Kopar
Þegar álríkur hluti ál-koparblöndunnar er 548, er hámarksleysni kopars í áli 5,65%. Þegar hitastigið fer niður í 302 er leysni kopars 0,45%. Kopar er mikilvægur málmblöndurþáttur og hefur ákveðin styrkjandi áhrif á solid lausn. Að auki hefur CuAl2, sem fellur út við öldrun, augljós öldrunarstyrkjandi áhrif. Koparinnihald í álblöndur er venjulega á milli 2,5% og 5% og styrkingaráhrifin eru best þegar koparinnihaldið er á milli 4% og 6,8%, þannig að koparinnihald flestra duralumin málmblöndur er innan þess bils. Ál-kopar málmblöndur geta innihaldið minna sílikon, magnesíum, mangan, króm, sink, járn og önnur frumefni.
Kísill
Þegar álríkur hluti Al-Si málmblöndunarkerfisins hefur eutectic hitastig 577, er hámarksleysni kísils í föstu lausninni 1,65%. Þó að leysni minnki með lækkandi hitastigi er almennt ekki hægt að styrkja þessar málmblöndur með hitameðferð. Ál-kísilblendi hefur framúrskarandi steypueiginleika og tæringarþol. Ef magnesíum og kísill er bætt við ál á sama tíma til að mynda ál-magnesíum-kísilblendi er styrkingarfasinn MgSi. Massahlutfall magnesíums og sílikons er 1,73:1. Þegar samsetning Al-Mg-Si málmblöndunnar er hannað er innihald magnesíums og sílikons stillt í þessu hlutfalli á fylkinu. Til að bæta styrk sumra Al-Mg-Si málmblöndur er viðeigandi magni af kopar bætt við og viðeigandi magni af króm bætt við til að vega upp á móti skaðlegum áhrifum kopar á tæringarþol.
Hámarksleysni Mg2Si í áli í álríkum hluta jafnvægisfasamyndarinnar Al-Mg2Si álkerfisins er 1,85% og hraðaminnkunin er lítil þegar hitastigið lækkar. Í vansköpuðum álblöndur er kísilblöndun eingöngu við ál takmörkuð við suðuefni og kísilbæti við ál hefur einnig ákveðin styrkjandi áhrif.
Magnesíum
Þrátt fyrir að leysniferillinn sýni að leysni magnesíums í áli minnkar mikið þegar hitastigið lækkar, er magnesíuminnihaldið í flestum aflöguðum álblöndur í iðnaði minna en 6%. Kísilinnihaldið er einnig lágt. Ekki er hægt að styrkja þessa tegund álfelgur með hitameðferð, en hún hefur góða suðuhæfni, góða tæringarþol og miðlungs styrk. Styrking áls með magnesíum er augljós. Fyrir hverja 1% aukningu á magnesíum eykst togstyrkurinn um það bil 34MPa. Ef minna en 1% mangani er bætt við má auka styrkingaráhrifin. Þess vegna getur það að bæta við mangani dregið úr magnesíuminnihaldi og dregið úr tilhneigingu til heita sprungna. Að auki getur mangan einnig fellt út Mg5Al8 efnasambönd jafnt og þétt, aukið tæringarþol og suðuafköst.
Mangan
Þegar eutectic hitastig flata jafnvægisfasa skýringarmynd Al-Mn álkerfisins er 658, er hámarksleysni mangans í föstu lausninni 1,82%. Styrkur málmblöndunnar eykst með aukinni leysni. Þegar manganinnihaldið er 0,8% nær lengingin hámarksgildi. Al-Mn álfelgur er óaldrað herðandi ál, það er, það er ekki hægt að styrkja það með hitameðferð. Mangan getur komið í veg fyrir endurkristöllunarferli álblöndur, aukið endurkristöllunarhitastigið og betrumbætt endurkristallað korn verulega. Hreinsun endurkristallaðra korna er aðallega vegna þess að dreifðar agnir MnAl6 efnasambanda hindra vöxt endurkristallaðra korna. Annað hlutverk MnAl6 er að leysa upp óhreinindi járn til að mynda (Fe, Mn)Al6, sem dregur úr skaðlegum áhrifum járns. Mangan er mikilvægur þáttur í álblöndur. Það er hægt að bæta því eitt og sér til að mynda Al-Mn tvöfalda málmblöndu. Oftar er því bætt saman við aðra málmblöndur. Þess vegna innihalda flestar álblöndur mangan.
