Мед
Когато богатата на алуминий част от сплавта на алуминиево-мек е 548, максималната разтворимост на медта в алуминий е 5,65%. Когато температурата спадне до 302, разтворимостта на медта е 0,45%. Медта е важен сплав елемент и има определен ефект на укрепване на твърдия разтвор. В допълнение, Cual2, утаен от стареене, има очевиден укрепващ ефект на стареене. Съдържанието на мед в алуминиевите сплави обикновено е между 2,5% и 5%, а засилващият се ефект е най -добър, когато съдържанието на мед е между 4% и 6,8%, така че съдържанието на мед в повечето сплави от Duralumin е в този диапазон. Алуминиевите сплави могат да съдържат по-малко силиций, магнезий, манган, хром, цинк, желязо и други елементи.
Силиций
Когато богатата на алуминий част от Al-Si Alloy System има евтектична температура 577, максималната разтворимост на силиций в твърдия разтвор е 1,65%. Въпреки че разтворимостта намалява с намаляваща температура, тези сплави обикновено не могат да бъдат засилени чрез топлинна обработка. Алуминиевата сплав има отлични свойства на леене и устойчивост на корозия. Ако магнезият и силиций се добавят към алуминий едновременно, за да се образува алуминиева магнезиево-силиконова сплав, фазата на укрепване е MGSI. Съотношението на масата на магнезий към силиций е 1,73: 1. При проектирането на състава на сплав Al-Mg-Si, съдържанието на магнезий и силиций се конфигурира в това съотношение на матрицата. За да се подобри силата на някои сплави Al-Mg-Si, се добавя подходящо количество мед и се добавя подходящо количество хром за компенсиране на неблагоприятните ефекти на медта върху устойчивостта на корозия.
Максималната разтворимост на MG2SI в алуминий в богатата на алуминий част от равновесната фазова диаграма на Al-MG2SI сплавната система е 1,85%, а забавянето е малко, тъй като температурата намалява. При деформирани алуминиеви сплави, добавянето само на силиций към алуминий е ограничено до заваръчни материали, а добавянето на силиций към алуминий също има определен укрепващ ефект.
Магнезий
Въпреки че кривата на разтворимост показва, че разтворимостта на магнезий в алуминий значително намалява с намаляването на температурата, съдържанието на магнезий в повечето промишлени деформирани алуминиеви сплави е по -малко от 6%. Съдържанието на силиций също е ниско. Този тип сплав не може да бъде засилен от топлинната обработка, но има добра заваряемост, добра устойчивост на корозия и средна якост. Укрепването на алуминия от магнезий е очевидно. За всеки 1% увеличение на магнезия якостта на опън се увеличава с приблизително 34MPa. Ако се добави по -малко от 1% манган, укрепващият ефект може да бъде допълнен. Следователно добавянето на манган може да намали съдържанието на магнезий и да намали тенденцията на горещо напукване. В допълнение, манганът може също така равномерно да утаи MG5AL8 съединения, подобрявайки корозионната устойчивост и характеристиката на заваряване.
Манган
Когато евтектичната температура на фазовата диаграма на плоско равновесие на AL-MN сплавната система е 658, максималната разтворимост на манган в твърдия разтвор е 1,82%. Силата на сплавта се увеличава с увеличаването на разтворимостта. Когато съдържанието на манган е 0,8%, удължението достига максималната стойност. AL-MN сплавта е сплав не втвърдяване, тоест не може да се засили чрез топлинна обработка. Манганът може да предотврати процеса на прекристализация на алуминиевите сплави, да повиши температурата на прекристализация и значително да усъвършенства прекристализираните зърна. Усъвършенстването на прекристализираните зърна се дължи главно на факта, че диспергираните частици на MnAl6 съединения пречат на растежа на прекристализираните зърна. Друга функция на MnAl6 е да се разтваря желязото на примесите до образуване на (Fe, Mn) AL6, намаляване на вредните ефекти на желязото. Манганът е важен елемент в алуминиевите сплави. Може да се добави самостоятелно, за да се образува бинарна сплав AL-MN. По -често се добавя заедно с други легиращи елементи. Следователно повечето алуминиеви сплави съдържат манган.
