg / Zn2, chì hà un effettu di rinfurzà significativu nantu à a lega. Quandu u cuntenutu di Mg / Zn2 hè aumentatu da 0,5% à 12%, a forza di tensione è a forza di rendiment pò esse aumentata significativamente. In leghe d'aluminiu superhard induve u cuntenutu di magnesiu supera a quantità necessaria per furmà a fase Mg / Zn2, quandu u rapportu di zincu à magnesiu hè cuntrullatu à circa 2,7, a resistenza di cracking di corrusione di stress hè più grande. Per esempiu, aghjunghjendu l'elementu di rame à Al-Zn-Mg forma una lega di serie Al-Zn-Mg-Cu. L'effettu di rinfurzà di a basa hè u più grande trà tutti l'aliati d'aluminiu. Hè ancu un materiale di lega d'aluminiu impurtante in l'industria aerospaziale, aviazione è energia elettrica.
Ferru è siliciu
U ferru hè aghjuntu cum'è elementi di lega in leghe d'aluminiu battutu di serie Al-Cu-Mg-Ni-Fe, è u siliciu hè aghjuntu cum'è elementi di lega in l'aluminiu battutu di serie Al-Mg-Si è in baghette di saldatura di serie Al-Si è fusione d'aluminiu-siliciu. leghe. In l'aliaghji d'aluminiu di basa, u silicuu è u ferru sò elementi di impurità cumuni, chì anu un impattu significativu nantu à e proprietà di a lega. Esistinu principarmenti cum'è FeCl3 è siliciu liberu. Quandu u siliciu hè più grande di u ferru, a fase β-FeSiAl3 (o Fe2Si2Al9) hè furmatu, è quandu u ferru hè più grande di u siliciu, hè furmatu α-Fe2SiAl8 (o Fe3Si2Al12). Quandu u rapportu di ferru è siliciu hè impropriu, pruvucarà cracks in u casting. Quandu u cuntenutu di ferru in l'aluminiu cast hè troppu altu, u casting diventerà fragile.
Titanium è Boru
U titaniu hè un elementu additivu cumunimenti utilizatu in l'aliaghji d'aluminiu, aghjuntu in forma di Al-Ti o Al-Ti-B master alliage. U titaniu è l'aluminiu formanu a fase TiAl2, chì diventa un core non-spontaneu durante a cristallizazione è ghjoca un rolu in a raffinazione di a struttura di casting è a struttura di saldatura. Quandu l'alleati Al-Ti sottumettenu una reazione di pacchettu, u cuntenutu criticu di titaniu hè di circa 0,15%. Se u boru hè presente, a rallentazione hè quant'è 0,01%.
Cromu
U cromu hè un elementu additivu cumuni in a serie Al-Mg-Si, a serie Al-Mg-Zn è in leghe di serie Al-Mg. À 600 ° C, a solubilità di cromu in l'aluminiu hè di 0,8%, è hè basicamente insoluble à a temperatura di l'ambienti. U cromu forma cumposti intermetallichi cum'è (CrFe) Al7 è (CrMn) Al12 in l'aluminiu, chì impedisce u prucessu di nucleazione è di crescita di recristalizazione è hà un certu effettu di rinfurzà nantu à a lega. Puderà ancu migliurà a durezza di a lega è riduce a suscettibilità à u cracking di corrosione di stress.
In ogni casu, u situ aumenta a sensibilità di quenching, facendu a film anodizatu giallu. A quantità di cromu aghjuntu à l'aliaghji d'aluminiu generalmente ùn supera u 0,35%, è diminuisce cù l'aumentu di l'elementi di transizione in a lega.
Strontium
Strontium hè un elementu attivu di superficia chì pò cambià u cumpurtamentu di fasi cumposti intermetallichi cristallograficamente. Dunque, u trattamentu di mudificazione cù l'elementu stronziu pò migliurà a capacità di plastica di a lega è a qualità di u pruduttu finali. A causa di u so longu tempu di mudificazione efficace, un bonu effettu è a riproducibilità, strontium hà rimpiazzatu l'usu di sodiu in leghe di casting Al-Si in l'ultimi anni. Agghiuncennu 0,015% ~ 0,03% strontium à l'alliage d'aluminiu per l'estrusione trasforma a fase β-AlFeSi in u lingotti in a fase α-AlFeSi, riducendu u tempu d'homogenizazione di lingotti da 60% ~ 70%, migliurà e proprietà meccaniche è processability plastica di i materiali; migliurà a rugosità di a superficia di i prudutti.
Per l'aliaghji d'aluminiu deformati in alta silicone (10% ~ 13%), aghjunghjendu 0,02% ~ 0,07% di l'elementu di stronzio pò riduce i cristalli primari à u minimu, è e proprietà meccaniche sò ancu significativamente migliurate. A forza di trazione бb hè aumentata da 233MPa à 236MPa, è a forza di rendimentu б0.2 hà aumentatu da 204MPa à 210MPa, è l'allungamentu б5 aumentava da 9% à 12%. L'aggiunta di stronziu à l'alia ipereutectica Al-Si pò riduce a dimensione di particelle primarie di siliciu, migliurà e proprietà di trasfurmazioni di plastica, è permette un rolling liscio à caldu è friddu.