Sink
Leysni sinks í áli er 31,6% við 275 í álríka hluta jafnvægisfasamyndagerðar Al-Zn álkerfisins, en leysni þess fer niður í 5,6% við 125. Bæta sinki einu sér við ál hefur mjög takmarkaðan bata í styrkur álblöndunnar við aflögunarskilyrði. Á sama tíma er tilhneiging til sprungna álagstæringar og takmarkar þannig notkun þess. Að bæta sinki og magnesíum í ál á sama tíma myndar styrkingarfasann Mg/Zn2, sem hefur veruleg styrkjandi áhrif á málmblönduna. Þegar magn af Mg/Zn2 er aukið úr 0,5% í 12% er hægt að auka togstyrkinn og ávöxtunarstyrkinn verulega. Í ofurharðri álblöndur þar sem magnesíuminnihald fer yfir það magn sem krafist er til að mynda Mg/Zn2 fasann, þegar hlutfalli sinks og magnesíums er stjórnað á um það bil 2,7, er sprunguþol gegn tæringu mest. Til dæmis, að bæta koparefni við Al-Zn-Mg myndar Al-Zn-Mg-Cu röð málmblöndu. Grunnstyrkingaráhrifin eru mest meðal allra álblöndur. Það er einnig mikilvægt álefni í geimferðum, flugiðnaði og raforkuiðnaði.
Járn og sílikon
Járn er bætt við sem málmblöndur í Al-Cu-Mg-Ni-Fe röð unnu álblöndur og sílikoni er bætt við sem málmblöndur í Al-Mg-Si röð unnu áli og í Al-Si röð suðustanga og ál-kísil steypu málmblöndur. Í grunnálblöndur eru kísill og járn algengir óhreinindaþættir sem hafa veruleg áhrif á eiginleika málmblöndunnar. Þau eru aðallega til sem FeCl3 og frjáls sílikon. Þegar kísill er stærra en járn myndast β-FeSiAl3 (eða Fe2Si2Al9) fasi og þegar járn er stærra en kísill myndast α-Fe2SiAl8 (eða Fe3Si2Al12). Þegar hlutfall járns og kísils er óviðeigandi veldur það sprungum í steypu. Þegar járninnihaldið í steyptu áli er of hátt verður steypan brothætt.
Títan og bór
Títan er almennt notaður aukefni í álblöndur, bætt við í formi Al-Ti eða Al-Ti-B aðalblendi. Títan og ál mynda TiAl2 fasann, sem verður að ósjálfráðum kjarna við kristöllun og gegnir hlutverki við að betrumbæta steypubygginguna og suðubygginguna. Þegar Al-Ti málmblöndur gangast undir umbúðaviðbrögð er mikilvæga innihald títan um 0,15%. Ef bór er til staðar er hægingin allt að 0,01%.
Króm
Króm er algengt aukefni í Al-Mg-Si röð, Al-Mg-Zn röð og Al-Mg röð málmblöndur. Við 600°C er leysni króms í áli 0,8% og það er í grundvallaratriðum óleysanlegt við stofuhita. Króm myndar millimálmsambönd eins og (CrFe)Al7 og (CrMn)Al12 í áli, sem hindrar kjarnamyndun og vaxtarferli endurkristöllunar og hefur ákveðin styrkjandi áhrif á málmblönduna. Það getur einnig bætt hörku málmblöndunnar og dregið úr næmi fyrir álagstæringarsprungum.
Hins vegar eykur staðurinn slökkvinæmi, sem gerir anodized filmuna gula. Magn króms sem bætt er við álblöndur fer yfirleitt ekki yfir 0,35% og minnkar með aukningu á umbreytingarþáttum í málmblöndunni.
Strontíum
Strontíum er yfirborðsvirkt frumefni sem getur breytt hegðun millimálmasamsettra fasa kristallfræðilega. Þess vegna getur breytingameðferð með strontíum frumefni bætt plastvinnsluhæfni málmblöndunnar og gæði lokaafurðarinnar. Vegna langan árangursríks breytingatíma, góðra áhrifa og endurgerðanleika hefur strontíum komið í stað notkunar natríums í Al-Si steypublöndur á undanförnum árum. Með því að bæta 0,015% ~ 0,03% strontíum við álblönduna til útpressunar breytist β-AlFeSi fasa í hleifinni í α-AlFeSi fasa, sem dregur úr einsleitunartíma hleifarinnar um 60% ~ 70%, bætir vélrænni eiginleika og plastvinnsluhæfni efna; bæta yfirborðsgrófleika vara.
Fyrir há-kísil (10% ~ 13%) vansköpuð ál málmblöndur, bæta 0,02% ~ 0,07% strontíum frumefni getur dregið úr frumkristöllum í lágmarki og vélrænni eiginleikar eru einnig verulega bættir. Togstyrkur бb eykst úr 233MPa í 236MPa, og álagsstyrkur б0.2 jókst úr 204MPa í 210MPa og lengingin б5 jókst úr 9% í 12%. Með því að bæta strontíum við ofmetandi Al-Si álfelgur getur það minnkað stærð aðal kísilagna, bætt plastvinnslueiginleika og gert slétt heitt og kalt velting.
Sirkon
Sirkon er einnig algengt aukefni í álblöndur. Almennt er magnið sem bætt er við álblöndur 0,1% ~ 0,3%. Sirkon og ál mynda ZrAl3 efnasambönd, sem geta hindrað endurkristöllunarferlið og betrumbætt endurkristallað korn. Sirkon getur einnig betrumbætt steypubygginguna, en áhrifin eru minni en títan. Tilvist sirkon mun draga úr kornhreinsunaráhrifum títan og bórs. Í Al-Zn-Mg-Cu málmblöndur, þar sem sirkon hefur minni áhrif á slökkvinæmi en króm og mangan, er rétt að nota sirkon í stað króms og mangans til að betrumbæta endurkristallaða uppbyggingu.
