Vara
Kad alumīnija-vara sakausējuma alumīnija bagātā daļa ir 548, vara maksimālā šķīdība alumīnijā ir 5,65%. Kad temperatūra pazeminās līdz 302, vara šķīdība ir 0,45%. Varš ir svarīgs sakausējuma elements, un tam ir noteikts ciets šķīduma stiprināšanas efekts. Turklāt CUAL2, ko izraisa novecošanās, ir acīmredzama novecošanās stiprināšanas iedarbība. Vara saturs alumīnija sakausējumos parasti ir no 2,5% līdz 5%, un stiprināšanas efekts ir vislabākais, ja vara saturs ir no 4% līdz 6,8%, tāpēc lielākā daļa duralumīna sakausējumu vara saturs ir šajā diapazonā. Alumīnija vara sakausējumi var saturēt mazāk silīcija, magnija, mangāna, hroma, cinka, dzelzs un citus elementus.
Silīcijs
Kad al-Si sakausējuma sistēmas daļai, kas bagāta ar alumīniju, eitektiskā temperatūra ir 577, silīcija maksimālā šķīdība cietā šķīdumā ir 1,65%. Lai arī šķīdība samazinās, pazeminoties temperatūrai, šos sakausējumus parasti nevar stiprināt ar termisko apstrādi. Alumīnija silikona sakausējumam ir lieliskas liešanas īpašības un izturība pret koroziju. Ja alumīnijam pievieno magniju un silīciju vienlaikus, lai veidotu alumīnija-magnija-silikona sakausējumu, stiprināšanas fāze ir MGSI. Magnija un silīcija masas attiecība ir 1,73: 1. Projektējot Al-Mg-Si sakausējuma sastāvu, magnija un silīcija saturs ir konfigurēts šajā attiecībā uz matricas. Lai uzlabotu dažu Al-MG-Si sakausējumu stiprumu, tiek pievienots atbilstošs vara daudzums un pievienots atbilstošs hroma daudzums, lai kompensētu vara nelabvēlīgo ietekmi uz korozijas izturību.
Mg2SI maksimālā šķīdība alumīnijā Al-Mg2SI sakausējuma sistēmas līdzsvara fāzes diagrammas līdzsvara fāzes diagrammas daļā ir 1,85%, un palēnināšanās ir maza, samazinoties temperatūrai. Deformētos alumīnija sakausējumos tikai silīcija pievienošana alumīnijam ir ierobežota ar metināšanas materiāliem, un silīcija pievienošana alumīnijam ir arī noteikta stiprināšanas efekts.
Magnijs
Lai arī šķīdības līkne parāda, ka magnija šķīdība alumīnijā ievērojami samazinās, pazeminoties temperatūrai, magnija saturs lielākajā daļā rūpniecisko deformēto alumīnija sakausējumu ir mazāks par 6%. Arī silīcija saturs ir zems. Šāda veida sakausējumu nevar stiprināt ar termisko apstrādi, bet tam ir laba metināmība, laba izturība pret koroziju un vidēja izturība. Alumīnija stiprināšana ar magniju ir acīmredzama. Uz katriem magnija pieaugumu par 1% stiepes izturība palielinās par aptuveni 34MPa. Ja pievieno mazāk nekā 1% mangāna, stiprināšanas efektu var papildināt. Tāpēc mangāna pievienošana var samazināt magnija saturu un samazināt karstās plaisāšanas tendenci. Turklāt mangāns var vienmērīgi izgulsnēt MG5AL8 savienojumus, uzlabojot korozijas izturību un metināšanas veiktspēju.
