Coure
Quan la part rica en alumini de l'aliatge d'alumini-coure és de 548, la solubilitat màxima del coure en alumini és del 5,65%. Quan la temperatura baixa fins a 302, la solubilitat del coure és del 0,45%. El coure és un element d’aliatge important i té un cert efecte d’enfortiment de la solució sòlida. A més, el Cual2 precipitat per l’envelliment té un efecte d’enfortiment de l’envelliment evident. El contingut de coure en aliatges d’alumini sol estar entre el 2,5% i el 5%, i l’efecte d’enfortiment és millor quan el contingut de coure està entre el 4% i el 6,8%, de manera que el contingut de coure de la majoria d’aliatges de duralumina es troba dins d’aquest rang. Els aliatges d'alumini-coure poden contenir menys silici, magnesi, manganès, crom, zinc, ferro i altres elements.
Silici
Quan la part rica en alumini del sistema d’aliatge al-Si té una temperatura eutèctica de 577, la solubilitat màxima del silici en la solució sòlida és de l’1,65%. Tot i que la solubilitat disminueix amb la disminució de la temperatura, aquests aliatges generalment no es poden reforçar pel tractament tèrmic. L’aliatge d’alumini-silicon té excel·lents propietats de colada i resistència a la corrosió. Si el magnesi i el silici s’afegeixen a l’alumini alhora per formar un aliatge d’alumini-magnesi-silicon, la fase d’enfortiment és MGSI. La proporció de massa de magnesi amb silici és de 1,73: 1. Quan es dissenya la composició de l'aliatge Al-Mg-Si, el contingut de magnesi i silici es configura en aquesta relació a la matriu. Per millorar la força d’alguns aliatges Al-Mg-Si, s’afegeix una quantitat adequada de coure i s’afegeix una quantitat adequada de crom per compensar els efectes adversos del coure sobre la resistència a la corrosió.
La solubilitat màxima de MG2SI en alumini a la part rica en alumini del diagrama de fase d’equilibri del sistema d’aliatge AL-MG2SI és de l’1,85%i la desacceleració és petita a mesura que la temperatura disminueix. En els aliatges d’alumini deformats, l’addició de silici només a l’alumini es limita a materials de soldadura, i l’addició de silici a l’alumini també té un cert efecte d’enfortiment.
Magnesi
Tot i que la corba de solubilitat demostra que la solubilitat del magnesi en alumini disminueix molt a mesura que disminueix la temperatura, el contingut de magnesi en la majoria dels aliatges d’alumini deformats industrials és inferior al 6%. El contingut de silici també és baix. Aquest tipus d’aliatge no es pot reforçar amb el tractament tèrmic, però té una bona soldabilitat, una bona resistència a la corrosió i una resistència mitjana. L’enfortiment de l’alumini per magnesi és evident. Per cada augment de l’1% de magnesi, la resistència a la tracció augmenta aproximadament 34MPa. Si s’afegeix menys de l’1% de manganès, es pot complementar l’efecte d’enfortiment. Per tant, afegir manganès pot reduir el contingut de magnesi i reduir la tendència del cracking calent. A més, el manganès també pot precipitar uniformement els compostos MG5AL8, millorant la resistència a la corrosió i el rendiment de soldadura.
Manganès
Quan la temperatura eutèctica del diagrama de fase d'equilibri pla del sistema d'aliatge Al-Mn és de 658, la solubilitat màxima del manganès en la solució sòlida és de l'1,82%. La força de l’aliatge augmenta amb l’augment de la solubilitat. Quan el contingut de manganès és del 0,8%, l'elongació assoleix el valor màxim. L’aliatge Al-Mn és un aliatge d’enduriment no en edat, és a dir, no es pot reforçar amb el tractament tèrmic. El manganès pot prevenir el procés de recristalització dels aliatges d'alumini, augmentar la temperatura de recristalització i perfeccionar significativament els grans recristalitzats. El perfeccionament de grans recristalitzats es deu principalment al fet que les partícules disperses de compostos MNAL6 dificulten el creixement de grans recristalitzats. Una altra funció de MNAL6 és dissoldre el ferro de la impuresa per formar -se (Fe, Mn) al6, reduint els efectes nocius del ferro. El manganès és un element important en els aliatges d'alumini. Es pot afegir sol per formar un aliatge binari al-Mn. Més sovint, s’afegeix juntament amb altres elements d’aliatge. Per tant, la majoria dels aliatges d'alumini contenen manganès.
