Vask
Kui alumiinium-vahisulami alumiiniumirikas osa on 548, on vase maksimaalne lahustuvus alumiiniumist 5,65%. Kui temperatuur langeb 302 -ni, on vase lahustuvus 0,45%. Vask on oluline sulami element ja sellel on teatud tahke lahuse tugevdamise efekt. Lisaks on vananemisega sadestunud Cual2 ilmselge vananemise tugevdamise mõju. Alumiiniumisulamite vasesisaldus on tavaliselt vahemikus 2,5–5% ja tugevdav efekt on parim, kui vase sisaldus on vahemikus 4–6,8%, seega on enamiku duramiinisulamite vasesisaldus selles vahemikus. Alumiinium-vasksulamid võivad sisaldada vähem räni, magneesiumi, mangaani, kroomi, tsinki, rauda ja muid elemente.
Räni
Kui Al-SI sulamisüsteemi alumiiniumirikka osa eutektiline temperatuur on 577, on räni maksimaalne lahustuvus tahkes lahuses 1,65%. Ehkki lahustuvus väheneb temperatuuri vähenemisega, ei saa neid sulameid kuumtöötlusega üldiselt tugevdada. Alumiinium-Siliconi sulamil on suurepärased valamisomadused ja korrosioonikindlus. Kui alumiiniumile lisatakse samal ajal magneesiumi ja räni, moodustades alumiinium-magnesiumi-siliconi sulami, on tugevnemisfaas MGSI. Magneesiumi ja räni massisuhe on 1,73: 1. Al-Mg-Si sulami koostise kujundamisel konfigureeritakse magneesiumi ja räni sisu selles maatriksis. Mõne Al-Mg-Si sulamite tugevuse parandamiseks lisatakse sobiv kogus vaske ja vase kahjuliku mõju korvamiseks korrosioonikindlusele lisatakse sobiv kogus kroomi.
Mg2SI maksimaalne lahustuvus alumiiniumist Al-MG2SI sulamisüsteemi tasakaalufaasi diagrammi alumiiniumirikkas osas on 1,85%ja temperatuuri vähenemisel on aeglustus väike. Deformeerunud alumiiniumisulamites on ainult räni lisamine alumiiniumile piiratud keevitusmaterjalidega ja ka räni lisamisel alumiiniumile on teatav tugevdav efekt.
Magneesium
Ehkki lahustuvuse kõver näitab, et temperatuuri vähenedes väheneb magneesiumi lahustuvus alumiiniumis, on enamiku tööstuslike deformeerunud alumiiniumsulamite magneesiumi sisaldus alla 6%. Ränisisaldus on samuti madal. Seda tüüpi sulamit ei saa kuumtöötlusega tugevdada, kuid sellel on hea keevitatavus, hea korrosioonikindlus ja keskmine tugevus. Alumiiniumi tugevdamine magneesiumi abil on ilmne. Iga magneesiumi 1% suurenemise korral suureneb tõmbetugevus umbes 34MPa. Kui lisatakse vähem kui 1% mangaani, võib tugevdavat efekti täiendada. Seetõttu võib mangaani lisamine vähendada magneesiumi sisaldust ja vähendada kuuma pragunemise kalduvust. Lisaks võib mangaan ühtlaselt sadestada ka MG5AL8 ühendeid, parandades korrosioonikindlust ja keevituste jõudlust.
Mangaan
Kui Al-Mn sulamisüsteemi tasase tasakaalufaasi diagrammi eutektiline temperatuur on 658, on mangaani maksimaalne lahustuvus tahkes lahuses 1,82%. Sulami tugevus suureneb lahustuvuse suurenemisega. Kui mangaani sisu on 0,8%, saavutab pikenemine maksimaalse väärtuse. Al-Mn sulam on mitte-vananemissulam, see tähendab, et seda ei saa kuumtöötlusega tugevdada. Mangaanid võivad takistada alumiiniumsulamite ümberkristallimisprotsessi, suurendada ümberkristallimise temperatuuri ja täpsustada oluliselt ümberkristalliseeritud terasid. REBLYSTALLIGITED TERUD REKTIIVIDE KOHTA on peamiselt tingitud asjaolust, et mnal6 ühendite hajutatud osakesed takistavad ümberkristalliseeritud terade kasvu. Mnal6 teine funktsioon on lahutada ebapuhtaaegne raua moodustamine (Fe, Mn) Al6, vähendades raua kahjulikke mõjusid. Mangaan on alumiiniumisulamites oluline element. Seda saab lisada üksi, et moodustada al-Mn binaarne sulam. Sagedamini lisatakse see koos teiste legeerivate elementidega. Seetõttu sisaldavad enamik alumiiniumist sulameid mangaani.
