Επίδραση και επίδραση διαφόρων στοιχείων στο κράμα αλουμινίου στις ιδιότητες του αλουμινίου
Στοιχείο χαλκού
Όταν το κράμα αλουμινίου-χαλκού είναι πλούσιο σε τμήμα αλουμινίου 548, η μέγιστη διαλυτότητα χαλκού σε αλουμίνιο είναι 5,65% και όταν η θερμοκρασία μειώνεται στα 302, η διαλυτότητα του χαλκού είναι 0,45%. Ο χαλκός είναι ένα σημαντικό στοιχείο κράματος και έχει ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα ενίσχυσης στερεών λύσεων. Επιπλέον, το CuAl2 που κατακρημνίζεται από τη γήρανση έχει προφανές αποτέλεσμα ενίσχυσης της γήρανσης. Η περιεκτικότητα σε χαλκό σε κράματα αλουμινίου είναι συνήθως μεταξύ 2,5% και 5% και η περιεκτικότητα σε χαλκό είναι καλύτερα από 4% έως 6,8%, συνεπώς η περιεκτικότητα σε χαλκό των περισσότερων σκληρών κραμάτων αλουμινίου βρίσκεται σε αυτό το εύρος.
Στοιχείο πυριτίου
Στην ευτηκτική θερμοκρασία 577 στο τμήμα αλουμινίου πλούσιο σε κράματα Al-Si, η μέγιστη διαλυτότητα πυριτίου στο στερεό διάλυμα είναι 1,65%. Αν και η διαλυτότητα μειώνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας, τέτοια κράματα γενικά δεν είναι θερμικά κατεργασμένα. Τα κράματα αλουμινίου-πυριτίου έχουν εξαιρετικές ιδιότητες χύτευσης και αντίσταση στη διάβρωση.
Αν το μαγνήσιο και το πυρίτιο προστίθενται ταυτόχρονα στο αλουμίνιο για να σχηματίσουν κράμα αλουμινίου-μαγνησίου-πυριτίου, η φάση ενίσχυσης είναι MgSi. Η αναλογία μάζας μαγνησίου προς πυρίτιο είναι 1,73: 1. Όταν σχεδιάζεται η σύνθεση κράματος Al-Mg-Si, τα περιεχόμενα του μαγνησίου και του πυριτίου διατάσσονται σε αυτή την αναλογία στο υπόστρωμα. Σε ορισμένα κράματα Al-Mg-Si, προκειμένου να αυξηθεί η αντοχή, προστίθεται μια κατάλληλη ποσότητα χαλκού και προστίθεται μια κατάλληλη ποσότητα χρωμίου για να αντισταθμιστεί η δυσμενής επίδραση του χαλκού στην αντίσταση στη διάβρωση.
Διάγραμμα φάσης ισορροπίας κράματος κράματος Al-Mg2Si Η μέγιστη διαλυτότητα του Mg2Si σε αλουμίνιο είναι 1,85% και η επιβράδυνση είναι μικρή με τη μείωση της θερμοκρασίας.
Στο παραμορφωμένο κράμα αλουμινίου, το πυρίτιο προστίθεται μόνο στο αλουμίνιο και περιορίζεται στο υλικό συγκόλλησης, ενώ το πυρίτιο προστίθεται επίσης στο αλουμίνιο για να έχει κάποιο ενισχυτικό αποτέλεσμα.
Μαγνήσιο
Το διάγραμμα φάσης ισορροπίας του κράματος Al-Mg είναι πλούσιο σε αλουμίνιο. Αν και η καμπύλη διαλυτότητας δείχνει ότι η διαλυτότητα του μαγνησίου στο αλουμίνιο μειώνεται σημαντικά με τη θερμοκρασία, στα περισσότερα βιομηχανικά παραμορφωμένα κράματα αλουμινίου, η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο είναι μικρότερη από 6%. Η περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι επίσης χαμηλή και αυτά τα κράματα δεν υφίστανται θερμική επεξεργασία, αλλά έχουν καλή συγκολλησιμότητα, καλή αντοχή στη διάβρωση και μέτρια αντοχή.
