Cupru
Când partea bogată în aluminiu a aliajului de aluminiu-cupru este de 548, solubilitatea maximă a cuprului în aluminiu este de 5,65%. Când temperatura scade la 302, solubilitatea cuprului este de 0,45%. Cuprul este un element de aliaj important și are un anumit efect de întărire a soluției solide. În plus, CUAL2 precipitat de îmbătrânire are un efect evident de consolidare a îmbătrânirii. Conținutul de cupru din aliajele de aluminiu este de obicei între 2,5% și 5%, iar efectul de întărire este cel mai bun atunci când conținutul de cupru este cuprins între 4% și 6,8%, astfel încât conținutul de cupru al majorității aliajelor Duralumin este în acest interval. Aliajele de copper din aluminiu pot conține mai puțin siliciu, magneziu, mangan, crom, zinc, fier și alte elemente.
Siliciu
Când partea bogată în aluminiu a sistemului de aliaj Al-Si are o temperatură eutectică de 577, solubilitatea maximă a siliconului în soluția solidă este de 1,65%. Deși solubilitatea scade odată cu scăderea temperaturii, aceste aliaje nu pot fi consolidate în general prin tratamentul termic. Aliajul de aluminiu-silicon are proprietăți excelente de turnare și rezistență la coroziune. Dacă magneziul și siliciul sunt adăugate în aluminiu în același timp pentru a forma un aliaj de aluminiu-magneziu-silicon, faza de întărire este MGSI. Raportul în masă dintre magneziu și siliciu este de 1,73: 1. Când proiectați compoziția aliajului Al-MG-Si, conținutul de magneziu și siliciu este configurat în acest raport pe matrice. Pentru a îmbunătăți puterea unor aliaje Al-MG-Si, se adaugă o cantitate adecvată de cupru și se adaugă o cantitate adecvată de crom pentru a compensa efectele adverse ale cuprului asupra rezistenței la coroziune.
Solubilitatea maximă a MG2SI în aluminiu în partea bogată în aluminiu a diagramei de fază de echilibru a sistemului de aliaj Al-MG2SI este de 1,85%, iar decelerația este mică pe măsură ce temperatura scade. În aliajele de aluminiu deformate, adăugarea de siliciu singur la aluminiu este limitată la materialele de sudare, iar adăugarea de siliciu la aluminiu are, de asemenea, un anumit efect de întărire.
Magneziu
Deși curba de solubilitate arată că solubilitatea magneziului în aluminiu scade foarte mult pe măsură ce temperatura scade, conținutul de magneziu în majoritatea aliajelor de aluminiu deformate industriale este mai mică de 6%. Conținutul de siliciu este, de asemenea, scăzut. Acest tip de aliaj nu poate fi consolidat prin tratamentul termic, dar are o sudabilitate bună, o bună rezistență la coroziune și o rezistență medie. Consolidarea aluminiului prin magneziu este evidentă. Pentru fiecare creștere de 1% a magneziului, rezistența la tracțiune crește cu aproximativ 34MPa. Dacă se adaugă mai puțin de 1% mangan, efectul de întărire poate fi completat. Prin urmare, adăugarea de mangan poate reduce conținutul de magneziu și poate reduce tendința de fisurare la cald. În plus, manganul poate precipita în mod uniform compuși MG5AL8, îmbunătățind rezistența la coroziune și performanța de sudare.
