Οκτώ κύρια μεταλλικά στοιχεία που επηρεάζουν την απόδοση των κραμάτων αλουμινίου

Τα οκτώ κύρια στοιχεία που επηρεάζουν τις ιδιότητες του κράματος αλουμινίου είναι: βανάδιο, ασβέστιο, μόλυβδος, κασσίτερος, βισμούθιο, αντιμόνιο, βηρύλλιο και νάτριο και άλλα μεταλλικά στοιχεία. Λόγω των διαφορετικών χρήσεων του τελικού πηνίου αλουμινίου στη διαδικασία επεξεργασίας, αυτά τα στοιχεία πρόσμειξης λόγω των διαφορετικών σημείων τήξης, των διαφορετικών δομών και των ενώσεων που σχηματίζονται από αλουμίνιο είναι επίσης διαφορετικά, επομένως η επίδραση στις ιδιότητες του κράματος αλουμινίου είναι επίσης διαφορετική.

1. Μεταλλικά στοιχεία: η επίδραση των στοιχείων χαλκού
Ο χαλκός είναι ένα σημαντικό στοιχείο κράματος, το οποίο έχει μια συγκεκριμένη επίδραση ενίσχυσης διαλύματος, και το CuAl2 που καθιζάνει με τη γήρανση έχει σημαντική επίδραση ενίσχυσης γήρανσης. Η περιεκτικότητα σε χαλκό στην πλάκα αλουμινίου είναι συνήθως 2,5%-5% και η επίδραση ενίσχυσης είναι καλύτερη όταν η περιεκτικότητα σε χαλκό είναι 4%~6,8%, επομένως η περιεκτικότητα σε χαλκό του κράματος ντουραλουμίνης στα περισσότερα τμήματα κυμαίνεται σε αυτό το εύρος.

2. Μεταλλικά στοιχεία: η επίδραση των στοιχείων πυριτίου
Η μέγιστη διαλυτότητα του Mg2Si στο αλουμίνιο είναι 1,85% και η επιβράδυνση είναι μικρή με τη μείωση της θερμοκρασίας.

3. Μεταλλικά στοιχεία: η επίδραση του μαγνησίου
Η ενίσχυση του μαγνησίου σε αλουμίνιο είναι σημαντική και για κάθε αύξηση 1% στο μαγνήσιο, η αντοχή σε εφελκυσμό αυξάνεται κατά περίπου 34MPa. Εάν προστεθεί λιγότερο από 1% μαγγάνιο, μπορεί να αυξηθεί η ενισχυτική δράση. Επομένως, η προσθήκη μαγγανίου μπορεί να μειώσει την περιεκτικότητα σε μαγνήσιο και ταυτόχρονα να μειώσει την τάση για θερμή ρωγμάτωση, ενώ το μαγγάνιο μπορεί επίσης να προκαλέσει ομοιόμορφη καθίζηση της ένωσης Mg5Al8, βελτιώνοντας την αντοχή στη διάβρωση και τη λειτουργία συγκόλλησης.

4. Μεταλλικά στοιχεία: η επίδραση των στοιχείων μαγγανίου
Η μέγιστη διαλυτότητα του μαγγανίου σε στερεά διαλύματα είναι 1,82%. Η αντοχή του κράματος αυξάνεται με την αύξηση της διαλυτότητας και η επιμήκυνση φτάνει στη μέγιστη τιμή όταν η περιεκτικότητα σε μαγγάνιο είναι 0,8%. Το κράμα Al-Mn είναι ένα κράμα που σκληραίνει μακροπρόθεσμα με την πάροδο του χρόνου, δηλαδή δεν μπορεί να ενισχυθεί με θερμική επεξεργασία.

5. Μεταλλικά στοιχεία: η επίδραση του ψευδαργύρου
Η διαλυτότητα του ψευδαργύρου στο αλουμίνιο είναι 31,6% στους 275°C, ενώ η διαλυτότητα του ψευδαργύρου μειώνεται στο 5,6% στους 125°C. Μόνο ο ψευδάργυρος προστίθεται στο αλουμίνιο και η πρόοδος της αντοχής του κράματος αλουμινίου υπό την προϋπόθεση της παραμόρφωσης είναι πολύ περιορισμένη και υπάρχει ρωγμή και τάση διάβρωσης λόγω τάσης, γεγονός που περιορίζει την εφαρμογή του.

