Kopper
Når den aluminiumsrike delen av aluminium-kobberlegeringen er 548, er den maksimale løseligheten av kobber i aluminium 5,65%. Når temperaturen synker til 302, er løseligheten av kobber 0,45%. Kobber er et viktig legeringselement og har en viss fast løsningsstyrkeffekt. I tillegg har CUAL2 utfelt ved aldring en åpenbar aldringsstyrkeffekt. Kobberinnholdet i aluminiumslegeringer er vanligvis mellom 2,5% og 5%, og styrkingseffekten er best når kobberinnholdet er mellom 4% og 6,8%, så kobberinnholdet i de fleste duraluminlegeringer er innenfor dette området. Aluminium-kobberlegeringer kan inneholde mindre silisium, magnesium, mangan, krom, sink, jern og andre elementer.
Silisium
Når den aluminiumsrike delen av Al-Si-legeringssystemet har en eutektisk temperatur på 577, er den maksimale løseligheten av silisium i den faste løsningen 1,65%. Selv om løseligheten avtar med synkende temperatur, kan disse legeringene generelt ikke styrkes av varmebehandling. Aluminium-silisiumlegering har utmerkede støpegenskaper og korrosjonsmotstand. Hvis magnesium og silisium tilsettes aluminium samtidig for å danne en aluminiumsmagnesium-silisiumlegering, er styrkingsfasen MGSI. Masseforholdet mellom magnesium og silisium er 1,73: 1. Ved utforming av sammensetningen av al-MG-Si-legeringen er innholdet i magnesium og silisium konfigurert i dette forholdet på matrisen. For å forbedre styrken til noen al-MG-Si-legeringer tilsettes en passende mengde kobber, og en passende mengde krom tilsettes for å oppveie bivirkningene av kobber på korrosjonsmotstand.
Den maksimale løseligheten av MG2SI i aluminium i den aluminiumsrike delen av likevektsfasediagrammet til Al-MG2SI-legeringssystemet er 1,85%, og retardasjonen er liten ettersom temperaturen synker. I deformert aluminiumslegeringer er tilsetning av silisium alene til aluminium begrenset til sveisematerialer, og tilsetning av silisium til aluminium har også en viss styrkeeffekt.
Magnesium
Selv om løselighetskurven viser at løseligheten av magnesium i aluminium reduseres i stor grad når temperaturen avtar, er magnesiuminnholdet i de fleste industrielle deformerte aluminiumslegeringer mindre enn 6%. Silisiuminnholdet er også lavt. Denne typen legering kan ikke styrkes ved varmebehandling, men har god sveisbarhet, god korrosjonsmotstand og middels styrke. Styrking av aluminium med magnesium er åpenbar. For hver 1% økning i magnesium øker strekkfastheten med omtrent 34MPa. Hvis mindre enn 1% mangan tilsettes, kan styrkende effekten suppleres. Derfor kan tilsetning av mangan redusere magnesiuminnholdet og redusere tendensen til varm sprekker. I tillegg kan mangan også jevnt utfelle Mg5al8 -forbindelser, forbedre korrosjonsmotstand og sveiseytelse.
Mangan
Når den eutektiske temperaturen i det flate likevektsfasediagrammet til AL-MN-legeringssystemet er 658, er den maksimale løseligheten av mangan i den faste løsningen 1,82%. Legerens styrke øker med økningen i løselighet. Når manganinnholdet er 0,8%, når forlengelsen maksimal verdi. Al-MN-legering er en ikke-herdende legering, det vil si at den ikke kan styrkes av varmebehandling. Mangan kan forhindre omkrystalliseringsprosessen med aluminiumslegeringer, øke rekrystalliseringstemperaturen og foredle de omkrystalliserte kornene betydelig. Foredlingen av omkrystalliserte korn skyldes hovedsakelig at de spredte partiklene av Mnal6 -forbindelser hindrer veksten av omkrystalliserte korn. En annen funksjon av Mnal6 er å oppløse urenhetsjern til å danne (Fe, Mn) al6, og redusere de skadelige effektene av jern. Mangan er et viktig element i aluminiumslegeringer. Det kan legges til alene for å danne en al-MN binær legering. Oftere blir det lagt sammen med andre legeringselementer. Derfor inneholder de fleste aluminiumslegeringer mangan.