Mangāns
Kad Al-Mn sakausējuma sistēmas plakanā līdzsvara fāzes diagrammas eutektiskā temperatūra ir 658, mangāna maksimālā šķīdība cietā šķīdumā ir 1,82%. Sakausējuma stiprums palielinās, palielinoties šķīdībai. Kad mangāna saturs ir 0,8%, pagarinājums sasniedz maksimālo vērtību. Al-Mn sakausējums ir sacietēšanas sakausējums, kas nav novecojis, tas ir, to nevar pastiprināt ar termisko apstrādi. Mangāns var novērst alumīnija sakausējumu pārkristalizācijas procesu, paaugstināt pārkristalizācijas temperatūru un ievērojami uzlabot pārkristalizētos graudus. Pārkristalizēto graudu uzlabošana galvenokārt ir saistīta ar faktu, ka mnal6 savienojumu izkliedētās daļiņas kavē pārkristalizēto graudu augšanu. Vēl viena MNAL6 funkcija ir izšķīdināt piemaisījumu dzelzs veidošanai (Fe, Mn) AL6, samazinot dzelzs kaitīgo iedarbību. Mangāns ir svarīgs elements alumīnija sakausējumos. To var pievienot atsevišķi, lai veidotu Al-Mn bināro sakausējumu. Biežāk tas tiek pievienots kopā ar citiem leģējošiem elementiem. Tāpēc lielākajā daļā alumīnija sakausējumu ir mangāns.
Cinks
The solubility of zinc in aluminum is 31.6% at 275 in the aluminum-rich part of the equilibrium phase diagram of the Al-Zn alloy system, while its solubility drops to 5.6% at 125. Adding zinc alone to aluminum has very limited improvement in alumīnija sakausējuma stiprums deformācijas apstākļos. Tajā pašā laikā ir tendence uz stresa korozijas plaisāšanu, tādējādi ierobežojot tā pielietojumu. Cinka un magnija pievienošana alumīnijam vienlaikus veido stiprinošo fāzi MG/Zn2, kurai ir ievērojama stiprinoša ietekme uz sakausējumu. Kad Mg/Zn2 saturs tiek palielināts no 0,5% līdz 12%, stiepes izturību un ražas stiprumu var ievērojami palielināties. Superhard alumīnija sakausējumos, kur magnija saturs pārsniedz nepieciešamo daudzumu, veidojot mg/Zn2 fāzi, kad cinka un magnija attiecība tiek kontrolēta aptuveni 2,7, vislielākā ir sprieguma korozijas plaisāšanas pretestība. Piemēram, vara elementa pievienošana Al-Zn-Mg veido al-Zn-MG-CU sērijas sakausējumu. Bāzes stiprināšanas efekts ir lielākais starp visiem alumīnija sakausējumiem. Tas ir arī svarīgs alumīnija sakausējuma materiāls aviācijas, aviācijas nozarē un elektroenerģijas nozarē.
Dzelzs un silīcijs
Dzelzs pievieno kā leģējošus elementus Al-Cu-Mg-Ni-Fe sērijā kaltas alumīnija sakausējumos, un silīciju pievieno kā leģējošus elementus Al-Mg-Si sērijā, kas veikta alumīnija un al-Si sērijas metināšanas stieņos un alumīnija-silikona liešanā sakausējumi. Bāzes alumīnija sakausējumos silīcijs un dzelzs ir izplatīti piemaisījumu elementi, kuriem būtiska ietekme uz sakausējuma īpašībām. Tie galvenokārt pastāv kā FeCl3 un bezmaksas silīcijs. Ja silīcijs ir lielāks nekā dzelzs, veidojas β-fesial3 (vai Fe2SI2AL9) fāze un, kad dzelzs ir lielāks par silīciju, veidojas α-Fe2Sial8 (vai Fe3SI2AL12). Kad dzelzs un silīcija attiecība ir nepareiza, tā izraisīs plaisas liešanā. Kad dzelzs saturs alumīnijā ir pārāk augsts, liešana kļūs trausla.
Titāns un bors
Titāns ir parasti lietots piedevu elements alumīnija sakausējumos, kas pievienots Al-Ti vai Al-Ti-B galvenā sakausējuma formā. Titāns un alumīnijs veido Tial2 fāzi, kas kristalizācijas laikā kļūst par spontānu kodolu un kurai ir loma liešanas struktūras un metināšanas struktūras uzlabošanā. Kad al-ti sakausējumi iziet paketes reakciju, kritiskais titāna saturs ir aptuveni 0,15%. Ja ir bors, palēnināšanās ir tik maza kā 0,01%.