6. Μεταλλικά στοιχεία: η επίδραση του σιδήρου και του πυριτίου
Ο σίδηρος προστίθεται ως στοιχείο κράματος σε σφυρήλατα κράματα αλουμινίου Al-Cu-Mg-Ni-Fe, πυρίτιο σε σφυρήλατα ηλεκτρόδια αλουμινίου και Al-Si Al-Mg-Si και σφυρήλατα κράματα αλουμινίου-πυριτίου. Βρίσκονται κυρίως με τη μορφή FeCl3 και ελεύθερου πυριτίου. Όταν το πυρίτιο είναι μεγαλύτερο από το σίδηρο, σχηματίζεται η φάση β-FeSiAl3 (ή Fe2Si2Al9), και όταν ο σίδηρος είναι μεγαλύτερος από το πυρίτιο, σχηματίζεται α-Fe2SiAl8 (ή Fe3Si2Al12). Όταν η αναλογία σιδήρου και πυριτίου δεν είναι σωστή, θα προκληθούν ρωγμές στα χυτά, και όταν η περιεκτικότητα σε σίδηρο στο χυτό αλουμίνιο είναι πολύ υψηλή, θα προκληθεί ευθραυστότητα στα χυτά.

7. Μεταλλικά στοιχεία: η επίδραση του τιτανίου και του βορίου
Το τιτάνιο είναι ένα συνήθως χρησιμοποιούμενο πρόσθετο στοιχείο σε κράματα αλουμινίου, το οποίο προστίθεται με τη μορφή κραμάτων Al-Ti ή Al-Ti-B. Το τιτάνιο και το αλουμίνιο σχηματίζουν τη φάση TiAl2, η οποία γίνεται ο μη αυθόρμητος πυρήνας κατά την κρυστάλλωση και παίζει ρόλο στη βελτίωση της δομής σφυρηλάτησης και της δομής συγκόλλησης. Η κρίσιμη περιεκτικότητα σε τιτάνιο είναι περίπου 0,15% όταν το κράμα Al-Ti είναι ενθυλακωμένο και η επιβράδυνση είναι τόσο μικρή όσο 0,01% εάν υπάρχει βόριο.

8. Μεταλλικά στοιχεία: η επίδραση του χρωμίου και του στροντίου
Το χρώμιο σχηματίζει μεσομεταλλικές ενώσεις όπως (CrFe)Al7 και (CrMn)Al12 σε πλάκες αλουμινίου, οι οποίες εμποδίζουν τη διαδικασία πυρήνωσης και ανάπτυξης της ανακρυστάλλωσης, ενισχύουν το κράμα σε κάποιο βαθμό και μπορούν επίσης να βελτιώσουν την ανθεκτικότητα του κράματος και να μειώσουν την ευαισθησία σε ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω τάσης. Ωστόσο, ο χώρος αυξάνει την ευαισθησία απόσβεσης, έτσι ώστε η ανοδιωμένη μεμβράνη να είναι κίτρινη, η προσθήκη χρωμίου στο κράμα αλουμινίου γενικά δεν είναι μεγαλύτερη από 0,35% και μειώνεται με την αύξηση των στοιχείων μετάβασης στο κράμα. Το στρόντιο προσθέτει 0,015%~0,03% στρόντιο στο κράμα αλουμινίου για εξώθηση, έτσι ώστε η φάση β-AlFeSi στο πλινθώμα να γίνει η φάση α-AlFeSi του κινεζικού χαρακτήρα, η οποία μειώνει τον μέσο χρόνο του πλινθώματος κατά 60%~70% και βελτιώνει τη μηχανική λειτουργία και την πλαστική επεξεργασιμότητα του υλικού. Βελτιώνει την τραχύτητα της επιφάνειας του προϊόντος. Για υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο (10%~13%) αποκόλληση.Σε κράμα αλουμινίου με σκληρυμένο υλικό, η προσθήκη στροντίου σε αναλογία 0,02%~0,07% μπορεί να μειώσει τον αρχικό κρύσταλλο στο ελάχιστο και η μηχανική λειτουργία βελτιώνεται επίσης σημαντικά, η αντοχή σε εφελκυσμό βb βελτιώνεται από 233MPa σε 236MPa, το όριο διαρροής β0,2 αυξάνεται από 204MPa σε 210MPa και η επιμήκυνση β5 αυξάνεται από 9% σε 12%. Η προσθήκη στροντίου στο υπερευτηκτικό κράμα Al-Si μπορεί να μειώσει το μέγεθος των πρωτογενών κρυσταλλικών σωματιδίων πυριτίου, να βελτιώσει τη λειτουργία επεξεργασίας πλαστικών και να επιτρέψει την ομαλή θερμή και ψυχρή έλαση.