Tsink
Tsingi lahustuvus alumiiniumis on 31,6% juures 275-l Al-ZN-sulamisüsteemi tasakaalufaasi diagrammi alumiiniumirikkas osas, samas kui selle lahustuvus langeb 5,6% -ni 125-aastaselt. Ainuüksi tsingi lisamisel alumiiniumile on väga piiratud paranemine väga piiratud. Alumiiniumsulami tugevus deformatsioonitingimustes. Samal ajal on kalduvus stressi korrosiooni pragunemiseks, piirates sellega selle kasutamist. Tsingi ja magneesiumi lisamine alumiiniumile moodustab samal ajal tugevdava faasi mg/zn2, millel on sulamist märkimisväärselt tugevdav mõju. Kui Mg/Zn2 sisaldus suureneb 0,5% -lt 12% -ni, saab tõmbetugevust ja voolavuse tugevust märkimisväärselt suureneda. Superhardi alumiiniumsulamites, kus magneesiumi sisaldus ületab Mg/Zn2 faasi moodustamiseks vajaliku koguse, kui tsingi ja magneesiumi suhet kontrollitakse umbes 2,7 juures, on stressi korrosiooni pragunemiskindlus suurim. Näiteks moodustab vaskelemendi lisamine al-Zn-Mg-le Al-Zn-Mg-Cu seeria sulam. Aluse tugevdamise efekt on kõigi alumiiniumisulamite seas suurim. See on ka oluline alumiiniumsulami materjal lennunduse, lennunduse tööstuses ja elektritööstuses.
Raud ja räni
Raud lisatakse algeerivate elementidena Al-Cu-Mg-Ni-FE seeria sepistatud alumiiniumsulamites ning lisatakse räni, kui legeerivad elemendid Al-Mg-SI seeria sepistatud alumiiniumist ja Al-SI seeria keevitusvardades ja alumiinium-silicon castides sulamid. Alumiiniumisulamites on räni ja raud tavalised lisandielemendid, millel on märkimisväärne mõju sulami omadustele. Need eksisteerivad peamiselt FECL3 ja tasuta ränina. Kui räni on suurem kui raud, moodustub β-Fesial3 (või Fe2SI2AL9) faas ja kui raud on suurem kui räni, moodustub α-Fe2Sial8 (või Fe3SI2AL12). Kui raua ja räni suhe on vale, põhjustab see valamise pragusid. Kui valatud alumiiniumi rauasisaldus on liiga kõrge, muutub valamine hapraks.
Titaan ja boor
Titaan on alumiiniumsulamites tavaliselt kasutatav lisand, mis on lisatud Al-Ti või Al-Ti-B meistrisulami kujul. Titaan ja alumiinium moodustavad Tial2 faasi, mis saab kristalliseerumise ajal mitte spontaanseks südamikuks ja mängib rolli valamisstruktuuri ja keevisõmbluse struktuuri viimistlemisel. Kui Al-Ti sulamid läbivad paketireaktsiooni, on titaani kriitiline sisaldus umbes 0,15%. Kui boor on olemas, on aeglustumine nii väike kui 0,01%.
