Koppar
När den aluminiumrika delen av aluminium-kopparlegeringen är 548 är den maximala lösligheten för koppar i aluminium 5,65%. När temperaturen sjunker till 302 är kopparnas löslighet 0,45%. Koppar är ett viktigt legeringselement och har en viss fast lösning som förstärker effekten. Dessutom har Cual2 utfällt av åldrande en uppenbar åldrande förstärkande effekt. Kopparinnehållet i aluminiumlegeringar är vanligtvis mellan 2,5% och 5%, och den förstärkande effekten är bäst när kopparinnehållet är mellan 4% och 6,8%, så kopparinnehållet i de flesta duraluminlegeringar ligger inom detta område. Aluminium-kopparlegeringar kan innehålla mindre kisel, magnesium, mangan, krom, zink, järn och andra element.
Kisel
När den aluminiumrika delen av Al-Si-legeringssystemet har en eutektisk temperatur på 577 är den maximala lösligheten för kisel i den fasta lösningen 1,65%. Även om lösligheten minskar med minskande temperatur kan dessa legeringar i allmänhet inte stärkas genom värmebehandling. Aluminium-silikonlegering har utmärkta gjutningsegenskaper och korrosionsbeständighet. Om magnesium och kisel tillsätts till aluminium samtidigt för att bilda en aluminium-magnesium-silikonlegering, är förstärkningsfasen MGSI. Massförhållandet av magnesium och kisel är 1,73: 1. Vid utformningen av sammansättningen av Al-Mg-Si-legeringen konfigureras innehållet i magnesium och kisel i detta förhållande på matrisen. För att förbättra styrkan hos vissa al-Mg-Si-legeringar tillsätts en lämplig mängd koppar, och en lämplig mängd krom tillsätts för att kompensera de negativa effekterna av koppar på korrosionsbeständighet.
Den maximala lösligheten för Mg2SI i aluminium i den aluminiumrika delen av jämviktsfasdiagrammet för Al-MG2SI-legeringssystemet är 1,85%och retardationen är liten när temperaturen minskar. I deformerade aluminiumlegeringar är tillsatsen av kisel ensam till aluminium begränsat till svetsmaterial, och tillsats av kisel till aluminium har också en viss förstärkande effekt.
Magnesium
Även om löslighetskurvan visar att lösligheten av magnesium i aluminium minskar när temperaturen minskar, är magnesiuminnehållet i de flesta industriella deformerade aluminiumlegeringar mindre än 6%. Kiselinnehållet är också lågt. Denna typ av legering kan inte stärkas genom värmebehandling, men har god svetsbarhet, god korrosionsbeständighet och medelstyrka. Förstärkningen av aluminium med magnesium är uppenbar. För varje 1% ökning av magnesium ökar draghållfastheten med cirka 34MPa. Om mindre än 1% mangan tillsätts kan den förstärkande effekten kompletteras. Därför kan man lägga till mangan att minska magnesiuminnehållet och minska tendensen till varm sprickor. Dessutom kan mangan också jämnt utfälla Mg5AL8 -föreningar, förbättra korrosionsbeständighet och svetsprestanda.
Mangan
När den eutektiska temperaturen för det platta jämviktsfasdiagrammet för AL-MN-legeringssystemet är 658, är den maximala lösligheten för mangan i den fasta lösningen 1,82%. Legeringens styrka ökar med ökningen av lösligheten. När manganinnehållet är 0,8%når förlängningen det maximala värdet. Al-MN-legering är en icke-åldershärdande legering, det vill säga den kan inte stärkas genom värmebehandling. Mangan kan förhindra omkristallisationsprocessen för aluminiumlegeringar, öka omkristalliseringstemperaturen och avsevärt förfina de omkristalliserade kornen. Förfining av omkristalliserade korn beror främst på det faktum att de spridda partiklarna av Mnal6 -föreningar hindrar tillväxten av omkristalliserade korn. En annan funktion av Mnal6 är att upplösa föroreningsjärn som ska bildas (Fe, Mn) AL6, vilket minskar de skadliga effekterna av järn. Mangan är ett viktigt element i aluminiumlegeringar. Det kan tillsättas ensam för att bilda en al-Mn binär legering. Oftare läggs det till tillsammans med andra legeringselement. Därför innehåller de flesta aluminiumlegeringar mangan.