Цинк
Разтворимостта на цинк в алуминий е 31,6% при 275 в богатата на алуминий част от равновесната фазова диаграма на Al-Zn сплавната система, докато неговата разтворимост пада до 5,6% при 125. Добавяйки само цинк към алуминий има много ограничено подобрение в Силата на алуминиевата сплав при условия на деформация. В същото време има тенденция за напукване на корозия на стреса, като по този начин се ограничава приложението му. Добавянето на цинк и магнезий към алуминий едновременно образува фазата на укрепване Mg/Zn2, която има значителен укрепващ ефект върху сплавта. Когато съдържанието на MG/Zn2 се увеличи от 0,5% на 12%, якостта на опън и якостта на добив могат да бъдат значително увеличени. В свръхсърбарските алуминиеви сплави, където съдържанието на магнезий надвишава необходимото количество за образуване на фаза Mg/Zn2, когато съотношението на цинк към магнезий се контролира при около 2,7, устойчивостта на разрушаване на корозията на напрежението е най -голямо. Например, добавянето на меден елемент към Al-Zn-Mg образува сплав от серия Al-Zn-Mg-Cu. Основният укрепващ ефект е най -големият сред всички алуминиеви сплави. Освен това е важен материал за алуминиева сплав в аерокосмическата, авиационната индустрия и електроенергийната промишленост.
Желязо и силиций
Желязото се добавя като легиращи елементи в серията Al-Cu-Mg-Ni-Fe серия алуминиеви сплави, а силиций се добавя като легиращи елементи в алуминия от серия Al-Mg-Si и в заваръчни пръти от серия Al-Si и алуминий-силикон леене сплави. В основните алуминиеви сплави, силиций и желязо са общи елементи на примеси, които оказват значително влияние върху свойствата на сплавта. Те съществуват главно като FECL3 и свободен силиций. Когато силиций е по-голям от желязото, се образува фаза β-фезиално3 (или Fe2Si2al9) и когато желязото е по-голямо от силиций, се образува α-Fe2Sial8 (или Fe3Si2Al12). Когато съотношението на желязо и силиций е неправилно, това ще доведе до пукнатини в леенето. Когато съдържанието на желязо в алуминия за отливане е твърде високо, кастингът ще стане крехък.
Титан и Борон
Титанът е често използван адитивен елемент в алуминиеви сплави, добавен под формата на главна сплав Al-Ti или Al-Ti-B. Титанът и алуминият образуват фазата на Tial2, която се превръща в не спонтанно ядро по време на кристализация и играе роля за усъвършенстване на структурата на леене и заваръчната структура. Когато сплавите на Al-Ti претърпят пакетна реакция, критичното съдържание на титан е около 0,15%. Ако Boron присъства, забавянето е малко от 0,01%.
Хром
Chromium е често срещан адитивен елемент в серията Al-Mg-Si, серията AL-MG-ZN и сплавите от серия AL-MG. При 600 ° С разтворимостта на хрома в алуминий е 0,8%и по принцип е неразтворима при стайна температура. Хромът образува интерметални съединения като (CRFE) AL7 и (CRMN) AL12 в алуминий, което пречи на процеса на нуклеиране и растеж на прекристализация и има определен укрепващ ефект върху сплавта. Той може също да подобри здравината на сплавта и да намали чувствителността към напукване на корозия на стреса.
Сайтът обаче увеличава чувствителността към гасене, което прави анодизирания филм жълт. Количеството на хрома, добавено към алуминиевите сплави, обикновено не надвишава 0,35%и намалява с увеличаването на преходните елементи в сплавта.
Стронций
Strontium е повърхностно активен елемент, който може да промени поведението на фазите на интерметалните съединения кристалографски. Следователно, лечението с модификация с стронциев елемент може да подобри пластмасовата обработка на сплавта и качеството на крайния продукт. Поради дълго ефективното си време за модификация, добър ефект и възпроизводимост, Strontium замени използването на натрий в леящите сплави Al-Si през последните години. Добавянето на 0,015%~ 0,03%стронций към алуминиевата сплав за екструзия превръща фазата на β-алфези във фазата на α-алфези, като намалява времето за хомогенизиране на слита с 60%~ 70%, подобрявайки механичните свойства и пластичната обработваемост на материалите; подобряване на повърхностната грапавост на продуктите.
За високосиликонни (10%~ 13%) деформирани алуминиеви сплави, добавянето на 0,02%~ 0,07%стронциев елемент може да намали първичните кристали до минимум, а механичните свойства също се подобряват значително. Якостта на опън BB се увеличава от 233MPa до 236MPa, а якостта на добив b0,2 се увеличава от 204MPa до 210MPa, а удължението b5 се увеличава от 9% на 12%. Добавянето на стронций към хиперетектичната сплав Al-Si може да намали размера на първичните силиконови частици, да подобри свойствата на пластмасовата обработка и да даде възможност за гладко горещо и студено валцуване.
