Kupro
Kiam la alumini-riĉa parto de la aluminio-kupra alojo estas 548, la maksimuma solvebleco de kupro en aluminio estas 5,65%. Kiam la temperaturo falas al 302, la solvebleco de kupro estas 0.45%. Kupro estas grava aloja elemento kaj havas certan solidan solvan plifortigan efikon. Krome, la CuAl2 precipitita de maljuniĝo havas evidentan maljuniĝantan plifortigan efikon. La kupra enhavo en aluminiaj alojoj estas kutime inter 2,5% kaj 5%, kaj la plifortiga efiko estas plej bona kiam la kupra enhavo estas inter 4% kaj 6,8%, do la kupra enhavo de la plej multaj duraluminaj alojoj estas ene de ĉi tiu gamo. Aluminio-kupraj alojoj povas enhavi malpli da silicio, magnezio, mangano, kromo, zinko, fero kaj aliaj elementoj.
Silicio
Kiam la alumini-riĉa parto de la aloja sistemo Al-Si havas eŭtektikan temperaturon de 577, la maksimuma solvebleco de silicio en la solida solvaĵo estas 1,65%. Kvankam solvebleco malpliiĝas kun malpliiĝanta temperaturo, ĉi tiuj alojoj ĝenerale ne povas esti plifortigitaj per varmotraktado. Aluminio-silicia alojo havas bonegajn fandajn propraĵojn kaj korodan reziston. Se magnezio kaj silicio estas aldonitaj al aluminio samtempe por formi aluminio-magnezio-silician alojon, la plifortiga fazo estas MgSi. La masproporcio de magnezio al silicio estas 1.73:1. Dum desegnado de la komponado de la alojo Al-Mg-Si, la enhavo de magnezio kaj silicio estas agordita en ĉi tiu proporcio sur la matrico. Por plibonigi la forton de iuj Al-Mg-Si-alojoj, taŭga kvanto de kupro estas aldonita, kaj taŭga kvanto de kromo estas aldonita por kompensi la malfavorajn efikojn de kupro sur koroda rezisto.
La maksimuma solvebleco de Mg2Si en aluminio en la alumini-riĉa parto de la ekvilibra fazdiagramo de la aloja sistemo Al-Mg2Si estas 1.85%, kaj la malrapidiĝo estas malgranda kiam la temperaturo malpliiĝas. En misformitaj aluminiaj alojoj, la aldono de silicio sole al aluminio estas limigita al veldaj materialoj, kaj la aldono de silicio al aluminio ankaŭ havas certan plifortigan efikon.
Magnezio
Kvankam la solvebla kurbo montras, ke la solvebleco de magnezio en aluminio multe malpliiĝas kiam la temperaturo malpliiĝas, la magnezia enhavo en la plej multaj industriaj misformitaj aluminio-alojoj estas malpli ol 6%. La enhavo de silicio ankaŭ estas malalta. Ĉi tiu tipo de alojo ne povas esti plifortigita per varmotraktado, sed havas bonan soldeblecon, bonan korodan reziston kaj mezan forton. La plifortigo de aluminio per magnezio estas evidenta. Por ĉiu 1% pliiĝo en magnezio, la tirforto pliiĝas je proksimume 34MPa. Se malpli ol 1% mangano estas aldonita, la plifortiga efiko povas esti kompletigita. Tial, aldoni manganon povas redukti la magnezian enhavon kaj redukti la tendencon de varma krakado. Krome, mangano ankaŭ povas unuforme precipiti Mg5Al8-komponaĵojn, plibonigante korodan reziston kaj veldan rendimenton.