Zinc
La solubilitat del zinc en alumini és del 31,6% a 275 a la part rica en alumini del diagrama de fase d'equilibri del sistema d'aliatge al-ZN, mentre que la seva solubilitat baixa fins al 5,6% a 125. La força de l’aliatge d’alumini en condicions de deformació. Al mateix temps, hi ha una tendència a esquerdar la corrosió de l’estrès, limitant així la seva aplicació. Si afegiu zinc i magnesi a l’alumini, forma alhora la fase de reforç Mg/Zn2, que té un efecte d’enfortiment significatiu sobre l’aliatge. Quan el contingut de Mg/Zn2 augmenta del 0,5% al 12%, la resistència a la tracció i la resistència del rendiment es poden augmentar significativament. En els aliatges d’alumini Superhard on el contingut de magnesi supera la quantitat requerida per formar la fase Mg/Zn2, quan la proporció de zinc a magnesi es controla al voltant de 2,7, la resistència a la fissura de la corrosió de tensió és més gran. Per exemple, afegir element de coure a al-ZN-MG forma un aliatge de la sèrie Al-ZN-MG-CU. L’efecte d’enfortiment de la base és el més gran entre tots els aliatges d’alumini. També és un important material d’aliatge d’alumini a la indústria aeroespacial, a l’aviació i a la indústria elèctrica.
Ferro i silici
El ferro s’afegeix a mesura que s’alien els elements d’aliatge en aliatges d’alumini forjat d’alumini al-cu-mg-ni-Fe, i s’afegeix silici com a elements d’aliatge en l’alumini forjat de la sèrie Al-Si i en les barres de soldadura de sèries al-Si i la colada d’alumini-silicó aliatges. En els aliatges d'alumini base, el silici i el ferro són elements de impuresa comunes, que tenen un impacte significatiu en les propietats de l'aliatge. Existeixen principalment com a FECL3 i silici lliure. Quan el silici és més gran que el ferro, es forma la fase β-fesial3 (o Fe2Si2al9) i quan el ferro és més gran que el silici, es forma α-Fe2Sial8 (o Fe3Si2al12). Quan la relació de ferro i silici sigui inadequada, provocarà esquerdes a la colada. Quan el contingut de ferro en alumini colat és massa alt, el càsting quedarà trencadís.
Titani i Boron
El titani és un element additiu utilitzat habitualment en aliatges d'alumini, afegit en forma d'aliatge mestre Al-Ti o Al-Ti-B. El titani i l’alumini formen la fase Tial2, que es converteix en un nucli no espontani durant la cristal·lització i té un paper en la perfecció de l’estructura de colada i l’estructura de soldadura. Quan els aliatges al-Ti experimenten una reacció del paquet, el contingut crític de titani és d'aproximadament el 0,15%. Si el bor és present, la desacceleració és tan petita com un 0,01%.
Crom
El crom és un element additiu comú en la sèrie Al-Mg-Si, la sèrie Al-Mg-Zn i els aliatges de la sèrie Al-Mg. A 600 ° C, la solubilitat del crom en alumini és del 0,8%, i bàsicament és insoluble a temperatura ambient. El crom forma compostos intermetàlics com (CRFE) AL7 i (CRMN) AL12 en alumini, que dificulta el procés de nucleació i creixement de la recristalització i té un cert efecte reforçador sobre l'aliatge. També pot millorar la duresa de l’aliatge i reduir la susceptibilitat a l’esquerdament de la corrosió de l’estrès.
Tot i això, el lloc augmenta la sensibilitat de la disminució, fent que la pel·lícula anoditzada sigui groga. La quantitat de crom afegida als aliatges d'alumini generalment no supera el 0,35%i disminueix amb l'augment d'elements de transició en l'aliatge.
Estronca
L’estronci és un element actiu en superfície que pot canviar el comportament de les fases compostes intermetàliques cristal·logràfiques. Per tant, el tractament de modificació amb element d’estronci pot millorar la treballabilitat plàstica de l’aliatge i la qualitat del producte final. A causa del seu llarg temps de modificació eficaç, bon efecte i reproductibilitat, Stroncium ha substituït l'ús de sodi en aliatges de colada al-Si en els darrers anys. Afegint un 0,015%~ 0,03%estronci a l'aliatge d'alumini per extrusió converteix la fase β-Alfesi en el lingot en fase α-alfesi, reduint el temps d'homogeneïtzació del lingot en un 60%~ 70%, millorant les propietats mecàniques i la processabilitat plàstica dels materials; Millorar la rugositat superficial dels productes.
Per als aliatges d’alumini deformats d’alçada (10%~ 13%), que afegeixen un 0,02%~ 0,07%d’elements d’estronci pot reduir els cristalls primaris al mínim i les propietats mecàniques també es milloren significativament. La força de tracció B augmenta de 233MPa a 236MPa, i la força de rendiment б0,2 va augmentar de 204MPa a 210MPa, i la allargament б5 va augmentar del 9% al 12%. Si afegiu estronce a l’aliatge hi-Si hiperèutic, pot reduir la mida de les partícules de silici primàries, millorar les propietats de processament de plàstic i permetre el rodatge calent i calent.