Mangan
Când temperatura eutectică a diagramei de fază de echilibru plat a sistemului de aliaj Al-MN este de 658, solubilitatea maximă a manganului în soluția solidă este de 1,82%. Puterea aliajului crește odată cu creșterea solubilității. Când conținutul de mangan este de 0,8%, alungirea atinge valoarea maximă. Aliajul Al-MN este un aliaj de întărire non-vârstă, adică nu poate fi consolidat prin tratamentul termic. Manganul poate preveni procesul de recristalizare a aliajelor de aluminiu, crește temperatura de recristalizare și rafină semnificativ boabele recristalizate. Rafinarea boabelor recristalizate se datorează în principal faptului că particulele dispersate ale compușilor MNAL6 împiedică creșterea boabelor recristalizate. O altă funcție a MNAL6 este de a dizolva impuritatea fierului pentru a forma (Fe, Mn) AL6, reducând efectele nocive ale fierului. Manganul este un element important în aliajele de aluminiu. Poate fi adăugat singur pentru a forma un aliaj binar Al-MN. Mai des, este adăugat împreună cu alte elemente de aliere. Prin urmare, majoritatea aliajelor de aluminiu conțin mangan.
Zinc
Solubilitatea zincului în aluminiu este de 31,6% la 275 în partea bogată în aluminiu a diagramei de fază de echilibru a sistemului aliaj Al-Zn, în timp ce solubilitatea sa scade la 5,6% la 125. Adăugarea zincului singur la aluminiu are o îmbunătățire foarte limitată în ceea ce privește o îmbunătățire foarte limitată în Puterea aliajului de aluminiu în condiții de deformare. În același timp, există o tendință de fisurare a coroziunii stresului, limitând astfel aplicarea acesteia. Adăugarea de zinc și magneziu în aluminiu formează în același timp faza de întărire mg/zn2, care are un efect de întărire semnificativ asupra aliajului. Când conținutul Mg/Zn2 este crescut de la 0,5% la 12%, rezistența la tracțiune și rezistența la randament poate fi semnificativ crescută. În aliajele de aluminiu superhard în care conținutul de magneziu depășește cantitatea necesară pentru a forma faza Mg/Zn2, când raportul dintre zinc și magneziu este controlat la aproximativ 2,7, rezistența la coroziune a stresului este cea mai mare. De exemplu, adăugarea elementului de cupru la Al-Zn-MG formează un aliaj al seriei Al-Zn-MG-CU. Efectul de întărire a bazei este cel mai mare dintre toate aliajele de aluminiu. Este, de asemenea, un material important din aliaj de aluminiu în industria aerospațială, a aviației și a industriei electrice.
Fier și siliciu
Fierul este adăugat ca elemente de aliaj în aliajele din aluminiu din seria Al-Cu-MG-NI-Fe, iar siliciul este adăugat ca elemente de aliere în seria Al-MG-Si din aluminiu din seria Al-Si și în seria Al-Si Rods și aluminiu-turnare-silicon de turnare aliaje. În aliajele de aluminiu de bază, siliciul și fierul sunt elemente de impuritate comune, care au un impact semnificativ asupra proprietăților aliajului. Ele există în principal ca FECL3 și siliciu liber. Când siliciul este mai mare decât fierul, se formează faza β-Fesial3 (sau Fe2Si2Al9), iar când fierul este mai mare decât siliciul, α-fe2sial8 (sau Fe3SI2Al12) este format. Când raportul dintre fier și siliciu este impropriu, acesta va provoca fisuri în turnare. Când conținutul de fier din aluminiu turnat este prea mare, turnarea va deveni fragilă.
Titan și bor
Titanul este un element aditiv utilizat frecvent în aliajele de aluminiu, adăugat sub formă de aliaj maestru al-Ti sau al-Ti-B. Titanul și aluminiul formează faza TIAL2, care devine un nucleu nepontan în timpul cristalizării și joacă un rol în rafinarea structurii de turnare și a structurii de sudură. Când aliajele Al-Ti suferă o reacție de pachet, conținutul critic al titanului este de aproximativ 0,15%. Dacă borul este prezent, încetinirea este la fel de mică de 0,01%.
