Koper
Wanneer die aluminiumryke deel van die aluminium-koperlegering 548 is, is die maksimum oplosbaarheid van koper in aluminium 5,65%. Wanneer die temperatuur tot 302 daal, is die oplosbaarheid van koper 0,45%. Koper is 'n belangrike legeringselement en het 'n sekere soliede oplossing versterkende effek. Boonop het die CuAl2 wat deur veroudering gepresipiteer word 'n duidelike verouderingsversterkende effek. Die koperinhoud in aluminiumlegerings is gewoonlik tussen 2,5% en 5%, en die versterkingseffek is die beste wanneer die koperinhoud tussen 4% en 6,8% is, dus is die koperinhoud van die meeste duraluminiumlegerings binne hierdie reeks. Aluminium-koperlegerings kan minder silikon, magnesium, mangaan, chroom, sink, yster en ander elemente bevat.
Silikon
Wanneer die aluminiumryke deel van die Al-Si-legeringstelsel 'n eutektiese temperatuur van 577 het, is die maksimum oplosbaarheid van silikon in die vaste oplossing 1,65%. Alhoewel oplosbaarheid afneem met dalende temperatuur, kan hierdie legerings oor die algemeen nie deur hittebehandeling versterk word nie. Aluminium-silikon legering het uitstekende gieteienskappe en weerstand teen korrosie. As magnesium en silikon terselfdertyd by aluminium gevoeg word om 'n aluminium-magnesium-silikon-legering te vorm, is die versterkingsfase MgSi. Die massaverhouding van magnesium tot silikon is 1,73:1. Wanneer die samestelling van die Al-Mg-Si-legering ontwerp word, word die inhoud van magnesium en silikon in hierdie verhouding op die matriks gekonfigureer. Om die sterkte van sommige Al-Mg-Si-legerings te verbeter, word 'n gepaste hoeveelheid koper bygevoeg, en 'n gepaste hoeveelheid chroom word bygevoeg om die nadelige uitwerking van koper op korrosiebestandheid te verreken.
Die maksimum oplosbaarheid van Mg2Si in aluminium in die aluminiumryke deel van die ewewigsfasediagram van die Al-Mg2Si-legeringstelsel is 1,85%, en die vertraging is klein soos die temperatuur afneem. In vervormde aluminiumlegerings is die byvoeging van silikon alleen tot aluminium beperk tot sweismateriale, en die byvoeging van silikon by aluminium het ook 'n sekere versterkende effek.
Magnesium
Alhoewel die oplosbaarheidskurwe toon dat die oplosbaarheid van magnesium in aluminium baie afneem soos die temperatuur daal, is die magnesiuminhoud in die meeste industriële vervormde aluminiumlegerings minder as 6%. Die silikoninhoud is ook laag. Hierdie tipe legering kan nie deur hittebehandeling versterk word nie, maar het goeie sweisbaarheid, goeie korrosiebestandheid en medium sterkte. Die versterking van aluminium deur magnesium is duidelik. Vir elke 1% toename in magnesium, verhoog die treksterkte met ongeveer 34MPa. Indien minder as 1% mangaan bygevoeg word, kan die versterkende effek aangevul word. Daarom kan die byvoeging van mangaan die magnesiuminhoud verminder en die neiging van warm krake verminder. Daarbenewens kan mangaan ook Mg5Al8-verbindings eenvormig presipiteer, wat korrosiebestandheid en sweiswerkverrigting verbeter.