Zink
Lösligheten för zink i aluminium är 31,6% vid 275 i den aluminiumrika delen av jämviktsfasdiagrammet för al-Zn-legeringssystemet, medan dess löslighet sjunker till 5,6% vid 125. Att lägga till zink ensam till aluminium har mycket begränsad förbättring av förbättringen av Styrkan hos aluminiumlegeringen under deformationsförhållanden. Samtidigt finns det en tendens till stresskorrosionsprickor, vilket begränsar dess tillämpning. Att lägga till zink och magnesium till aluminium samtidigt bildar den förstärkande fasen Mg/Zn2, vilket har en betydande förstärkande effekt på legeringen. När Mg/Zn2 -innehållet ökas från 0,5% till 12% kan draghållfastheten och avkastningsstyrkan ökas avsevärt. I superhårda aluminiumlegeringar där magnesiuminnehållet överskrider den erforderliga mängden för att bilda Mg/Zn2 -fasen, när förhållandet mellan zink och magnesium styrs vid cirka 2,7, är stresskorrosionsprickmotståndet störst. Till exempel bildar tillägg av kopparelement till Al-Zn-MG en Al-Zn-MG-CU-serie legering. Basstärkningseffekten är den största bland alla aluminiumlegeringar. Det är också ett viktigt aluminiumlegeringsmaterial inom flyg-, luftfartsindustrin och elkraftindustrin.
Järn och kisel
Järn tillsätts som legeringselement i al-Cu-Mg-Ni-Fe-serie smides aluminiumlegeringar, och kisel tillsätts som legeringselement i al-Mg-Si-serien smides aluminium och i al-Si-serie svetsstänger och aluminiumsilikongjutning legeringar. I basaluminiumlegeringar är kisel och järn vanliga föroreningselement, som har en betydande inverkan på legeringens egenskaper. De finns främst som FECL3 och fritt kisel. När kisel är större än järn bildas p-fesial3 (eller Fe2SI2AL9) -fasen, och när järn är större än kisel bildas a-Fe2sial8 (eller Fe3SI2AL12). När förhållandet mellan järn och kisel är olämpligt kommer det att orsaka sprickor i gjutningen. När järninnehållet i gjutet aluminium är för högt kommer gjutningen att bli spröd.
Titan och bor
Titan är ett vanligt använt tillsatselement i aluminiumlegeringar, tillagda i form av al-Ti eller al-Ti-B-legering. Titan och aluminium bildar TIAL2-fasen, som blir en icke-spontan kärna under kristallisation och spelar en roll för att förfina gjutningsstrukturen och svetstrukturen. När Al-Ti-legeringar genomgår en paketreaktion är det kritiska innehållet i titan cirka 0,15%. Om boren är närvarande är avmattningen så liten som 0,01%.
Krom
Chromium är ett vanligt tillsatselement i al-Mg-SI-serien, al-Mg-Zn-serien och Al-Mg-serien. Vid 600 ° C är lösligheten av krom i aluminium 0,8%och den är i princip olöslig vid rumstemperatur. Krom bildar intermetalliska föreningar såsom (CRFE) AL7 och (CRMN) AL12 i aluminium, vilket hindrar kärnbildning och tillväxtprocess för omkristallisation och har en viss förstärkande effekt på legeringen. Det kan också förbättra legeringens seghet och minska känsligheten för spänningskorrosion.
Webbplatsen ökar emellertid släckningskänsligheten, vilket gör den anodiserade filmen gul. Mängden krom som tillsattes till aluminiumlegeringar överstiger i allmänhet inte 0,35%och minskar med ökningen av övergångselement i legeringen.
Strontium
Strontium är ett ytaktivt element som kan förändra beteendet hos intermetalliska sammansatta faser kristallografiskt. Därför kan modifieringsbehandling med strontiumelement förbättra legeringens plastbearbetbarhet och kvaliteten på slutprodukten. På grund av dess långa effektiva modifieringstid, god effekt och reproducerbarhet har Strontium ersatt användningen av natrium i Al-Si-gjutlegeringar under de senaste åren. Tillägg av 0,015%~ 0,03%strontium till aluminiumlegeringen för extrudering förvandlar p-alfesi-fasen i götet till a-alfesi-fasen, vilket minskar ingo-homogeniseringstiden med 60%~ 70%, vilket förbättrar de mekaniska egenskaperna och plastbearbetningsförmågan; Förbättra ytråheten hos produkter.
För högkilicon (10%~ 13%) deformerade aluminiumlegeringar kan tillägg av 0,02%~ 0,07%strontiumelement reducera primära kristaller till ett minimum, och de mekaniska egenskaperna förbättras också avsevärt. Draghållfastheten бB ökas från 233MPa till 236MPa, och avkastningsstyrkan б0.2 ökade från 204MPa till 210MPa, och förlängningen б5 ökade från 9% till 12%. Att lägga till strontium till hypereutektisk al-Si-legering kan minska storleken på primära kiselpartiklar, förbättra plastbearbetningsegenskaper och möjliggöra smidig varm och kall rullning.
