Huit éléments métalliques majeurs qui affectent les performances des alliages d'aluminium
Les huit principaux éléments qui affectent les propriétés de l'alliage d'aluminium sont : le vanadium, le calcium, le plomb, l'étain, le bismuth, l'antimoine, le béryllium et le sodium et d'autres éléments métalliques, en raison des différentes utilisations de la bobine d'aluminium finie dans le processus de traitement, ces éléments d'impureté dus aux différents points de fusion, aux différentes structures et composés formés par l'aluminium sont également différents, de sorte que l'impact sur les propriétés de l'alliage d'aluminium est également différent.
1. Éléments métalliques : l'influence des éléments cuivrés
Le cuivre est un élément d'alliage important, qui possède un certain effet de renforcement de la solution, et le CuAl2 précipité par vieillissement présente un effet de renforcement significatif. La teneur en cuivre des plaques d'aluminium est généralement comprise entre 2,5 % et 5 %, et l'effet de renforcement est optimal entre 4 % et 6,8 %. La teneur en cuivre des alliages de duralumin dans la plupart des secteurs se situe donc dans cette fourchette.
2. Éléments métalliques : l'influence des éléments de silicium
La solubilité maximale du Mg2Si dans l'aluminium est de 1,85 %, et la décélération est faible avec la diminution de la température.
3. Éléments métalliques : l'influence du magnésium
Le renforcement du magnésium par rapport à l'aluminium est significatif : pour chaque augmentation de 1 % de magnésium, la résistance à la traction augmente d'environ 34 MPa. Un ajout de moins de 1 % de manganèse peut accroître l'effet de renforcement. Par conséquent, l'ajout de manganèse permet de réduire la teneur en magnésium et, par conséquent, de limiter la tendance à la fissuration à chaud. Il permet également une précipitation uniforme du composé Mg5Al8, améliorant ainsi la résistance à la corrosion et la fonction de soudage.
4. Éléments métalliques : l'influence des éléments de manganèse
La solubilité maximale du manganèse en solution solide est de 1,82 %. La résistance de l'alliage augmente avec la solubilité, et l'allongement atteint sa valeur maximale lorsque la teneur en manganèse est de 0,8 %. L'alliage Al-Mn est un alliage à durcissement par vieillissement à long terme, c'est-à-dire qu'il ne peut pas être renforcé par traitement thermique.
5. Éléments métalliques : l'influence du zinc
La solubilité du zinc dans l'aluminium est de 31,6 % à 275, tandis que la solubilité du zinc diminue à 5,6 % à 125. Le zinc seul est ajouté à l'aluminium, et la progression de la résistance de l'alliage d'aluminium sous l'hypothèse de la déformation est très limitée, et il existe une fissuration par érosion sous contrainte et une tendance, ce qui limite son application.
6. Éléments métalliques : l'influence du fer et du silicium
Le fer est ajouté comme élément d'alliage dans les alliages d'aluminium forgés Al-Cu-Mg-Ni-Fe, et le silicium dans les électrodes d'aluminium forgé Al-Mg-Si, ainsi que dans les alliages d'aluminium et de silicium forgés Al-Si. On le trouve principalement sous forme de FeCl3 et de silicium libre. Lorsque la teneur en silicium est supérieure à celle du fer, la phase β-FeSiAl3 (ou Fe2Si2Al9) se forme, et lorsque le fer est supérieur à celui du silicium, la phase α-Fe2SiAl8 (ou Fe3Si2Al12) se forme. Un rapport fer/silicium inadéquat peut provoquer des fissures dans les pièces moulées, et une teneur en fer trop élevée dans l'aluminium moulé peut entraîner leur fragilité.
7. Éléments métalliques : l'influence du titane et du bore
Le titane est un élément additif couramment utilisé dans les alliages d'aluminium, sous forme d'alliages mères Al-Ti ou Al-Ti-B. Le titane et l'aluminium forment la phase TiAl2, qui devient le noyau non spontané lors de la cristallisation et joue un rôle dans l'affinage de la structure de forgeage et de soudure. La teneur critique en titane est d'environ 0,15 % lorsque l'alliage Al-Ti est encapsulé, et la décélération est de seulement 0,01 % en présence de bore.
8. Éléments métalliques : l'influence du chrome et du strontium
Le chrome forme des composés intermétalliques tels que (CrFe)Al7 et (CrMn)Al12 dans les plaques d'aluminium, ce qui entrave la nucléation et la croissance de la recristallisation, renforce l'alliage dans une certaine mesure, améliore sa ténacité et réduit sa sensibilité à la fissuration par érosion sous contrainte. Cependant, le lieu augmente la sensibilité à la trempe, ce qui donne au film anodisé une couleur jaune. L'ajout de chrome dans l'alliage d'aluminium ne dépasse généralement pas 0,35 % et diminue avec l'augmentation des éléments de transition. Le strontium ajoute 0,015 % à 0,03 % de strontium à l'alliage d'aluminium pour l'extrusion, transformant ainsi la phase β-AlFeSi du lingot en phase α-AlFeSi, ce qui réduit le temps moyen de durcissement du lingot de 60 % à 70 %, améliore les fonctions mécaniques et l'aptitude à la transformation plastique du matériau et améliore la rugosité de surface du produit. Pour une haute teneur en silicium (10 % à 13 %)Alliage d'aluminium renforcé : l'ajout de 0,02 % à 0,07 % de strontium permet de réduire la taille initiale des cristaux et d'améliorer significativement la fonction mécanique. La résistance à la traction бb passe de 233 MPa à 236 MPa, la limite d'élasticité б0,2 passe de 204 MPa à 210 MPa et l'allongement б5 passe de 9 % à 12 %. L'ajout de strontium à l'alliage Al-Si supereutectique permet de réduire la taille des particules de silicium cristallin primaire, d'améliorer la plasturgie et de permettre un laminage à chaud et à froid en douceur.