Mangaan
Wanneer die eutektiese temperatuur van die plat ewewigsfasediagram van die Al-Mn-legeringstelsel 658 is, is die maksimum oplosbaarheid van mangaan in die vaste oplossing 1,82%. Die sterkte van die legering neem toe met die toename in oplosbaarheid. Wanneer die mangaaninhoud 0,8% is, bereik die verlenging die maksimum waarde. Al-Mn-legering is 'n nie-verouderde verhardingslegering, dit wil sê, dit kan nie deur hittebehandeling versterk word nie. Mangaan kan die herkristallisasieproses van aluminiumlegerings voorkom, die herkristallisasietemperatuur verhoog en die herkristalliseerde korrels aansienlik verfyn. Die verfyning van herkristalliseerde korrels is hoofsaaklik te wyte aan die feit dat die verspreide deeltjies van MnAl6-verbindings die groei van herkristalliseerde korrels belemmer. Nog 'n funksie van MnAl6 is om onsuiwer yster op te los om (Fe, Mn)Al6 te vorm, wat die skadelike effekte van yster verminder. Mangaan is 'n belangrike element in aluminiumlegerings. Dit kan alleen bygevoeg word om 'n Al-Mn-binêre legering te vorm. Meer dikwels word dit saam met ander legeringselemente bygevoeg. Daarom bevat die meeste aluminiumlegerings mangaan.
Sink
Die oplosbaarheid van sink in aluminium is 31,6% by 275 in die aluminiumryke deel van die ewewigsfasediagram van die Al-Zn-legeringstelsel, terwyl die oplosbaarheid daarvan daal tot 5,6% by 125. Die toevoeging van sink alleen by aluminium het baie beperkte verbetering in die sterkte van die aluminiumlegering onder vervormingstoestande. Terselfdertyd is daar 'n neiging tot spanningskorrosie-krake, wat die toepassing daarvan beperk. Deur sink en magnesium terselfdertyd by aluminium te voeg, vorm die versterkingsfase Mg/Zn2, wat 'n aansienlike versterkende effek op die legering het. Wanneer die Mg/Zn2-inhoud van 0.5% tot 12% verhoog word, kan die treksterkte en treksterkte aansienlik verhoog word. In superharde aluminiumlegerings waar die magnesiuminhoud die vereiste hoeveelheid oorskry om die Mg/Zn2-fase te vorm, wanneer die verhouding van sink tot magnesium op ongeveer 2.7 beheer word, is die weerstand vir spanningskorrosie-kraking die grootste. Byvoorbeeld, die byvoeging van koperelement by Al-Zn-Mg vorm 'n Al-Zn-Mg-Cu-reekslegering. Die basisversterkingseffek is die grootste onder alle aluminiumlegerings. Dit is ook 'n belangrike aluminiumlegeringsmateriaal in die lugvaart-, lugvaart- en elektriese kragbedryf.
Yster en silikon
Yster word bygevoeg as legeringselemente in Al-Cu-Mg-Ni-Fe-reeks smee-aluminiumlegerings, en silikon word bygevoeg as legeringselemente in Al-Mg-Si-reeks smee-aluminium en in Al-Si-reeks sweisstawe en aluminium-silikon giet legerings. In basis-aluminiumlegerings is silikon en yster algemene onsuiwerheidselemente, wat 'n beduidende impak op die eienskappe van die legering het. Hulle bestaan hoofsaaklik as FeCl3 en vry silikon. Wanneer silikon groter as yster is, word β-FeSiAl3 (of Fe2Si2Al9) fase gevorm, en wanneer yster groter as silikon is, word α-Fe2SiAl8 (of Fe3Si2Al12) gevorm. Wanneer die verhouding van yster en silikon onbehoorlik is, sal dit krake in die gietwerk veroorsaak. Wanneer die ysterinhoud in gegote aluminium te hoog is, sal die gietstuk bros word.
Titaan en boor
Titaan is 'n algemeen gebruikte toevoegingselement in aluminiumlegerings, bygevoeg in die vorm van Al-Ti of Al-Ti-B meesterlegering. Titaan en aluminium vorm die TiAl2-fase, wat tydens kristallisasie 'n nie-spontane kern word en 'n rol speel in die verfyning van die gietstruktuur en sweisstruktuur. Wanneer Al-Ti-legerings 'n pakketreaksie ondergaan, is die kritieke inhoud van titaan ongeveer 0,15%. As boor teenwoordig is, is die verlangsaming so klein as 0,01%.