Η ενίσχυση του μαγνησίου από αλουμίνιο είναι προφανής. Για κάθε 1% αύξηση του μαγνησίου, η αντοχή σε εφελκυσμό είναι περίπου 34 MPa. Εάν προστεθεί λιγότερο από 1% μαγγάνιο, μπορεί να συμπληρωθεί με ενίσχυση. Ως εκ τούτου, η προσθήκη μαγγανίου μπορεί να μειώσει την περιεκτικότητα σε μαγνήσιο, και ταυτόχρονα να μειώσει την τάση για θερμή πυρόλυση. Επιπλέον, το μαγγάνιο μπορεί να καθιζάνει ομοιόμορφα την ένωση Mg5Al8 για να βελτιώσει την αντοχή στη διάβρωση και την απόδοση συγκόλλησης.
Στοιχείο μαγγανίου
Στο διάγραμμα φάσης ισορροπίας του συστήματος κράματος Al-Mn, η μέγιστη διαλυτότητα του μαγγανίου στο στερεό διάλυμα ήταν 1,82% στην ευτηκτική θερμοκρασία 658. Η ισχύς του κράματος αυξάνεται με την αύξηση της διαλυτότητας. Όταν η περιεκτικότητα σε μαγγάνιο είναι 0,8%, η επιμήκυνση φτάνει στο μέγιστο. Το κράμα Al-Mn είναι ένα μη γήρανσης κράμα σκληρύνσεως, δηλαδή δεν μπορεί να υποστεί θερμική επεξεργασία.
Το μαγγάνιο μπορεί να αποτρέψει τη διαδικασία ανακρυστάλλωσης των κραμάτων αλουμινίου, να αυξήσει τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης και να επεξεργαστεί αξιοσημείωτα τους ανακρυσταλλωμένους κόκκους. Η βελτίωση των ανακρυσταλλωμένων κόκκων προκαλείται κυρίως από τη διάχυση σωματιδίων της ένωσης MnAl6 για την παρεμπόδιση της ανάπτυξης των ανακρυσταλλωμένων κόκκων. Μια άλλη λειτουργία του MnAl6 είναι να διαλύσει το σίδηρο ακαθαρσίας και να σχηματίσει (Fe, Mn) Al6 για να μειώσει τις επιβλαβείς επιδράσεις του σιδήρου.
Το μαγγάνιο είναι ένα σημαντικό στοιχείο από κράμα αλουμινίου και μπορεί να προστεθεί ξεχωριστά για να σχηματίσει ένα δυαδικό κράμα Al-Mn και πολλά άλλα μαζί με άλλα στοιχεία κράματος, έτσι ώστε τα περισσότερα κράματα αλουμινίου να περιέχουν μαγγάνιο.
Στοιχείο ψευδαργύρου
Διάγραμμα φάσης ισορροπίας κράματος Al-Zn Η διαλυτότητα ψευδαργύρου στο αλουμίνιο είναι 31,6% στο κλάσμα 275 πλούσιο σε αργίλιο, ενώ η διαλυτότητα του μειώνεται στο 5,6% στα 125.
Ο ψευδάργυρος προστίθεται μόνο στο αλουμίνιο. Κάτω από την κατάσταση παραμόρφωσης, η αντοχή του κράματος αλουμινίου είναι πολύ περιορισμένη και υπάρχει μια τάση ρωγμών διάβρωσης λόγω τάσης, η οποία περιορίζει την εφαρμογή της.
Η ταυτόχρονη προσθήκη ψευδαργύρου και μαγνησίου στο αλουμίνιο σχηματίζει μια φάση ενίσχυσης Mg / Zn2, η οποία έχει σημαντική ενίσχυση για το κράμα. Όταν η περιεκτικότητα Mg / Zn2 αυξηθεί από 0,5% σε 12%, η δύναμη εφελκυσμού και η ισχύς απόδοσης μπορεί να αυξηθεί σημαντικά. Η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο υπερβαίνει την περιεκτικότητα του υπερκείμενου κράματος αλουμινίου που απαιτείται για το σχηματισμό της φάσης Mg / Zn2. Όταν η αναλογία ψευδαργύρου προς μαγνήσιο ελέγχεται σε περίπου 2,7, η αντίσταση στη διάβρωση από τη διάβρωση είναι η μεγαλύτερη.
Για παράδειγμα, προσθέτοντας ένα χάλκινο στοιχείο στο Al-Zn-Mg για να σχηματίσει ένα κράμα Al-Zn-Mg-Cu, το αποτέλεσμα ενίσχυσης της βάσης είναι το μεγαλύτερο μεταξύ όλων των κραμάτων αλουμινίου και είναι επίσης ένα σημαντικό κράμα αλουμινίου στην αεροδιαστημική, βιομηχανία και βιομηχανίες ηλεκτρικής ενέργειας.