Mangano
Kiam la eŭtektika temperaturo de la plata ekvilibra fazdiagramo de la aloja sistemo Al-Mn estas 658, la maksimuma solvebleco de mangano en la solida solvaĵo estas 1,82%. La forto de la alojo pliiĝas kun la pliiĝo en solvebleco. Kiam la manganenhavo estas 0,8%, la plilongigo atingas la maksimuman valoron. Al-Mn-alojo estas ne-aĝa malmoliĝanta alojo, tio estas, ĝi ne povas esti plifortigita per varmotraktado. Mangano povas malhelpi la rekristaligitan procezon de aluminiaj alojoj, pliigi la rekristaligan temperaturon kaj signife rafini la rekristaligitajn grajnojn. La rafinado de rekristaligitaj grajnoj estas plejparte pro la fakto ke la disigitaj partikloj de MnAl6-kunmetaĵoj malhelpas la kreskon de rekristaligitaj grajnoj. Alia funkcio de MnAl6 estas solvi malpuran feron por formi (Fe, Mn) Al6, reduktante la malutilajn efikojn de fero. Mangano estas grava elemento en aluminiaj alojoj. Ĝi povas esti aldonita sole por formi Al-Mn binaran alojon. Pli ofte, ĝi estas aldonita kune kun aliaj alojaj elementoj. Tial, la plej multaj aluminialojoj enhavas manganon.
Zinko
La solvebleco de zinko en aluminio estas 31.6% ĉe 275 en la alumini-riĉa parto de la ekvilibra fazdiagramo de la aloja sistemo Al-Zn, dum ĝia solvebleco falas al 5.6% ĉe 125. Aldonado de zinko sole al aluminio havas tre limigitan plibonigon en la forto de la aluminia alojo sub deformaj kondiĉoj. En la sama tempo, ekzistas tendenco por streĉa koroda fendetiĝo, tiel limigante ĝian aplikon. Aldono de zinko kaj magnezio al aluminio samtempe formas la plifortigan fazon Mg/Zn2, kiu havas gravan plifortigan efikon sur la alojo. Kiam la enhavo de Mg/Zn2 pliiĝas de 0,5% ĝis 12%, la streĉa forto kaj cedebleco povas esti signife pliigitaj. En supermalmolaj aluminialojoj kie la magnezioenhavo superas la postulatan kvanton por formi la fazon Mg/Zn2, kiam la rilatumo de zinko al magnezio estas kontrolita je ĉirkaŭ 2.7, la streĉa koroda kraka rezisto estas plej granda. Ekzemple, aldonante kuproelementon al Al-Zn-Mg formas Al-Zn-Mg-Cu-serialojon. La baza plifortiga efiko estas la plej granda inter ĉiuj aluminiaj alojoj. Ĝi ankaŭ estas grava materialo de aluminialojo en la aerospaca, aviada industrio kaj elektra energio industrio.
Fero kaj silicio
Fero estas aldonita kiel alojaj elementoj en Al-Cu-Mg-Ni-Fe serioj forĝitaj aluminio-alojoj, kaj silicio estas aldonita kiel alojaj elementoj en Al-Mg-Si-seriaj forĝitaj aluminio kaj en Al-Si-seriaj veldstangoj kaj alumini-silicia fandado. alojoj. En bazaj aluminiaj alojoj, silicio kaj fero estas oftaj malpuraj elementoj, kiuj havas gravan efikon sur la propraĵoj de la alojo. Ili ĉefe ekzistas kiel FeCl3 kaj libera silicio. Kiam silicio estas pli granda ol fero, β-FeSiAl3 (aŭ Fe2Si2Al9) fazo formiĝas, kaj kiam fero estas pli granda ol silicio, α-Fe2SiAl8 (aŭ Fe3Si2Al12) formiĝas. Kiam la rilatumo de fero kaj silicio estas netaŭga, ĝi kaŭzos fendojn en la fandado. Kiam la ferenhavo en gisita aluminio estas tro alta, la fandado fariĝos fragila.
Titanio kaj Boro
Titanio estas ofte uzita aldonaĵo en aluminialojoj, aldonitaj en la formo de Al-Ti aŭ Al-Ti-B majstra alojo. Titanio kaj aluminio formas la TiAl2-fazon, kiu fariĝas nespontanea kerno dum kristaliĝo kaj ludas rolon en rafinado de la fanda strukturo kaj velda strukturo. Kiam Al-Ti-alojoj spertas pakaĵreagon, la kritika enhavo de titanio estas proksimume 0.15%. Se boro ĉeestas, la malrapidiĝo estas tiel malgranda kiel 0.01%.