Chroom
Chroom is 'n algemene toevoegingselement in Al-Mg-Si-reeks, Al-Mg-Zn-reeks en Al-Mg-reeks legerings. By 600°C is die oplosbaarheid van chroom in aluminium 0,8%, en dit is basies onoplosbaar by kamertemperatuur. Chroom vorm intermetaalverbindings soos (CrFe)Al7 en (CrMn)Al12 in aluminium, wat die kernvorming en groeiproses van herkristallisasie belemmer en 'n sekere versterkende effek op die legering het. Dit kan ook die taaiheid van die legering verbeter en die vatbaarheid vir spanningskorrosie-krake verminder.
Die terrein verhoog egter die blussensitiwiteit, wat die geanodiseerde film geel maak. Die hoeveelheid chroom wat by aluminiumlegerings gevoeg word, oorskry gewoonlik nie 0,35% nie, en neem af met die toename van oorgangselemente in die legering.
Strontium
Strontium is 'n oppervlakaktiewe element wat die gedrag van intermetaalverbindingsfases kristallografies kan verander. Daarom kan modifikasiebehandeling met strontiumelement die plastiese werkbaarheid van die legering en die kwaliteit van die finale produk verbeter. As gevolg van sy lang effektiewe wysigingstyd, goeie effek en reproduseerbaarheid, het strontium die gebruik van natrium in Al-Si gietlegerings in onlangse jare vervang. Deur 0,015% ~ 0,03% strontium by die aluminiumlegering vir ekstrusie by te voeg, verander die β-AlFeSi-fase in die staaf in die α-AlFeSi-fase, wat die homogeniseringstyd van die staaf met 60% ~ 70% verminder, wat die meganiese eienskappe en plastiese verwerkbaarheid van materiale verbeter; verbeter die oppervlakruwheid van produkte.
Vir hoë-silikon (10%~13%) vervormde aluminiumlegerings, kan die byvoeging van 0,02%~0,07% strontiumelement primêre kristalle tot 'n minimum verminder, en die meganiese eienskappe word ook aansienlik verbeter. Die treksterkte бb word van 233MPa tot 236MPa verhoog, en die opbrengssterkte б0.2 het van 204MPa tot 210MPa toegeneem, en die verlenging б5 het van 9% tot 12% toegeneem. Die byvoeging van strontium by hipereutektiese Al-Si-legering kan die grootte van primêre silikondeeltjies verminder, plastiekverwerkingseienskappe verbeter en gladde warm- en kouerol moontlik maak.
Sirkonium
Sirkonium is ook 'n algemene toevoeging in aluminiumlegerings. Oor die algemeen is die hoeveelheid wat by aluminiumlegerings gevoeg word 0,1% ~ 0,3%. Sirkonium en aluminium vorm ZrAl3-verbindings, wat die herkristallisasieproses kan belemmer en die herkristalliseerde korrels kan verfyn. Sirkonium kan ook die gietstruktuur verfyn, maar die effek is kleiner as titanium. Die teenwoordigheid van sirkonium sal die graanverfyningseffek van titanium en boor verminder. In Al-Zn-Mg-Cu-legerings, aangesien sirkonium 'n kleiner effek op blussensitiwiteit het as chroom en mangaan, is dit gepas om sirkonium in plaas van chroom en mangaan te gebruik om die herkristalliseerde struktuur te verfyn.
Skaars aardelemente
Seldsame aardelemente word by aluminiumlegerings gevoeg om komponent-superverkoeling tydens aluminiumlegeringsgietwerk te verhoog, korrels te verfyn, sekondêre kristalspasiëring te verminder, gasse en insluitings in die legering te verminder, en is geneig om die insluitingsfase te sferoidiseer. Dit kan ook die oppervlakspanning van die smelt verminder, vloeibaarheid verhoog en die gietwerk in blokke vergemaklik, wat 'n beduidende impak op prosesprestasie het. Dit is beter om verskeie seldsame aardes by te voeg in 'n hoeveelheid van ongeveer 0,1%. Die byvoeging van gemengde seldsame aardes (gemengde La-Ce-Pr-Nd, ens.) verminder die kritieke temperatuur vir die vorming van verouderende G?P-sone in Al-0.65%Mg-0.61%Si-legering. Aluminiumlegerings wat magnesium bevat kan die metamorfose van seldsame aardelemente stimuleer.