Sjaldgæf jörð frumefni
Sjaldgæfum jarðefnum er bætt við álblöndur til að auka ofurkælingu íhluta við steypu úr álblöndu, betrumbæta korn, draga úr efri kristalbili, draga úr lofttegundum og innifalið í málmblöndunni og hafa tilhneigingu til að kúluvæða innilokunarfasann. Það getur einnig dregið úr yfirborðsspennu bræðslunnar, aukið vökva og auðveldað steypu í hleifar, sem hefur veruleg áhrif á frammistöðu vinnslunnar. Það er betra að bæta við ýmsum sjaldgæfum jörðum í magni sem nemur um 0,1%. Með því að bæta við blönduðum sjaldgæfum jarðefnum (blanduðu La-Ce-Pr-Nd, osfrv.) dregur úr mikilvægu hitastigi fyrir myndun öldrunar G?P svæðis í Al-0,65%Mg-0,61%Si málmblöndu. Álblöndur sem innihalda magnesíum geta örvað myndbreytingu sjaldgæfra jarðefnaþátta.
Óhreinindi
Vanadín myndar VAl11 eldföst efnasamband í álblöndur, sem gegnir hlutverki við að hreinsa korn í bræðslu- og steypuferlinu, en hlutverk þess er minna en títan og sirkon. Vanadín hefur einnig þau áhrif að betrumbæta endurkristallaða uppbyggingu og auka endurkristöllunarhitastigið.
Leysni kalsíums í föstu formi í álblöndu er afar lág og myndar CaAl4 efnasamband með áli. Kalsíum er ofurplastþáttur úr álblöndu. Álblöndur með um það bil 5% kalsíum og 5% mangan hefur ofurmýkingu. Kalsíum og sílikon mynda CaSi, sem er óleysanlegt í áli. Þar sem magn kísils í föstu lausninni er minnkað er hægt að bæta rafleiðni hreins iðnaðar áls lítillega. Kalsíum getur bætt skurðarafköst álblöndur. CaSi2 getur ekki styrkt álblöndur með hitameðferð. Snefilmagn af kalsíum er gagnlegt við að fjarlægja vetni úr bráðnu áli.
Blý, tin og bismút frumefni eru lágbræðslumark málmar. Leysni þeirra í föstu formi í áli er lítill, sem dregur lítillega úr styrk málmblöndunnar, en getur bætt skurðarafköst. Bismút stækkar við storknun, sem er gagnlegt fyrir fóðrun. Með því að bæta bismúti við mikið magnesíum málmblöndur getur það komið í veg fyrir að natríum brotni.
Antímon er aðallega notað sem breytiefni í steyptum álblöndur og er sjaldan notað í vansköpuð álblöndur. Skiptu aðeins um bismút í Al-Mg vansköpuðu álblöndunni til að koma í veg fyrir að natríum brotni. Antímon frumefni er bætt við sumar Al-Zn-Mg-Cu málmblöndur til að bæta árangur heitpressunar og kaldpressunarferla.
Beryllium getur bætt uppbyggingu oxíðfilmunnar í vansköpuðum álblöndur og dregið úr brennslutapi og innfellingum við bráðnun og steypu. Beryllium er eitrað frumefni sem getur valdið ofnæmiseitrun hjá mönnum. Þess vegna getur beryllíum ekki verið að finna í álblöndu sem kemst í snertingu við mat og drykki. Beryllíuminnihald í suðuefnum er venjulega stjórnað undir 8μg/ml. Álblöndur sem notaðar eru sem undirlag fyrir suðu ættu einnig að stjórna berylliuminnihaldinu.
Natríum er næstum óleysanlegt í áli og hámarksleysni í föstu formi er minna en 0,0025%. bræðslumark natríums er lágt (97,8 ℃), þegar natríum er til staðar í málmblöndunni er það aðsogað á dendrit yfirborðið eða kornamörkin við storknun, við heita vinnslu myndar natríum á kornamörkunum fljótandi aðsogslag, sem leiðir til brothættra sprungna, myndunar NaAlSi efnasambanda, ekkert frítt natríum er til og framleiðir ekki „natríumstökkt“.
Þegar magnesíuminnihaldið fer yfir 2%, tekur magnesíum burt sílikon og fellur út frítt natríum, sem leiðir til „natríumstökks“. Þess vegna er mikið magnesíum álblendi ekki leyft að nota natríumsaltflæði. Aðferðir til að koma í veg fyrir „natríumbrot“ eru meðal annars klórun, sem veldur því að natríum myndar NaCl og losnar í gjallið, bætir við bismúti til að mynda Na2Bi og fer inn í málmfylki; að bæta við antímóni til að mynda Na3Sb eða bæta við sjaldgæfum jörðum getur líka haft sömu áhrif.
Ritstýrt af May Jiang frá MAT Aluminum
Pósttími: ágúst-08-2024