Zirconiu
Zirconiu hè ancu un additivu cumuni in l'aliaghji d'aluminiu. In generale, a quantità aghjuntu à l'aliaghji d'aluminiu hè 0,1% ~ 0,3%. Zirconiu è aluminiu formanu cumposti ZrAl3, chì ponu impedisce u prucessu di recristalizazione è raffinà i grani recristalizzati. Zirconiu pò ancu raffinà a struttura di casting, ma l'effettu hè più chjucu di titaniu. A prisenza di zirconiu riduce l'effettu di raffinamentu di granu di titaniu è boru. In ligami Al-Zn-Mg-Cu, postu chì u zirconiu hà un effettu più chjucu nantu à a sensibilità di quenching chì u cromu è u manganese, hè appruvatu di utilizà zirconiu invece di cromu è manganese per affinà a struttura recristallizzata.
Elementi di terra rara
Elementi di terra rara sò aghjuntu à l'alea d'aluminiu per aumentà u supercooling di i cumpunenti durante a colata di l'alia d'aluminiu, affinà i grani, riduce a spaziatura di cristalli secundarii, riduce i gasi è l'inclusioni in a lega, è tendenu à sferoidizà a fase d'inclusione. Puderà ancu riduce a tensione di a superficia di a fusione, aumentà a fluidità è facilità a fusione in lingotti, chì hà un impattu significativu in u rendiment di u prucessu. Hè megliu aghjunghje diverse terre rare in una quantità di circa 0,1%. L'aghjunzione di e terre rare miste (mistu La-Ce-Pr-Nd, etc.) riduce a temperatura critica per a furmazione di a zona G?P invechjata in lega Al-0.65%Mg-0.61%Si. L'aliaghji d'aluminiu chì cuntenenu magnesiu ponu stimulà u metamorfismu di elementi di terra rara.
Impurità
Vanadium forma cumposti refrattari VAl11 in aleaghji d'aluminiu, chì ghjoca un rolu in a raffinazione di grani durante u prucessu di fusione è di colata, ma u so rolu hè più chjucu di quellu di titaniu è zirconiu. Vanadium hà ancu l'effettu di raffinà a struttura recristalizzata è aumentendu a temperatura di recristalizazione.
A solubilità solida di u calciu in l'aliati d'aluminiu hè estremamente bassu, è si forma un compostu CaAl4 cù l'aluminiu. U calciu hè un elementu superplasticu di ligami d'aluminiu. Un alliatu d'aluminiu cù circa 5% calcium è 5% manganese hà superplasticità. U calciu è u siliciu formanu CaSi, chì hè insolubile in l'aluminiu. Siccomu a quantità di suluzione solida di siliciu hè ridutta, a conduttività elettrica di l'aluminiu puro industriale pò esse ligeramente migliuratu. U calciu pò migliurà a prestazione di taglio di leghe d'aluminiu. CaSi2 ùn pò micca rinfurzà l'aliaghji d'aluminiu attraversu u trattamentu termale. Trace quantità di calcium sò utili per sguassà l'idrogenu da l'aluminiu fondu.
L'elementi di piombo, stagnu è bismutu sò metalli à pocu puntu di fusione. A so solubilità solida in l'aluminiu hè chjuca, chì riduce ligeramente a forza di a lega, ma pò migliurà u rendiment di taglio. Bismutu si dilata durante a solidificazione, chì hè benefica per l'alimentazione. L'aggiunta di bismutu à l'aliati di magnesiu altu pò prevene a fragilità di sodiu.
L'antimoniu hè principarmenti utilizatu com'è modificatore in leghe d'aluminiu di fusione, è hè raramente utilizatu in leghe d'aluminiu deformatu. Solu rimpiazzà bismuth in Al-Mg aluminium alliage deformatu à prevene sodium embrittlement. L'elementu di l'antimoniu hè aghjuntu à certi leghe Al-Zn-Mg-Cu per migliurà u funziunamentu di i prucessi di pressu à caldu è di pressu à friddu.
U berilliu pò migliurà a struttura di a film d'ossidu in l'aliati d'aluminiu deformati è riduce a perdita di ardenti è l'inclusioni durante a fusione è a fusione. U berilliu hè un elementu tossicu chì pò causà avvelenamentu allergii in l'omu. Per quessa, u berilliu ùn pò micca esse cuntenutu in l'aliaghji d'aluminiu chì venenu in cuntattu cù l'alimentariu è e bevande. U cuntenutu di berilliu in i materiali di saldatura hè generalmente cuntrullatu sottu 8μg / ml. L'aliaghji d'aluminiu utilizati cum'è sustrati di saldatura duveranu ancu cuntrullà u cuntenutu di berilliu.
U sodiu hè quasi insoluble in aluminium, è a massima solubilità solida hè menu di 0,0025%. u puntu di fusione di sodiu hè bassu (97,8 ℃), quandu u sodiu hè presente in l'alea, hè adsorbitu nantu à a superficia di dendrite o u cunfini di granu durante a solidificazione, durante u processu caldu, u sodiu nantu à u cunfini di granu forma una capa di adsorption liquidu, resulting in brittle cracking, a furmazione di cumposti NaAlSi, ùn esiste micca sodium liberu, è ùn pruduce micca "sodium brittle".
Quandu u cuntenutu di magnesiu supera u 2%, u magnesiu elimina u siliciu è precipita u sodiu liberu, risultatu in "fragilità di sodiu". Dunque, l'aliazione d'aluminiu d'altu magnesiu ùn hè micca permessa di usà u flussu di sal di sodiu. I metudi per prevene a "fragilimentu di sodiu" include a clorinazione, chì face u sodiu per furmà NaCl è hè scaricatu in a slag, aghjunghjendu bismutu per furmà Na2Bi è entra in a matrice metallica; agghiuncennu antimoniu per furmà Na3Sb o agghiuncennu terre rare pò ancu avè u stessu effettu.
Editatu da May Jiang da MAT Aluminium
Tempu di Postu: Aug-08-2024