Hroms
Chromium ir parasts piedevu elements Al-MG-SI sērijās, AL-MG-ZN sērijā un Al-MG sērijas sakausējumos. 600 ° C temperatūrā hroma šķīdība alumīnijā ir 0,8%, un tā būtībā nav izšķiroša istabas temperatūrā. Hroms veido starpmetāliskus savienojumus, piemēram, (CRFE) AL7 un (CRMN) AL12 alumīnijā, kas kavē pārkristalizācijas kodolizācijas un augšanas procesu un tam ir zināma stiprinoša ietekme uz sakausējumu. Tas var arī uzlabot sakausējuma izturību un samazināt jutību pret stresa korozijas plaisāšanu.
Tomēr vietne palielina rūdīšanas jutīgumu, padarot anodēto plēvi dzeltenu. Alumīnija sakausējumiem pievienotā hroma daudzums parasti nepārsniedz 0,35%un samazinās, palielinoties pārejas elementiem sakausējumā.
Stroncija
Strontium ir virsmas faktiskais elements, kas kristalogrāfiski var mainīt starpmetāla savienojuma fāžu izturēšanos. Tāpēc modifikācijas apstrāde ar Stroncija elementu var uzlabot sakausējuma plastisko apstrādājamību un galaprodukta kvalitāti. Sakarā ar ilgo efektīvo modifikācijas laiku, labo efektu un reproducējamību Strontium pēdējos gados ir aizstājis nātrija izmantošanu al-Si liešanas sakausējumos. Pievienojot 0,015%~ 0,03%strontium alumīnija sakausējumam ekstrūzijai, β-Alfesi fāzē notiek α-Alfesi fāzē, samazinot lietņu homogenizācijas laiku par 60%~ 70%, uzlabojot materiālu mehāniskās īpašības un plastmasas procesu; Produktu virsmas nelīdzenuma uzlabošana.
Augsta silikona (10%~ 13%) deformētiem alumīnija sakausējumiem, pievienojot 0,02%~ 0,07%stroncija elementu, var samazināt primāros kristālus līdz minimumam, un arī mehāniskās īpašības ir ievērojami uzlabotas. Stiepes izturība бb tiek palielināta no 233MPa līdz 236MPA, un ražas stiprums б0,2 palielinājās no 204MPa līdz 210MPa, un pagarinājums б5 palielinājās no 9% līdz 12%. Stroncija pievienošana hipereutektiskajam al-Si sakausējumam var samazināt primāro silīcija daļiņu lielumu, uzlabot plastmasas apstrādes īpašības un nodrošināt gludu karstu un aukstu ritēšanu.
Cirkonijs
Cirkonijs ir arī kopīga piedevas alumīnija sakausējumos. Parasti alumīnija sakausējumiem pievienotā summa ir 0,1%~ 0,3%. Cirkonija un alumīnija formas zral3 savienojumi, kas var kavēt pārkristalizācijas procesu un pilnveidot pārkristalizētos graudus. Cirkonijs var arī uzlabot liešanas struktūru, bet efekts ir mazāks nekā titāns. Cirkonija klātbūtne samazinās titāna un bora graudu rafinēšanas efektu. Al-Zn-Mg-Cu sakausējumos, tā kā cirkonijs mazāka ietekme uz rūdīšanas jutīgumu nekā hroms un mangāns, ir lietderīgi hroma un mangāna vietā izmantot cirkoniju, lai uzlabotu pārkristalizētu struktūru.
Retzemju elementi
Retu zemes elementi tiek pievienoti alumīnija sakausējumiem, lai palielinātu komponentu superizēšanu alumīnija sakausējuma liešanas laikā, uzlabot graudus, samazināt sekundāro kristāla atstarpi, samazināt gāzes un ieslēgumus sakausējumā un mēdz sfēridizēt iekļaušanas fāzi. Tas var arī samazināt kausējuma virsmas spraigumu, palielināt plūstamību un atvieglot liešanu lietojumos, kas būtiski ietekmē procesa veiktspēju. Labāk ir pievienot dažādas retzemju daudzumu aptuveni 0,1%. Jauktu retu zemes pievienošana (jaukta LA-CE-PR-ND utt.) Samazina kritisko temperatūru novecojošās G? P zonas veidošanai al-0,65%mg-0,61%Si sakausējumā. Alumīnija sakausējumi, kas satur magniju, var stimulēt retzemju elementu metamorfismu.