Kromo
Kromo estas ofta aldonaĵelemento en Al-Mg-Si-serialoj, Al-Mg-Zn-serialoj, kaj Al-Mg-serialoj alojoj. Je 600 °C, la solvebleco de kromo en aluminio estas 0,8%, kaj ĝi estas esence nesolvebla ĉe ĉambra temperaturo. Kromo formas intermetalajn kunmetaĵojn kiel ekzemple (CrFe)Al7 kaj (CrMn)Al12 en aluminio, kiu malhelpas la nukleadon kaj kreskoprocezon de rekristaliĝo kaj havas certan plifortigan efikon sur la alojo. Ĝi ankaŭ povas plibonigi la fortikecon de la alojo kaj redukti la malsaniĝemecon al streĉa koroda krakado.
Tamen, la retejo pliigas estingan sentemon, igante la anodizitan filmon flava. La kvanto de kromo aldonita al aluminiaj alojoj ĝenerale ne superas 0,35%, kaj malpliiĝas kun la pliiĝo de transiraj elementoj en la alojo.
Stroncio
Stroncio estas surfacaktiva elemento kiu povas ŝanĝi la konduton de intermetalaj kunmetitaj fazoj kristalografie. Tial modifa traktado kun stroncia elemento povas plibonigi la plastan laboreblecon de la alojo kaj la kvaliton de la fina produkto. Pro sia longa efika modifa tempo, bona efiko kaj reproduktebleco, stroncio anstataŭigis la uzon de natrio en alojoj de fandado de Al-Si en la lastaj jaroj. Aldonante 0,015% ~ 0,03% stroncion al la aluminia alojo por eltrudado igas la β-AlFeSi-fazon en la ingoto en α-AlFeSi-fazon, reduktante la ingotan homogeniĝon je 60% ~ 70%, plibonigante la mekanikajn proprietojn kaj plastan proceseblecon de materialoj; plibonigante la surfacan malglatecon de produktoj.
Por alt-silicio (10% ~ 13%) deformitaj aluminio-alojoj, aldonado de 0,02% ~ 0,07% stroncia elemento povas redukti primarajn kristalojn al minimumo, kaj la mekanikaj propraĵoj ankaŭ estas signife plibonigitaj. La streĉa forto бb estas pliigita de 233MPa al 236MPa, kaj la rendimento б0.2 pliiĝis de 204MPa al 210MPa, kaj la plilongiĝo б5 pliiĝis de 9% al 12%. Aldono de stroncio al hipereŭtektika Al-Si-alojo povas redukti la grandecon de primaraj siliciaj partikloj, plibonigi plastajn prilaborajn proprietojn kaj ebligi glatan varman kaj malvarman ruladon.
Zirkonio
Zirkonio ankaŭ estas ofta aldonaĵo en aluminialojoj. Ĝenerale, la kvanto aldonita al aluminiaj alojoj estas 0,1% ~ 0,3%. Zirkonio kaj aluminio formas ZrAl3-kunmetaĵojn, kiuj povas malhelpi la rekristaligprocezon kaj rafini la rekristaligitajn grajnojn. Zirkonio ankaŭ povas rafini la fandan strukturon, sed la efiko estas pli malgranda ol titanio. La ĉeesto de zirkonio reduktos la grenan rafinan efikon de titanio kaj boro. En Al-Zn-Mg-Cu alojoj, ĉar zirkonio havas pli malgrandan efikon al estingiĝemo ol kromio kaj mangano, estas konvene uzi zirkonion anstataŭ kromio kaj mangano por rafini la rekristaligitan strukturon.
Elementoj de rara tero
Rarteraj elementoj estas aldonitaj al aluminialojoj por pliigi komponentan supermalvarmigon dum aluminialojogisado, rafini grajnojn, redukti sekundaran kristalinterspacigon, redukti gasojn kaj enfermaĵojn en la alojo, kaj tendenci sferoidi la inkluzivan fazon. Ĝi ankaŭ povas redukti la surfacan streĉiĝon de la fandado, pliigi fluecon kaj faciligi gisadon en ingotojn, kio havas gravan efikon al proceza rendimento. Pli bone estas aldoni diversajn rarajn terojn en kvanto de ĉirkaŭ 0,1%. La aldono de miksitaj raraj teroj (miksitaj La-Ce-Pr-Nd, ktp.) reduktas la kritikan temperaturon por la formado de maljuniĝanta G?P-zono en Al-0.65%Mg-0.61%Si-alojo. Aluminio-alojoj enhavantaj magnezion povas stimuli la metamorfismon de rarateraj elementoj.
