Kobber
Når den aluminiumrige del af aluminium-kobberlegeringen er 548, er den maksimale opløselighed af kobber i aluminium 5,65%. Når temperaturen falder til 302, er opløseligheden af kobber 0,45%. Kobber er et vigtigt legeringselement og har en vis styrkningseffekt af fast opløsning. Derudover har Cual2, der er udfældet ved aldring, en åbenlyst aldringsstyrkeeffekt. Kobberindholdet i aluminiumslegeringer er normalt mellem 2,5% og 5%, og den styrkende virkning er bedst, når kobberindholdet er mellem 4% og 6,8%, så kobberindholdet i de fleste Duralumin -legeringer er inden for dette interval. Aluminium-kobberlegeringer kan indeholde mindre silicium, magnesium, mangan, krom, zink, jern og andre elementer.
Silicium
Når den aluminiumrige del af Al-Si-legeringssystemet har en eutektisk temperatur på 577, er den maksimale opløselighed af silicium i den faste opløsning 1,65%. Selvom opløseligheden falder med faldende temperatur, kan disse legeringer generelt ikke styrkes ved varmebehandling. Aluminium-siliciumlegering har fremragende støbeegenskaber og korrosionsbestandighed. Hvis magnesium og silicium tilsættes til aluminium på samme tid for at danne en aluminiumsmagnesium-siliciumlegering, er styrkningsfasen MGSI. Masseforholdet mellem magnesium og silicium er 1,73: 1. Når man designer sammensætningen af al-Mg-Si-legeringen, er indholdet af magnesium og silicium konfigureret i dette forhold på matrixen. For at forbedre styrken af nogle Al-MG-SI-legeringer tilsættes en passende mængde kobber, og der tilsættes en passende mængde krom for at udligne de bivirkninger af kobber på korrosionsbestandighed.
Den maksimale opløselighed af MG2SI i aluminium i den aluminiumrige del af ligevægtsfasediagrammet for AL-MG2SI-legeringssystemet er 1,85%, og decelerationen er lille, når temperaturen falder. I deformerede aluminiumslegeringer er tilsætningen af silicium alene til aluminium begrænset til svejsematerialer, og tilsætningen af silicium til aluminium har også en vis styrkende virkning.
Magnesium
Selvom opløselighedskurven viser, at opløseligheden af magnesium i aluminium i høj grad falder, når temperaturen falder, er magnesiumindholdet i de fleste industrielle deformerede aluminiumslegeringer mindre end 6%. Siliciumindholdet er også lavt. Denne type legering kan ikke styrkes ved varmebehandling, men har god svejsbarhed, god korrosionsmodstand og medium styrke. Styrkningen af aluminium med magnesium er indlysende. For hver 1% stigning i magnesium øges trækstyrken med ca. 34MPa. Hvis der tilføjes mindre end 1% mangan, kan den styrkende virkning suppleres. Derfor kan tilføjelse af mangan reducere magnesiumindholdet og reducere tendensen til varm krakning. Derudover kan mangan også ensartet udfældning af Mg5al8 -forbindelser, hvilket forbedrer korrosionsbestandighed og svejsestyring.
Mangan
Når den eutektiske temperatur for det flade ligevægtsfasediagram over al-Mn-legeringssystemet er 658, er den maksimale opløselighed af mangan i den faste opløsning 1,82%. Styrken af legeringen øges med stigningen i opløselighed. Når manganindholdet er 0,8%, når forlængelsen den maksimale værdi. AL-MN-legering er en ikke-aldershærdningslegering, det vil sige, den kan ikke styrkes ved varmebehandling. Mangan kan forhindre omkrystallisationsprocessen for aluminiumslegeringer, øge omkrystallisationstemperaturen og forringe de omkrystalliserede korns igen. Forfining af omkrystalliserede korn skyldes hovedsageligt, at de spredte partikler af Mnal6 -forbindelser hindrer væksten af omkrystalliserede korn. En anden funktion af MNAL6 er at opløse urenhedsjern til dannelse af (Fe, Mn) Al6, hvilket reducerer de skadelige virkninger af jern. Mangan er et vigtigt element i aluminiumslegeringer. Det kan tilføjes alene for at danne en al-Mn binær legering. Oftere tilføjes det sammen med andre legeringselementer. Derfor indeholder de fleste aluminiumslegeringer mangan.