Crom
Cromul este un element aditiv comun în seria Al-MG-Si, seria Al-MG-ZN și aliaje din seria Al-MG. La 600 ° C, solubilitatea cromului în aluminiu este de 0,8%și este practic insolubilă la temperatura camerei. Cromium formează compuși intermetalici, cum ar fi (CRFE) AL7 și (CRMN) AL12 în aluminiu, care împiedică procesul de recristalizare nucleare și creștere de recristalizare și are un anumit efect de întărire asupra aliajului. De asemenea, poate îmbunătăți duritatea aliajului și poate reduce susceptibilitatea la fisurarea coroziunii stresului.
Cu toate acestea, site -ul crește sensibilitatea de stingere, ceea ce face ca filmul anodizat să fie galben. Cantitatea de crom adăugată în aliajele de aluminiu, în general, nu depășește 0,35%și scade odată cu creșterea elementelor de tranziție în aliaj.
Stronţiu
Strontium este un element activ la suprafață care poate schimba comportamentul fazelor compuse intermetalice cristalografic. Prin urmare, tratamentul de modificare cu elementul de stronțiu poate îmbunătăți funcția de plastic a aliajului și calitatea produsului final. Datorită timpului său de modificare eficient, efectului bun și reproductibilității, Strontium a înlocuit utilizarea de sodiu în aliajele de turnare al-Si în ultimii ani. Adăugând 0,015%~ 0,03%stronțiu la aliajul de aluminiu pentru extrudare transformă faza β-alfesi în lingură în faza α-alfesi, reducând timpul de omogenizare a lingourii cu 60%~ 70%, îmbunătățind proprietățile mecanice și procesabilitatea plastică a materialelor; Îmbunătățirea rugozității suprafeței produselor.
Pentru aliaje de aluminiu deformate cu un nivel ridicat de silicon (10%~ 13%), adăugând 0,02%~ 0,07%element de stronțiu poate reduce cristalele primare la minimum, iar proprietățile mecanice sunt, de asemenea, îmbunătățite semnificativ. Puterea de tracțiune бB este crescută de la 233MPa la 236MPa, iar rezistența la randament б0,2 a crescut de la 204MPa la 210MPa, iar alungirea б5 a crescut de la 9% la 12%. Adăugarea stronțiului la aliajul hipereutectic al-Si poate reduce dimensiunea particulelor primare de siliciu, poate îmbunătăți proprietățile de procesare a plasticului și poate permite rularea netedă la cald și la rece.
ZIRCONIUM
Zirconiul este, de asemenea, un aditiv comun în aliajele de aluminiu. În general, suma adăugată la aliajele de aluminiu este de 0,1%~ 0,3%. Zirconi și aluminiu formează compuși ZRA3, care pot împiedica procesul de recristalizare și pot perfecționa boabele recristalizate. Zirconiul poate rafina, de asemenea, structura de turnare, dar efectul este mai mic decât titanul. Prezența zirconiului va reduce efectul de rafinare a cerealelor de titan și bor. În aliajele Al-Zn-MG-Cu, deoarece zirconiul are un efect mai mic asupra sensibilității de stingere decât crom și mangan, este potrivit să folosiți zirconiu în loc de crom și mangan pentru a perfecționa structura recristalizată.
Elemente rare de pământ
Elementele de pământ rare sunt adăugate la aliajele de aluminiu pentru a crește supracoolarea componentelor în timpul turnării din aliaj de aluminiu, pentru a rafina boabele, a reduce distanța secundară de cristal, a reduce gazele și incluziunile în aliaj și tind să sferoidizeze faza de incluziune. De asemenea, poate reduce tensiunea de suprafață a topiturii, poate crește fluiditatea și poate facilita turnarea în lingouri, ceea ce are un impact semnificativ asupra performanței procesului. Este mai bine să adăugați diverse pământuri rare într -o cantitate de aproximativ 0,1%. Adăugarea de pământuri rare mixte (mixte LA-CE-PR-ND, etc.) reduce temperatura critică pentru formarea zonei G? P în AL-0,65%MG-0,61%aliaj SI. Aliajele de aluminiu care conțin magneziu pot stimula metamorfismul elementelor rare ale pământului.