Onreinheid
Vanadium vorm VAl11 vuurvaste verbinding in aluminiumlegerings, wat 'n rol speel in die raffinering van korrels tydens die smelt- en gietproses, maar die rol daarvan is kleiner as dié van titanium en sirkonium. Vanadium het ook die effek om die herkristalliseerde struktuur te verfyn en die herkristallisasietemperatuur te verhoog.
Die vaste oplosbaarheid van kalsium in aluminiumlegerings is uiters laag, en dit vorm 'n CaAl4-verbinding met aluminium. Kalsium is 'n superplastiese element van aluminiumlegerings. 'n Aluminiumlegering met ongeveer 5% kalsium en 5% mangaan het superplastisiteit. Kalsium en silikon vorm CaSi, wat onoplosbaar is in aluminium. Aangesien die vaste oplossing hoeveelheid silikon verminder word, kan die elektriese geleidingsvermoë van industriële suiwer aluminium effens verbeter word. Kalsium kan die snyprestasie van aluminiumlegerings verbeter. CaSi2 kan nie aluminiumlegerings deur hittebehandeling versterk nie. Spoorhoeveelhede kalsium is nuttig om waterstof uit gesmelte aluminium te verwyder.
Lood-, tin- en bismutelemente is metale met 'n lae smeltpunt. Hul vaste oplosbaarheid in aluminium is klein, wat die sterkte van die legering effens verminder, maar die snyprestasie kan verbeter. Bismut brei uit tydens stolling, wat voordelig is vir voeding. Deur bismut by legerings met 'n hoë magnesiumgehalte te voeg, kan natriumbroswording voorkom.
Antimoon word hoofsaaklik as 'n wysiger in gegote aluminiumlegerings gebruik, en word selde in vervormde aluminiumlegerings gebruik. Vervang slegs bismut in Al-Mg-vervormde aluminiumlegering om natriumbroswording te voorkom. Antimoonelement word by sommige Al-Zn-Mg-Cu-legerings gevoeg om die werkverrigting van warmpers- en kouepersprosesse te verbeter.
Berillium kan die struktuur van die oksiedfilm in vervormde aluminiumlegerings verbeter en brandverlies en insluitings tydens smelt en giet verminder. Berillium is 'n giftige element wat allergiese vergiftiging by mense kan veroorsaak. Daarom kan berillium nie in aluminiumlegerings vervat word wat met voedsel en drank in aanraking kom nie. Die berilliuminhoud in sweismateriaal word gewoonlik onder 8μg/ml beheer. Aluminiumlegerings wat as sweissubstrate gebruik word, moet ook die berilliuminhoud beheer.
Natrium is byna onoplosbaar in aluminium, en die maksimum vastestofoplosbaarheid is minder as 0,0025%. die smeltpunt van natrium is laag (97.8℃), wanneer natrium in die legering teenwoordig is, word dit op die dendrietoppervlak of die korrelgrens geadsorbeer tydens stolling, tydens warm verwerking, vorm die natrium op die korrelgrens 'n vloeibare adsorpsielaag, lei tot bros krake, die vorming van NaAlSi-verbindings, geen vry natrium bestaan nie, en produseer nie "natriumbros" nie.
Wanneer die magnesiuminhoud 2% oorskry, neem magnesium silikon weg en presipiteer vry natrium, wat lei tot "natriumbrosheid". Daarom word 'n hoë magnesium-aluminiumlegering nie toegelaat om natriumsoutvloei te gebruik nie. Metodes om "natriumbroswording" te voorkom, sluit in chlorering, wat veroorsaak dat natrium NaCl vorm en in die slak ontslaan word, wat bismut byvoeg om Na2Bi te vorm en die metaalmatriks binne te gaan; die byvoeging van antimoon om Na3Sb te vorm of die byvoeging van seldsame aardes kan ook dieselfde effek hê.
Geredigeer deur May Jiang van MAT Aluminium
Postyd: Aug-08-2024