Zirconi
El zirconi també és un additiu comú en aliatges d'alumini. Generalment, la quantitat afegida als aliatges d'alumini és del 0,1%~ 0,3%. El zirconi i l’alumini formen compostos Zral3, que poden dificultar el procés de recristalització i perfeccionar els grans recristalitzats. El zirconi també pot perfeccionar l'estructura de colada, però l'efecte és menor que el titani. La presència de zirconi reduirà l'efecte refinador del gra del titani i el bor. En els aliatges al-ZN-MG-CU, com que el zirconi té un efecte menor en la sensibilitat de la disminució que el crom i el manganès, és convenient utilitzar zirconi en lloc de crom i manganès per perfeccionar l'estructura recristalitzada.
Elements de la Terra Rara
S’afegeixen elements de terra rara als aliatges d’alumini per augmentar la supercoolització dels components durant la fosa d’aliatge d’alumini, perfeccionar els grans, reduir l’espai de cristall secundari, reduir els gasos i les inclusions en l’aliatge i tendeixen a esferoiditzar la fase d’inclusió. També pot reduir la tensió superficial de la fosa, augmentar la fluïdesa i facilitar la colada als lingots, cosa que té un impacte significatiu en el rendiment del procés. És millor afegir diverses terres rares en una quantitat aproximada del 0,1%. L’addició de terres rares mixtes (mixt la-ce-pr-nd, etc.) redueix la temperatura crítica per a la formació de la zona G? P en l’envelliment en Al-0,65%Mg-0,61%d’aliatge SI. Els aliatges d'alumini que contenen magnesi poden estimular el metamorfisme dels elements de la Terra Rara.
Impuresa
El vanadi forma el compost refractari Val11 en aliatges d'alumini, que té un paper en la perfecció dels grans durant el procés de fusió i colada, però el seu paper és menor que el del titani i el zirconi. El vanadi també té l'efecte de perfeccionar l'estructura recristalitzada i augmentar la temperatura de recristalització.
La solubilitat sòlida del calci en aliatges d’alumini és extremadament baixa i forma un compost Caal4 amb alumini. El calci és un element superplàstic dels aliatges d’alumini. Un aliatge d'alumini amb aproximadament un 5% de calci i un 5% de manganès té superplàstica. El calci i el silici formen casi, que és insoluble en alumini. Com que es redueix la quantitat de silici de solució sòlida, la conductivitat elèctrica de l’alumini pur industrial es pot millorar lleugerament. El calci pot millorar el rendiment de tall dels aliatges d'alumini. CASI2 no pot reforçar els aliatges d'alumini mitjançant el tractament tèrmic. Les quantitats de calci són útils per eliminar l’hidrogen de l’alumini fos.
Els elements de plom, estany i bismut són metalls de baix punt de fusió. La seva solubilitat sòlida en alumini és petita, cosa que redueix lleugerament la força de l’aliatge, però pot millorar el rendiment de tall. El bismut s’expandeix durant la solidificació, que és beneficiós per a l’alimentació. Si afegiu bismut a aliatges alts de magnesi, pot evitar que es produeixi un brot de sodi.
L’antimoni s’utilitza principalment com a modificador en aliatges d’alumini colat i rarament s’utilitza en aliatges d’alumini deformats. Substituïu només el bismut en aliatge d’alumini deformat per al-MG per evitar l’embrut de sodi. S'afegeix un element antimoni a alguns aliatges al-ZN-MG-CU per millorar el rendiment dels processos de premsat i pressions en fred.
El beril·li pot millorar l'estructura de la pel·lícula d'òxid en aliatges d'alumini deformats i reduir la pèrdua de cremada i les inclusions durant la fusió i el càsting. El beril·li és un element tòxic que pot provocar intoxicacions al·lèrgiques en humans. Per tant, el berili no es pot contenir en aliatges d'alumini que entrin en contacte amb els aliments i les begudes. El contingut de beril·li en materials de soldadura sol controlar -se per sota de 8 μg/ml. Els aliatges d'alumini utilitzats com a substrats de soldadura també han de controlar el contingut de berili.
El sodi és gairebé insoluble en alumini i la solubilitat sòlida màxima és inferior al 0,0025%. El punt de fusió del sodi és baix (97,8 ℃), quan el sodi està present a l’aliatge, s’adsorbeix a la superfície de dendrita o al límit del gra durant la solidificació, durant el processament en calent, el sodi al límit del gra forma una capa d’adsorció líquida, donant lloc a un esquerdament trencadís, la formació de compostos naalsi, no existeix sodi lliure i no produeix “sodi trencadís ”.
Quan el contingut de magnesi supera el 2%, el magnesi treu el silici i precipita sodi lliure, donant lloc a una "britoritat de sodi". Per tant, no es permet que l'aliatge d'alumini de magnesi alt utilitzi el flux de sal de sodi. Els mètodes per prevenir el "britme de sodi" inclouen la cloració, cosa que fa que el sodi formi NaCl i es descarregui a l'escòria, afegint bismut per formar Na2bi i entrar a la matriu metàl·lica; Afegir antimoni per formar Na3SB o afegir terres rares també pot tenir el mateix efecte.
Editat per May Jiang de Mat Aluminum
Hora de publicació: 08 d'agost-2024