Impuritate
Vanadiul formează compus refractar Val11 în aliaje de aluminiu, care joacă un rol în rafinarea boabelor în timpul procesului de topire și turnare, dar rolul său este mai mic decât cel al titanului și zirconiului. De asemenea, vanadiul are efectul de rafinare a structurii recristalizate și creșterea temperaturii de recristalizare.
Solubilitatea solidă a calciului în aliajele de aluminiu este extrem de scăzută și formează un compus Caal4 cu aluminiu. Calciul este un element superplastic al aliajelor de aluminiu. Un aliaj de aluminiu cu aproximativ 5% calciu și 5% mangan are superplasticitate. Casi de calciu și siliciu, care este insolubil în aluminiu. Deoarece cantitatea de soluție solidă de siliciu este redusă, conductivitatea electrică a aluminiului pur industrial poate fi ușor îmbunătățită. Calciul poate îmbunătăți performanța de tăiere a aliajelor de aluminiu. CASI2 nu poate consolida aliajele de aluminiu prin tratamentul termic. Urmele cantități de calciu sunt utile în îndepărtarea hidrogenului din aluminiu topit.
Elementele de plumb, staniu și bismut sunt metale cu punct de topire scăzut. Solubilitatea lor solidă în aluminiu este mică, ceea ce reduce ușor rezistența aliajului, dar poate îmbunătăți performanța de tăiere. Bismutul se extinde în timpul solidificării, ceea ce este benefic pentru hrănire. Adăugarea bismutului la aliaje de magneziu ridicate poate preveni îmbrățișarea de sodiu.
Antimonia este utilizată în principal ca modificator în aliaje de aluminiu turnat și este rar utilizat în aliaje de aluminiu deformate. Înlocuiți doar bismutul în aliaj de aluminiu deformat Al-MG pentru a preveni îmbrăcămintea de sodiu. Elementul antimoniu este adăugat la unele aliaje al-Zn-MG-CU pentru a îmbunătăți performanța proceselor de presare la cald și presare la rece.
Beriliu poate îmbunătăți structura filmului de oxid în aliaje de aluminiu deformate și poate reduce pierderea de arsură și incluziunile în timpul topirii și turnării. Beriliu este un element toxic care poate provoca otrăvire alergică la om. Prin urmare, beriliu nu poate fi conținut în aliaje de aluminiu care intră în contact cu alimentele și băuturile. Conținutul de beriliu în materiale de sudare este de obicei controlat sub 8μg/ml. Aliajele de aluminiu utilizate ca substraturi de sudare ar trebui să controleze și conținutul de beriliu.
Sodiul este aproape insolubil în aluminiu, iar solubilitatea solidă maximă este mai mică de 0,0025%. Punctul de topire al sodiului este scăzut (97,8 ℃), atunci când sodiul este prezent în aliaj, acesta este adsorbit pe suprafața dendritei sau pe granița bobului în timpul solidificării, în timpul procesării la cald, sodiul de pe granița de cereale formează un strat de adsorbție lichidă, Rezultând o fisurare fragilă, formarea de compuși Naalsi, nu există niciun sodiu liber și nu produce „sodiu fragil”.
Când conținutul de magneziu depășește 2%, magneziul ia siliciu și precipită sodiu liber, rezultând „fragilitatea de sodiu”. Prin urmare, aliajul ridicat de aluminiu de magneziu nu este permis să utilizeze flux de sare de sodiu. Metodele de prevenire a „îmbrățișării de sodiu” includ cloruirea, ceea ce face ca sodiul să formeze NaCl și este descărcat în zgură, adăugând bismut pentru a forma Na2BI și intrarea în matricea metalică; Adăugarea de antimoniu pentru a forma Na3SB sau adăugarea de pământ rare poate avea, de asemenea, același efect.
Editat de mai Jiang de la Mat Aluminum
Timpul post: 08-2024 august