Kroom
Kroom on tavaline aditiivne element Al-MG-SI seeria, Al-MG-ZN-seeria ja Al-MG seeria sulamites. 600 ° C juures on kroomi lahustuvus alumiiniumist 0,8%ja see on põhimõtteliselt lahutamatu toatemperatuuril. Kroom moodustab alumiiniumist selliseid metallidevahelisi ühendeid nagu (CRFE) Al7 ja (CRMN) Al12, mis takistab ümberkristalliseerumise tuuma ja kasvuprotsessi ning millel on sulamile teatav tugevdav mõju. See võib parandada ka sulami sitkust ja vähendada vastuvõtlikkust stressi korrosiooni pragunemisele.
Kuid sait suurendab tundlikkust, muutes anodeeritud kile kollaseks. Alumiiniumsulamitele lisatud kroomi kogus ei ületa üldiselt 0,35%ja väheneb üleminekuelementide suurenemisega sulamis.
Strontsium
Strontsium on pinnaaktiivne element, mis võib muuta metallidevaheliste ühendfaaside käitumist kristallograafiliselt. Seetõttu võib strontsiumielemendiga töötlemine parandada sulami plastilist töödelda ja lõpptoote kvaliteeti. Pika efektiivse muutmise aja, hea efekti ja reprodutseeritavuse tõttu on Strontsium viimastel aastatel asendanud naatriumi kasutamise Al-Si valamissulamites. Kui lisada 0,015%~ 0,03%strontsiumi alumiiniumisulamile ekstrusiooni jaoks, muudab β-fal-faasi valuplokis α-fal-faasi faasi, vähendades valuploki homogeniseerimisaega 60%~ 70%, parandades mehaanilisi omadusi ja materjalide plastilist töötletavust; toodete pinna kareduse parandamine.
High-Siliconi (10%~ 13%) deformeerunud alumiiniumsulamite puhul võib 0,02%~ 0,07%strontsiumielemendi lisamine primaarsed kristallid vähendada miinimumini ja ka mehaanilised omadused paranevad märkimisväärselt. Tõmbetugevus бB suureneb 233MPa -lt 236MPa -ni ja saagikuse tugevus б0,2 suurenes 204MPa -lt 210MPa -ni ja pikenemine б5 suurenes 9% -lt 12% -ni. Strontsiumi lisamine hüpereutektilisele Al-Si sulamile võib vähendada primaarsete räniosakeste suurust, parandada plasti töötlemise omadusi ja võimaldada siledat kuuma ja külma veeremist.
Tsirkoonium
Tsirkoonium on ka alumiiniumist sulamites tavaline lisand. Üldiselt on alumiiniumsulamitele lisatud summa 0,1%~ 0,3%. Tsirkoonium ja alumiinium moodustavad Zral3 ühendid, mis võivad takistada ümberkristallimisprotsessi ja täpsustada ümberkristalliseeritud terasid. Tsirkoonium võib ka valamisstruktuuri täpsustada, kuid efekt on väiksem kui titaan. Tsirkooniumi olemasolu vähendab titaani ja boori terade viimistlevat toimet. Al-Zn-Mg-Cu sulamites, kuna tsirkooniumil on tundlikkusele väiksem mõju kui kroomi ja mangaani, on asjakohane kasutada krüstalliseeritud struktuuri täpsustamiseks kroomi ja mangaani asemel tsirkooniumi.
Haruldaste muldmetallide elemendid
Alumiiniumisulamitele lisatakse haruldaste muldmetallide elemente, et suurendada komponentide superjahutamist alumiiniumsulami valamise ajal, rafineerida terad, vähendada sekundaarset kristallide vahekaugust, vähendada sulalis olevaid gaase ja lisandusi ning kipuvad inklusioonifaasi sfääristama. See võib vähendada ka sula pindpinevust, suurendada voolavust ja hõlbustada valamist valuplokkideks, millel on märkimisväärne mõju protsessi jõudlusele. Parem on lisada mitmesuguseid haruldaseid muldmetappe koguses umbes 0,1%. Segatud haruldaste muldmetallide lisamine (segatud LA-CE-PR-ND jne) vähendab vananeva g? P-tsooni moodustumise kriitilist temperatuuri Al-0,65%Mg-0,61%SI sulamist. Magneesiumi sisaldavad alumiiniumist sulamid võivad stimuleerida haruldaste muldmetallide metamorfismi.