Sink
Løseligheten av sink i aluminium er 31,6% ved 275 i den aluminiumsrike delen av likevektsfasediagrammet til Al-Zn-legeringssystemet, mens løseligheten synker til 5,6% ved 125. Å legge sink alene til aluminium har svært begrenset forbedring i Styrken til aluminiumslegeringen under deformasjonsforhold. Samtidig er det en tendens til å sprekke stresskorrosjon, og dermed begrense anvendelsen. Å tilsette sink og magnesium til aluminium danner samtidig styrkingsfasen Mg/Zn2, som har en betydelig styrkende effekt på legeringen. Når Mg/Zn2 -innholdet økes fra 0,5% til 12%, kan strekkfastheten og avkastningsstyrken økes betydelig. I Superhard aluminiumslegeringer der magnesiuminnholdet overstiger det nødvendige mengden for å danne Mg/Zn2 -fasen, når forholdet mellom sink og magnesium kontrolleres til rundt 2,7, er stresskorrosjonssprakkemotstanden størst. For eksempel danner det å legge til kobberelement til Al-Zn-MG en al-Zn-MG-Cu-serie-legering. Basestyrkingseffekten er den største blant alle aluminiumslegeringer. Det er også et viktig aluminiumslegeringsmateriale i luftfarts-, luftfartsindustrien og elektrisk kraftindustri.
Jern og silisium
Jern tilsettes som legeringselementer i aluminiumslegeringer i al-Cu-MG-Ni-Fe-serien, og silisium tilsettes som legeringselementer i al-Si-serien smidd aluminium og i Al-Si-serie sveisestenger og aluminium-silisiumstøping legeringer. I base aluminiumslegeringer er silisium og jern vanlige urenhetselementer, som har en betydelig innvirkning på legeringens egenskaper. De eksisterer hovedsakelig som FECL3 og gratis silisium. Når silisium er større enn jern, dannes ß-fesial3 (eller Fe2Si2al9) fase, og når jern er større enn silisium, dannes α-Fe2Sial8 (eller Fe3SI2AL12). Når forholdet mellom jern og silisium er upassende, vil det føre til sprekker i støpingen. Når jerninnholdet i støpt aluminium er for høyt, vil støpingen bli sprøtt.
Titan og bor
Titan er et ofte brukt additivelement i aluminiumslegeringer, lagt til i form av al-Ti eller al-Ti-B masterlegering. Titan og aluminium danner Tial2-fasen, som blir en ikke-spontan kjerne under krystallisering og spiller en rolle i å foredle støpestrukturen og sveisestrukturen. Når Al-Ti-legeringer gjennomgår en pakkreaksjon, er det kritiske innholdet i titan omtrent 0,15%. Hvis bor er til stede, er nedgangen så liten som 0,01%.
Krom
Chromium er et vanlig additivt element i Al-MG-Si-serien, Al-MG-ZN-serien og Al-MG-serien. Ved 600 ° C er løseligheten av krom i aluminium 0,8%, og det er i utgangspunktet uoppløselig ved romtemperatur. Krom danner intermetalliske forbindelser som (CRFE) AL7 og (CRMN) AL12 i aluminium, noe som hindrer kjernefysnings- og vekstprosessen for omkrystallisering og har en viss styrkeffekt på legeringen. Det kan også forbedre høyden i legeringen og redusere mottakeligheten for stresskorrosjonssprekker.
Nettstedet øker imidlertid slukkende følsomhet, noe som gjør den anodiserte filmen gul. Mengden krom tilsatt til aluminiumslegeringer overstiger generelt ikke 0,35%, og avtar med økningen av overgangselementer i legeringen.
Strontium
Strontium er et overflateaktivt element som kan endre oppførselen til intermetalliske forbindelsesfaser krystallografisk. Derfor kan modifiseringsbehandling med strontiumelement forbedre legeringens plastbarhet og kvaliteten på sluttproduktet. På grunn av sin lange effektive modifiseringstid, god effekt og reproduserbarhet, har Strontium erstattet bruken av natrium i Al-Si støpelegeringer de siste årene. Å legge til 0,015%~ 0,03%strontium til aluminiumslegeringen for ekstrudering gjør ß-alfesi-fasen i INGOT til α-Alfesi-fasen, noe som reduserer INGOT-homogeniseringstiden med 60%~ 70%, forbedrer den mekaniske egenskapen og plastprosessabiliteten til materialer; Forbedre overflatens ruhet på produktene.
For høye silisier (10%~ 13%) deformerte aluminiumslegeringer, og tilsetter 0,02%~ 0,07%strontiumelement kan redusere primære krystaller til et minimum, og de mekaniske egenskapene er også betydelig forbedret. Strekkfastheten бb økes fra 233MPa til 236MPa, og avkastningsstyrken б0,2 økte fra 204MPa til 210MPa, og forlengelsen б5 økte fra 9% til 12%. Å legge stront til hypereutektisk Al-Si-legering kan redusere størrelsen på primære silisiumpartikler, forbedre plastprosesseringsegenskapene og muliggjøre glatt varm og kald rulling.
Zirkonium
Zirkonium er også et vanlig tilsetningsstoff i aluminiumslegeringer. Generelt er mengden tilsatt aluminiumslegeringer 0,1%~ 0,3%. Zirkonium og aluminium danner ZRAL3 -forbindelser, noe som kan hindre rekrystalliseringsprosessen og foredle de omkrystalliserte kornene. Zirkonium kan også avgrense støpestrukturen, men effekten er mindre enn titan. Tilstedeværelsen av zirkonium vil redusere kornraffineringseffekten av titan og bor. I al-Zn-Mg-Cu-legeringer, siden zirkonium har en mindre effekt på slukkende følsomhet enn krom og mangan, er det aktuelt å bruke zirkonium i stedet for krom og mangan for å avgrense den omkrystalliserte strukturen.