Zink
Opløseligheden af zink i aluminium er 31,6% ved 275 i den aluminiumrige del af ligevægtsfasediagrammet for Al-Zn-legeringssystemet, mens dets opløselighed falder til 5,6% ved 125. Tilføjelse af zink alene til aluminium har meget begrænset forbedring af Styrken af aluminiumslegeringen under deformationsbetingelser. På samme tid er der en tendens til krakning af stresskorrosion, hvilket begrænser dens anvendelse. Tilsætning af zink og magnesium til aluminium på samme tid danner den styrkende fase Mg/Zn2, som har en betydelig styrkende virkning på legeringen. Når Mg/Zn2 -indholdet øges fra 0,5% til 12%, kan trækstyrken og udbyttestyrken øges markant. I superhard aluminiumslegeringer, hvor magnesiumindholdet overstiger det krævede beløb for at danne Mg/Zn2 -fasen, når forholdet mellem zink og magnesium kontrolleres på omkring 2,7, er stresskorrosionens krakningsresistens størst. For eksempel danner tilsætning af kobberelement til al-zn-mg en al-zn-mg-cu-serie-legering. Basisforstærkningseffekten er den største blandt alle aluminiumslegeringer. Det er også et vigtigt aluminiumslegeringsmateriale inden for rumfarts-, luftfartsindustrien og elektrisk kraftindustri.
Jern og silicium
Jern tilsættes som legeringselementer i al-Cu-Mg-Ni-Fe-serien Smede aluminiumslegeringer, og silicium tilsættes som legeringselementer i al-MG-SI-serien Smed Aluminium og i Al-Si-serie svejsestænger og aluminiumsiliconstøbning legeringer. I basisaluminiumslegeringer er silicium og jern almindelige urenhedselementer, som har en betydelig indflydelse på legeringens egenskaber. De eksisterer hovedsageligt som FECL3 og gratis silicium. Når silicium er større end jern, dannes ß-fesial3 (eller Fe2si2al9) fase, og når jern er større end silicium, dannes a-Fe2sial8 (eller Fe3Si2al12). Når forholdet mellem jern og silicium er forkert, vil det forårsage revner i støbningen. Når jernindholdet i støbt aluminium er for højt, bliver støbningen sprød.
Titanium og bor
Titanium er et almindeligt anvendt additivt element i aluminiumslegeringer, tilsat i form af al-Ti eller Al-Ti-B-masterlegering. Titanium og aluminium danner TIAL2-fasen, som bliver en ikke-spontan kerne under krystallisation og spiller en rolle i raffinering af støbestrukturen og svejsestrukturen. Når Al-Ti-legeringer gennemgår en pakkereaktion, er det kritiske indhold af titanium ca. 0,15%. Hvis bor er til stede, er afmatningen så lille som 0,01%.
Krom
Chromium er et almindeligt additivt element i al-MG-SI-serien, al-MG-ZN-serien og Al-MG-serie legeringer. Ved 600 ° C er opløseligheden af krom i aluminium 0,8%, og det er dybest set uopløseligt ved stuetemperatur. Krom danner intermetalliske forbindelser, såsom (CRFE) Al7 og (CRMN) Al12 i aluminium, hvilket hindrer nukleations- og vækstprocessen for omkrystallisation og har en vis styrkelseseffekt på legeringen. Det kan også forbedre legeringens sejhed og reducere modtageligheden for at stresse korrosionskrakning.
Webstedet øger imidlertid slukningsfølsomheden, hvilket gør den anodiserede film gul. Mængden af krom tilsat aluminiumslegeringer overstiger generelt ikke 0,35%og falder med stigningen i overgangselementer i legeringen.
Strontium
Strontium er et overfladeaktivt element, der kan ændre opførslen af intermetalliske forbindelsesfaser krystallografisk. Derfor kan modifikationsbehandling med strontiumelement forbedre legeringens plastik og kvaliteten af det endelige produkt. På grund af sin lange effektive modifikationstid, god effekt og reproducerbarhed, har Strontium erstattet brugen af natrium i al-Si-støbningslegeringer i de senere år. Tilsætning af 0,015%~ 0,03%strontium til aluminiumslegeringen til ekstrudering drejer ß-alfesi-fasen i ingoten til a-alfesi-fasen, hvilket reducerer ingot-homogeniseringstiden med 60%~ 70%, hvilket forbedrer de mekaniske egenskaber og plastprocesabilitet af materialerne; Forbedring af overfladenes ruhed af produkter.
For høj-silicium (10%~ 13%) deformerede aluminiumslegeringer kan tilsætning af 0,02%~ 0,07%strontiumelement reducere primære krystaller til et minimum, og de mekaniske egenskaber forbedres også markant. Trækstyrken бB øges fra 233MPa til 236MPa, og udbyttestyrken б0,2 steg fra 204MPa til 210MPa, og forlængelsen б5 steg fra 9% til 12%. Tilføjelse af strontium til hypereutektisk al-Si-legering kan reducere størrelsen på primære siliciumpartikler, forbedre plastbehandlingsegenskaber og muliggøre glat varm og kold rullende.