Piemaisījums
Vanadium veido Val11 ugunsizturīgu savienojumu alumīnija sakausējumos, kuriem ir loma graudu pilnveidošanā kušanas un liešanas procesā, taču tā loma ir mazāka nekā titāna un cirkonija loma. Vanādijs arī ietekmē pārkristalizēto struktūru un paaugstina pārkristalizācijas temperatūru.
Cietā kalcija šķīdība alumīnija sakausējumos ir ārkārtīgi zema, un tas veido CAAL4 savienojumu ar alumīniju. Kalcijs ir alumīnija sakausējumu superplastisks elements. Alumīnija sakausējumam ar aptuveni 5% kalcija un 5% mangāna ir superplastiskums. Kalcija un silīcija veido Casi, kas nešķīst alumīnijā. Tā kā ir samazināts cietais silīcija daudzums, rūpnieciskā tīra alumīnija elektrisko vadītspēju var nedaudz uzlabot. Kalcijs var uzlabot alumīnija sakausējumu griešanas veiktspēju. Casi2 nevar stiprināt alumīnija sakausējumus, izmantojot termisko apstrādi. Kalcija izsekošana ir noderīga, lai noņemtu ūdeņradi no izkausēta alumīnija.
Svina, skārda un bismuta elementi ir zemu kušanas punktu metāli. Viņu cietā šķīdība alumīnijā ir maza, kas nedaudz samazina sakausējuma izturību, bet var uzlabot griešanas veiktspēju. Bismuts paplašinās sacietēšanas laikā, kas ir izdevīgi barošanai. Pievienojot bismutu lieliem magnija sakausējumiem, var novērst nātrija ieskatu.
Antimonu galvenokārt izmanto kā modifikatoru alumīnija sakausējumos, un to reti izmanto deformētos alumīnija sakausējumos. Aizstāt tikai Bismutu AL-MG deformētā alumīnija sakausējumā, lai novērstu nātrija apkarošanu. Antimona elements tiek pievienots dažiem Al-Zn-Mg-Cu sakausējumiem, lai uzlabotu karstas presēšanas un aukstuma presēšanas procesu veiktspēju.
Berilijs var uzlabot oksīda plēves struktūru deformētos alumīnija sakausējumos un samazināt dedzināšanas zudumus un ieslēgumus kušanas un liešanas laikā. Berilijs ir toksisks elements, kas cilvēkiem var izraisīt alerģisku saindēšanos. Tāpēc beriliju nevar ietvert alumīnija sakausējumos, kas nonāk saskarē ar pārtiku un dzērieniem. Berilija saturu metināšanas materiālos parasti kontrolē zem 8 μg/ml. Alumīnija sakausējumiem, ko izmanto kā metināšanas substrātus, arī jākontrolē berilija saturs.
Nātrijs ir gandrīz nešķīstošs alumīnijā, un maksimālā cietā šķīdība ir mazāka par 0,0025%. Nātrija kušanas temperatūra ir zema (97,8 ℃), kad sakausējumā ir nātrijs, tas tiek adsorbēts uz dendrīta virsmas vai graudu robežas sacietēšanas laikā, karstas pārstrādes laikā nātrijs uz graudu robežas veido šķidru adsorbcijas slāni. izraisot trauslu plaisāšanu, Naalsi savienojumu veidošanos, brīva nātrija nav un nerada “nātrija trauslu”.
Kad magnija saturs pārsniedz 2%, magnijs atņem silīciju un izgulsnējas bez nātrija, kā rezultātā rodas “nātrija trauslums”. Tāpēc augsta magnija alumīnija sakausējumam nav atļauts izmantot nātrija sāls plūsmu. Metodes “nātrija apkarošanas” ietver hlorēšanu, kas izraisa nātrija veidošanos NaCl un tiek izvadīts izdedžos, pievienojot bismutu, lai veidotu NA2BI un iekļūtu metāla matricā; Antimona pievienošana NA3SB veidošanai vai retu zemes pievienošana var būt tāda pati efekta.
Rediģējis maijs Dzjana no Mat alumīnija
Pasta laiks: Aug-08-2024