Zirkonium
Zirkonium är också ett vanligt tillsatsmedel i aluminiumlegeringar. I allmänhet är mängden tillagd till aluminiumlegeringar 0,1%~ 0,3%. Zirkonium och aluminium bildar Zral3 -föreningar, som kan hindra omkristallisationsprocessen och förfina de omkristalliserade korn. Zirkonium kan också förfina gjutningsstrukturen, men effekten är mindre än titan. Närvaron av zirkonium kommer att minska kornförädlingseffekten av titan och bor. I al-Zn-Mg-Cu-legeringar, eftersom zirkonium har en mindre effekt på kylningskänsligheten än krom och mangan, är det lämpligt att använda zirkonium istället för krom och mangan för att förfina omkristalliserad struktur.
Sällsynta jordelement
Sällsynta jordartselement tillsätts till aluminiumlegeringar för att öka komponentens superkylning under gjutning av aluminiumlegering, förädla korn, minska sekundär kristallavstånd, minska gaser och inneslutningar i legeringen och tenderar att sfärera inkluderingsfasen. Det kan också minska ytspänningen på smältan, öka flytande och underlätta gjutning i göt, vilket har en betydande inverkan på processprestanda. Det är bättre att lägga till olika sällsynta jordar till ett belopp av cirka 0,1%. Tillsatsen av blandade sällsynta jordar (blandad LA-CE-PR-ND, etc.) minskar den kritiska temperaturen för bildning av åldrande G? P-zon i Al-0,65%Mg-0,61%Si-legering. Aluminiumlegeringar som innehåller magnesium kan stimulera metamorfismen hos sällsynta jordarelement.
Förorening
Vanadium bildar VAL11 eldfast förening i aluminiumlegeringar, som spelar en roll i förfina korn under smält- och gjutningsprocessen, men dess roll är mindre än för titan och zirkonium. Vanadium har också effekten av att förfina den omkristalliserade strukturen och öka omkristallisationstemperaturen.
Den fasta lösligheten för kalcium i aluminiumlegeringar är extremt låg och den bildar en CAAL4 -förening med aluminium. Kalcium är ett superplastiskt element i aluminiumlegeringar. En aluminiumlegering med cirka 5% kalcium och 5% mangan har superplasticitet. Kalcium och kiselform CASI, som är olöslig i aluminium. Eftersom den fasta lösningsmängden kisel reduceras kan den elektriska konduktiviteten hos industriell ren aluminium förbättras något. Kalcium kan förbättra skärningsprestanda för aluminiumlegeringar. CASI2 kan inte stärka aluminiumlegeringar genom värmebehandling. Spårmängder av kalcium är till hjälp för att ta bort väte från smält aluminium.
Bly-, tenn- och vismutelement är metaller med låg smältpunkt. Deras fasta löslighet i aluminium är liten, vilket minskar legeringens styrka något, men kan förbättra skärprestanda. Vismut utvidgas under stelning, vilket är fördelaktigt för utfodring. Att lägga till vismut till höga magnesiumlegeringar kan förhindra natriumförbringning.
Antimon används huvudsakligen som en modifierare i gjutna aluminiumlegeringar och används sällan i deformerade aluminiumlegeringar. Byt endast Bismuth i al-MG deformerad aluminiumlegering för att förhindra natriumförbringning. Antimonelement tillsätts till vissa Al-Zn-MG-CU-legeringar för att förbättra prestandan för heta pressning och kalla pressningsprocesser.
Beryllium kan förbättra strukturen för oxidfilmen i deformerade aluminiumlegeringar och minska förbränningsförlust och inneslutningar under smältning och gjutning. Beryllium är ett giftigt element som kan orsaka allergisk förgiftning hos människor. Därför kan beryllium inte ingå i aluminiumlegeringar som kommer i kontakt med mat och drycker. Berylliuminnehållet i svetsmaterial styrs vanligtvis under 8 ug/ml. Aluminiumlegeringar som används som svetssubstrat bör också kontrollera berylliuminnehållet.
Natrium är nästan olösligt i aluminium, och den maximala fasta lösligheten är mindre än 0,0025%. Smältpunkten för natrium är låg (97,8 ℃), när natrium är närvarande i legeringen, adsorberas den på dendritytan eller korngränsen under stelning, under varm bearbetning, natrium på korngränsen bildar ett flytande adsorptionsskikt, vilket resulterar i spröd sprickbildning, bildningen av Naalsi -föreningar, inget fritt natrium finns och producerar inte "natrium sprött".
När magnesiuminnehållet överstiger 2%tar magnesium bort kisel och fäller ut fritt natrium, vilket resulterar i ”natriumbrittenhet”. Därför får inte hög magnesiumaluminiumlegering använda natriumsaltflöde. Metoder för att förhindra "natriumförbringare" inkluderar klorering, vilket får natrium att bilda NaCl och släpps ut i slaggen, tillsätt vismut för att bilda Na2BI och komma in i metallmatrisen; Att lägga till antimon för att bilda Na3SB eller lägga till sällsynta jordar kan också ha samma effekt.
Redigerad av May Jiang från Mat Aluminium
Posttid: aug-08-2024