Malpureco
Vanadio formas VAL11-rezistan kunmetaĵon en aluminiaj alojoj, kiu ludas rolon en rafinado de grajnoj dum la fandado kaj fandado, sed ĝia rolo estas pli malgranda ol tiu de titanio kaj zirkonio. Vanado ankaŭ havas la efikon rafini la rekristaligitan strukturon kaj pliigi la rekristaligitan temperaturon.
La solida solvebleco de kalcio en aluminialojoj estas ekstreme malalta, kaj ĝi formas CaAl4-kunmetaĵon kun aluminio. Kalcio estas superplasta elemento de aluminialojoj. Aluminia alojo kun ĉirkaŭ 5% kalcio kaj 5% mangano havas superplastecon. Kalcio kaj silicio formas CaSi, kiu estas nesolvebla en aluminio. Ĉar la solida solvkvanto de silicio estas reduktita, la elektra kondukteco de industria pura aluminio povas esti iomete plibonigita. Kalcio povas plibonigi la tranĉan agadon de aluminiaj alojoj. CaSi2 ne povas plifortigi aluminiajn alojojn per varmotraktado. Spurkvantoj de kalcio estas helpemaj por forigi hidrogenon de fandita aluminio.
Plumbo, stano, kaj bismutaj elementoj estas malaltaj frostopunktaj metaloj. Ilia solida solvebleco en aluminio estas malgranda, kio iomete reduktas la forton de la alojo, sed povas plibonigi la tranĉan rendimenton. Bismuto disetendiĝas dum solidiĝo, kio estas utila por nutrado. Aldono de bismuto al altaj magnezialojoj povas malhelpi natrian fragiliĝon.
Antimono estas plejparte uzata kiel modifilo en gisitaj aluminialojoj, kaj malofte estas uzata en misformitaj aluminialojoj. Nur anstataŭigu bismuton en Al-Mg misformita aluminia alojo por malhelpi natrian fragiliĝon. Antimona elemento estas aldonita al iuj Al-Zn-Mg-Cu alojoj por plibonigi la agadon de varma premado kaj malvarma premado.
Berilio povas plibonigi la strukturon de la oksida filmo en misformitaj aluminiaj alojoj kaj redukti brulan perdon kaj inkludojn dum fandado kaj fandado. Berilio estas venena elemento, kiu povas kaŭzi alergian veneniĝon en homoj. Tial, berilio ne povas esti enhavita en aluminiaj alojoj kiuj venas en kontakton kun manĝaĵoj kaj trinkaĵoj. La berilioenhavo en veldaj materialoj estas kutime kontrolita sub 8μg/ml. Aluminiaj alojoj uzataj kiel veldaj substratoj ankaŭ devus kontroli la berilioenhavon.
Natrio estas preskaŭ nesolvebla en aluminio, kaj la maksimuma solida solvebleco estas malpli ol 0,0025%. la fandpunkto de natrio estas malalta (97,8 ℃), kiam natrio ĉeestas en la alojo, ĝi estas adsorbita sur la dendrita surfaco aŭ la grenlimo dum solidiĝo, dum varma prilaborado, la natrio sur la grenlimo formas likvan adsorban tavolon, rezultigante fragilan fendetaĵon, la formado de NaAlSi-komponaĵoj, neniu libera natrio ekzistas, kaj ne produktas "natrion fragila".
Kiam la magnezia enhavo superas 2%, magnezio forprenas silicion kaj precipitas liberan natrion, rezultigante "natrian fragilecon". Sekve, alta magnezia aluminio-alojo ne rajtas uzi natrian salfluon. Metodoj por malhelpi "natriofragiliĝon" inkludas klorumadon, kiu igas natrion formi NaCl kaj estas eligita en la skoron, aldonante bismuton por formi Na2Bi kaj enirante la metalmatricon; aldonante antimonon por formi Na3Sb aŭ aldoni rarajn terojn ankaŭ povas havi la saman efikon.
Redaktis May Jiang de MAT Aluminium
Afiŝtempo: Aŭg-08-2024