Sjeldne jordelementer
Sjeldne jordelementer tilsettes til aluminiumslegeringer for å øke komponent superkjøling under støping av aluminiumslegering, avgrense korn, redusere sekundær krystallavstand, redusere gasser og inneslutninger i legeringen, og har en tendens til å sfære inkluderingsfasen. Det kan også redusere overflatespenningen til smelten, øke fluiditeten og lette støping til ingots, noe som har en betydelig innvirkning på prosessytelsen. Det er bedre å legge til forskjellige sjeldne jordarter i en mengde på rundt 0,1%. Tilsetningen av blandede sjeldne jordarter (blandet LA-CE-PR-ND, etc.) reduserer den kritiske temperaturen for dannelse av aldring G? P-sone i AL-0,65%mg-0,61%Si-legering. Aluminiumslegeringer som inneholder magnesium kan stimulere metamorfismen til sjeldne jordelementer.
Urenhet
Vanadium danner VAL11 ildfast forbindelse i aluminiumslegeringer, som spiller en rolle i å raffinere korn under smelte- og støpingsprosessen, men rollen er mindre enn for titan og zirkonium. Vanadium har også effekten av å foredle den omkrystalliserte strukturen og øke rekrystalliseringstemperaturen.
Den faste løseligheten av kalsium i aluminiumslegeringer er ekstremt lav, og den danner en Caal4 -forbindelse med aluminium. Kalsium er et superplastisk element av aluminiumslegeringer. En aluminiumslegering med omtrent 5% kalsium og 5% mangan har superplastisitet. Kalsium og silisium danner casi, som er uoppløselig i aluminium. Siden den faste løsningsmengden av silisium reduseres, kan den elektriske konduktiviteten til industrielt rent aluminium forbedres litt. Kalsium kan forbedre skjæreytelsen til aluminiumslegeringer. CASI2 kan ikke styrke aluminiumslegeringer gjennom varmebehandling. Spormengder kalsium er nyttige for å fjerne hydrogen fra smeltet aluminium.
Bly-, tinn- og vismutelementer er metaller med lite smeltepunkt. Deres solide løselighet i aluminium er liten, noe som reduserer legeringens styrke, men kan forbedre skjæreytelsen. Bismuth utvides under størkning, noe som er gunstig for fôring. Å tilsette vismut til høye magnesiumlegeringer kan forhindre natriumforbrenthet.
Antimon brukes hovedsakelig som en modifiserer i støpte aluminiumslegeringer, og brukes sjelden i deformerte aluminiumslegeringer. Bytt bare ut vismut i al-MG deformert aluminiumslegering for å forhindre natriumfulhet. Antimonelement blir lagt til noen Al-Zn-MG-CU-legeringer for å forbedre ytelsen til varme presserende og kalde pressende prosesser.
Beryllium kan forbedre strukturen til oksidfilmen i deformert aluminiumslegeringer og redusere brennende tap og inneslutninger under smelting og støping. Beryllium er et giftig element som kan forårsake allergisk forgiftning hos mennesker. Derfor kan Beryllium ikke inneholdt i aluminiumslegeringer som kommer i kontakt med mat og drikke. Berylliuminnholdet i sveisematerialer styres vanligvis under 8μg/ml. Aluminiumslegeringer som brukes som sveisesubstrater, bør også kontrollere berylliuminnholdet.
Natrium er nesten uoppløselig i aluminium, og den maksimale solide løseligheten er mindre enn 0,0025%. Smeltepunktet for natriat er lavt (97,8 ℃), når natrium er til stede i legeringen, adsorberes det på dendrittoverflaten eller korngrensen under størkning, under varm prosessering, natrium på korngrensen danner et flytende adsorpsjonslag, noe som resulterer i sprøtt sprekker, dannelsen av naalsiforbindelser, det finnes ingen fritt natrium, og produserer ikke "natrium sprø".
Når magnesiuminnholdet overstiger 2%, tar magnesium bort silisium og presipiterer fritt natrium, noe som resulterer i "natriumbrittleness". Derfor har ikke høy magnesium aluminiumslegering lov til å bruke natriumsaltfluks. Metoder for å forhindre "natriumforbrenthet" inkluderer klorering, som får natrium til å danne NaCl og slippes ut i slaggen, og tilfører vismut til å danne Na2BI og legge inn metallmatrisen; Å legge antimon for å danne Na3SB eller legge til sjeldne jordarter kan også ha samme effekt.
Redigert av May Jiang fra Mat Aluminium
Post Time: Aug-08-2024