Zirconium
Zirconium er også et almindeligt tilsætningsstof i aluminiumslegeringer. Generelt er det beløb, der er tilsat til aluminiumslegeringer, 0,1%~ 0,3%. Zirconium og aluminium danner Zral3 -forbindelser, som kan hindre omkrystallisationsprocessen og forfine de omkrystalliserede korn. Zirconium kan også forfine støbestrukturen, men effekten er mindre end titanium. Tilstedeværelsen af zirkonium vil reducere kornraffineringseffekten af titanium og bor. I al-Zn-Mg-Cu-legeringer, da zirconium har en mindre effekt på slukningsfølsomhed end krom og mangan, er det passende at bruge zirkonium i stedet for krom og mangan til at forfine den omkrystalliserede struktur.
Sjældne jordelementer
Sjældne jordelementer tilsættes til aluminiumslegeringer for at øge komponentens superkøling under støbning af aluminiumslegering, forfine korn, reducere sekundær krystalafstand, reducere gasser og indeslutninger i legeringen og har en tendens til at kugleformede inkluderingsfasen. Det kan også reducere overfladespændingen af smelten, øge fluiditeten og lette støbning til ingots, hvilket har en betydelig indflydelse på procesydelsen. Det er bedre at tilføje forskellige sjældne jordarter i et beløb på ca. 0,1%. Tilsætningen af blandede sjældne jordarter (blandet LA-CE-PR-ND osv.) Reducerer den kritiske temperatur til dannelse af aldrende G? P-zone i al-0,65%mg-0,61%SI-legering. Aluminiumslegeringer, der indeholder magnesium, kan stimulere metamorfismen af sjældne jordelementer.
Urenhed
Vanadium danner Val11 ildfast forbindelse i aluminiumslegeringer, der spiller en rolle i raffinering af korn under smeltnings- og støbningsprocessen, men dens rolle er mindre end titanium og zirconium. Vanadium har også effekten af at raffinere den omkrystalliserede struktur og øge omkrystallisationstemperaturen.
Den faste opløselighed af calcium i aluminiumslegeringer er ekstremt lav, og den danner en CAAL4 -forbindelse med aluminium. Calcium er et superplastisk element af aluminiumslegeringer. En aluminiumslegering med ca. 5% calcium og 5% mangan har superplasticitet. Calcium- og siliciumformer CASI, som er uopløselig i aluminium. Da den faste opløsningsmængde af silicium reduceres, kan den elektriske ledningsevne af industrielt rent aluminium forbedres lidt. Calcium kan forbedre skæreydelsen af aluminiumslegeringer. Casi2 kan ikke styrke aluminiumslegeringer gennem varmebehandling. Sporemængder calcium er nyttige til at fjerne brint fra smeltet aluminium.
Bly-, tin- og vismut -elementer er lavt smeltepunktmetaller. Deres faste opløselighed i aluminium er lille, hvilket reducerer legeringens styrke lidt, men kan forbedre skæreydelsen. Bismut udvides under størkning, hvilket er gavnligt for fodring. Tilføjelse af vismut til høje magnesiumlegeringer kan forhindre natriumudvikling.
Antimon bruges hovedsageligt som en modifikator i støbte aluminiumslegeringer og bruges sjældent i deformerede aluminiumslegeringer. Udskift kun vismut i al-Mg deformeret aluminiumslegering for at forhindre natriumudvikling. Antimonelement føjes til nogle al-Zn-MG-CU-legeringer for at forbedre ydelsen af varmpressering og koldpresseprocesser.
Beryllium kan forbedre strukturen af oxidfilmen i deformerede aluminiumslegeringer og reducere brændende tab og indeslutninger under smeltning og støbning. Beryllium er et giftigt element, der kan forårsage allergisk forgiftning hos mennesker. Derfor kan beryllium ikke indeholdes i aluminiumslegeringer, der kommer i kontakt med mad og drikkevarer. Berylliumindholdet i svejsematerialer styres normalt under 8μg/ml. Aluminiumslegeringer, der anvendes som svejsesubstrater, bør også kontrollere berylliumindholdet.
Natrium er næsten uopløselig i aluminium, og den maksimale faste opløselighed er mindre end 0,0025%. Smeltningspunktet for natrium er lavt (97,8 ℃), når natrium er til stede i legeringen, det adsorberes på dendritoverfladen eller korngrænsen under størkning, under varm behandling danner natriumet på korngrænsen et flydende adsorptionslag, hvilket resulterer i sprød revner, dannelsen af Naalsi -forbindelser, der ikke findes frie natrium og producerer ikke "natrium sprødt".
Når magnesiumindholdet overstiger 2%, fjerner magnesium silicium og bundfaldsfrit natrium, hvilket resulterer i ”natriumbutik”. Derfor må høj magnesiumaluminiumslegering ikke bruge natriumsaltflux. Metoder til at forhindre "natriumudvikling" inkluderer chlorering, der får natrium til at danne NaCI og udledes i slaggen, tilføje vismut til dannelse af Na2BI og ind i metalmatrixen; Tilføjelse af antimon til dannelse af Na3SB eller tilsætning af sjældne jordarter kan også have den samme effekt.
Redigeret af May Jiang fra Mat Aluminium
Posttid: Aug-08-2024