Lisand
Vanaadium moodustab alumiiniumsulamites valivse tulekindla ühendi, mis mängib rolli terade rafineerimisel sulamis- ja valamisprotsessi ajal, kuid selle roll on väiksem kui titaan ja tsirkoonium. Vanadiumil on ka ümberkristalliseeritud struktuuri viimistlemine ja ümberkristallimise temperatuuri suurendamine.
Kaltsiumi tahke lahustuvus alumiiniumsulamites on äärmiselt madal ja see moodustab alumiiniumiga CAAL4 ühendi. Kaltsium on alumiiniumsulamite superplastiline element. Ligikaudu 5% kaltsiumi ja 5% mangaaniga alumiiniumsulamil on superplastilisus. Kaltsiumi ja räni moodustavad casi, mis on alumiiniumist lahustumatu. Kuna räni tahke lahuse kogus väheneb, saab tööstusliku puhta alumiiniumi elektrijuhtivuse pisut parandada. Kaltsium võib parandada alumiiniumsulamite lõikamist. CASI2 ei saa tugevdada alumiiniumi sulameid kuumtöötluse kaudu. Kaltsiumi jäljelised kogused on abiks sulami alumiiniumist vesiniku eemaldamisel.
Plii-, tina- ja vismutielemendid on madala sulamistemperatuuriga metallid. Nende kindel lahustuvus alumiiniumist on väike, mis vähendab sulami tugevust pisut, kuid võib parandada lõike jõudlust. Vismut laieneb tahkestamise ajal, mis on kasulik söötmiseks. Bismuudi lisamine suurele magneesiumisulamitele võib vältida naatriumi omaksvõtmist.
Antimonit kasutatakse peamiselt modifikaatorina valatud alumiiniumsulamites ja seda kasutatakse harva deformeerunud alumiiniumsulamites. Asendage naatriumi omastamise vältimiseks ainult al-Mg deformeerunud alumiiniumsulamist. Mõnedele Al-Zn-MG-CU sulamitele lisatakse antimonite element, et parandada kuumade pressimise ja külmade pressimisprotsesside jõudlust.
Berüllium võib parandada oksiidkile struktuuri deformeerunud alumiiniumsulamites ning vähendada põletamise ja valamise ajal põletava kadu ja lisamisi. Berüllium on toksiline element, mis võib põhjustada inimestel allergilist mürgistust. Seetõttu ei saa berülliumi sisaldada alumiiniumisulamites, mis puutuvad kokku toidu ja jookidega. Berülliumi sisaldust keevitusmaterjalides kontrollitakse tavaliselt alla 8 μg/ml. Berülliumi sisaldust peaksid kontrollima ka keevitussubstraatidena kasutatavaid alumiiniumisulameid.
Naatrium on alumiiniumist peaaegu lahustumatu ja maksimaalne tahke lahustuvus on alla 0,0025%. Naatriumi sulamistemperatuur on madal (97,8 ℃), kui sulamis on naatrium, adsorbeeritakse seda tahkestamise ajal dendriidi pinnal või terapiiril, kuuma töötlemise ajal moodustab viljapunkti naatrium vedela adsorptsioonikihi, vedelat adsorptsioonikihit, mille tulemuseks on rabe pragunemine, Naalsi ühendite moodustumine, vaba naatriumi pole olemas ega tekita naatriumi rabedat.
Kui magneesiumi sisaldus ületab 2%, võtab magneesium ära räni ja sadestab vaba naatriumi, mille tulemuseks on “naatriumitõrje”. Seetõttu ei ole kõrge magneesiumi alumiiniumist sulamil lubatud kasutada naatriumisoola voogu. Naatriumi omastamise vältimise meetodid hõlmavad kloorimist, mis põhjustab naatriumi moodustumist NaCl ja lastakse räbu, lisades vismut Na2BI moodustamiseks ja metalli maatriksisse sisenemiseks; Antimonite lisamine Na3SB moodustamiseks või haruldaste muldmetallide lisamisel võib samuti olla sama mõju.
Toimetanud May Jiang Mat Alumiiniumist
Postiaeg: 08.-10-2024