Цирконий
Цирконият също е често срещана добавка в алуминиеви сплави. По принцип количеството, добавено към алуминиеви сплави, е 0,1%~ 0,3%. Цирконий и алуминий образуват съединения Zral3, които могат да попречат на процеса на прекристализация и да усъвършенства рекристализираните зърна. Цирконий също може да прецизира структурата на леене, но ефектът е по -малък от титан. Наличието на цирконий ще намали ефекта на рафиниране на зърното на титан и бор. При сплави Al-Zn-Mg-Cu, тъй като цирконият има по-малък ефект върху чувствителността към гасене от хрома и манган, е подходящо да се използва цирконий вместо хром и манган, за да се усъвършенства прекристализираната структура.
Редки земни елементи
Редки земни елементи се добавят към алуминиеви сплави за увеличаване на компонентното преохлаждане по време на леене на алуминиеви сплави, усъвършенстване на зърна, намаляване на вторичното разстояние на кристалите, намаляване на газовете и включванията в сплавта и са склонни да сфероидират фазата на включване. Той може също да намали повърхностното напрежение на стопилката, да увеличи плавността и да улесни леенето в блокове, което оказва значително влияние върху работата на процеса. По -добре е да добавите различни редки земи в количество около 0,1%. Добавянето на смесени редки земи (смесени LA-CE-PR-ND и др.) Намалява критичната температура за образуването на стареене G? P зона в Al-0,65%mg-0,61%SI сплав. Алуминиевите сплави, съдържащи магнезий, могат да стимулират метаморфизма на редките земни елементи.
Примеси
Ванадий образува Val11 огнеупорно съединение в алуминиеви сплави, което играе роля за рафиниране на зърна по време на процеса на топене и леене, но ролята му е по -малка от тази на титан и цирконий. Ванадий също има ефект от усъвършенстване на прекристализираната структура и повишаване на температурата на прекристализация.
Твърдата разтворимост на калций в алуминиеви сплави е изключително ниска и образува CAAL4 съединение с алуминий. Калцият е суперпластичен елемент от алуминиеви сплави. Алуминиевата сплав с приблизително 5% калций и 5% манган има свръхпластичност. Калций и силиций образуват CASI, който е неразтворим в алуминий. Тъй като плътното разтвор на силиций е намалено, електрическата проводимост на промишления чист алуминий може да бъде леко подобрена. Калцият може да подобри ефективността на рязане на алуминиеви сплави. CASI2 не може да засили алуминиевите сплави чрез топлинна обработка. Следителните количества калций са полезни за отстраняване на водород от разтопен алуминий.
Елементите на олово, калай и бисмут са метали с ниска точка на топене. Тяхната твърда разтворимост в алуминий е малка, което леко намалява силата на сплавта, но може да подобри показателите на рязане. Бисмут се разширява по време на втвърдяване, което е полезно за храненето. Добавянето на бисмут към високи магнезиеви сплави може да предотврати натриевото натриево премахване.
Антимонът се използва главно като модификатор в отливателните алуминиеви сплави и рядко се използва в деформирани алуминиеви сплави. Заменете само бисмут в алуминиева сплав, деформирана от AL-MG, за да се предотврати натриевото галерство. Антимонният елемент се добавя към някои сплави AL-ZN-MG-CU, за да се подобри работата на горещо пресоване и студено пресоване на процесите.
Берилиумът може да подобри структурата на оксидния филм в деформирани алуминиеви сплави и да намали загубата на изгаряне и включванията по време на топене и леене. Берилиумът е токсичен елемент, който може да причини алергично отравяне при хора. Следователно берилиумът не може да се съдържа в алуминиеви сплави, които влизат в контакт с храна и напитки. Съдържанието на берилий в заваръчни материали обикновено се контролира под 8 μg/ml. Алуминиевите сплави, използвани като заваръчни субстрати, също трябва да контролират съдържанието на берилий.
Натрият е почти неразтворим в алуминий, а максималната твърда разтворимост е по -малка от 0,0025%. Точката на топене на натрий е ниска (97,8 ℃), когато натрият присъства в сплавта, той се адсорбира върху повърхността на дендрит или границата на зърното по време на втвърдяване, по време на гореща обработка натрият върху границата на зърното образува течен адсорбционен слой, В резултат на това, което води до чупливо напукване, образуването на съединения на Naalsi, не съществува свободен натрий и не произвежда „натриев чуплив“.
Когато съдържанието на магнезий надвишава 2%, магнезият отнема силиций и утаява свободния натрий, което води до „натриев бритълност“. Следователно, алуминиевата сплав с висока магнезиева не се оставя да се използва поток от натриева сол. Методите за предотвратяване на „натриево премахване“ включват хлориране, което причинява натрий да образува NaCl и се изхвърля в шлаката, добавяйки бисмут да образува Na2BI и да навлиза в металната матрица; Добавянето на антимон за образуване на Na3SB или добавянето на редки земи също може да има същия ефект.
Редактиран от май Джианг от Мат Алуминий
Време за публикация: AUG-08-2024
