Улога различитих елемената у легурима алуминијума

Улога различитих елемената у легурима алуминијума

1703419013222

Бакар

Када је део алуминијумског богат легуром алуминијум-бакра 548, максимална растворљивост бакра у алуминијуму је 5,65%. Када температура падне на 302, растворљивост бакра је 0,45%. Бакар је важан алуминијски елемент и има одређени чврстини ефекат јачања решења. Поред тога, ЦУАЛ2 оборен старењем има очигледан ефекат јачања старења. Садржај бакра у алуминијумским легурама је обично између 2,5% и 5%, а ефекат јачања је најбољи када је садржај бакра између 4% и 6,8%, тако да је садржај бакра у већини Дуралумин легура у овом распону. Легуре бакра алуминијума могу да садрже мање силикона, магнезијума, мангана, хрома, цинка, гвожђа и других елемената.

Силицијум

Када је део алуминијумског богата ал-СИ-СИ система ал-СИ-ја има еутектичку температуру од 577, максимална растворљивост силицијума у ​​чврстом раствору је 1,65%. Иако се растворљивост смањује са смањењем температуре, ове легуре углавном не могу да се ојачају топлотном третманом. Алуминијумско-силицијум легура има одлична својства ливења и отпорност на корозију. Ако се магнезијум и силицијум додају у алуминијум истовремено да формирају алуминијум-магнезијум-силицијум легура, фаза јачања је МГСИ. Масовни однос магнезијума до силицијума је 1,73: 1. Приликом дизајнирања састава ал-Мг-Си легура, садржај магнезијума и силицијума конфигуриран је у овом омјеру на матрици. Да би се побољшала снага неких ал-Мг-СИ легура, додат је одговарајући износ бакра, а додата је одговарајућа количина хрома да надокнади штетне ефекте бакра на отпорност на корозију.

Максимална растворљивост МГ2СИ у алуминијуму у алуминијумским дијелом равнотежне фазе равнотеже АЛ-МГ2СИ легура је 1,85%, а успоравање је мале док се температура смањује. У деформисаним легурама алуминијума, додавање самог силикона алуминијуму је ограничено на материјале за заваривање, а додавање силикона до алуминијума такође има одређени ефекат јачања.

Магнезијум

Иако кривина растворљивости показује да растворљивост магнезијума у ​​алуминијуму значајно смањује, јер температура смањује, садржај магнезијума у ​​већини индустријских деформисаних легура алуминијума је мањи од 6%. Садржај силицијума је такође низак. Ова врста легура не може се ојачати топлотном третманом, већ има добру заваривост, добру отпорност на корозију и средње снаге. Јачање алуминијума магнезијума је очигледно. За сваки 1% повећање магнезијума, чврстоћа затезања расте за око 34МПА. Ако се додаје мање од 1% мангана, ефекат јачања може се допунити. Стога додавање мангана може смањити садржај магнезијума и смањити тенденцију топле пукотине. Поред тога, манган се такође може једнолико значити и једињења МГ5ал8, побољшавајући отпорност на корозију и перформансе заваривања.

Манган

Када је еутектичка температура равног равнотежног фаза фаза ал-МН система легура 658, максимална растворљивост мангана у чврстом раствору је 1,82%. Снага легура расте са повећањем растворљивости. Када је садржај мангана 0,8%, издужење достиже максималну вредност. Ал-Мн легура је незназна легура очвршћивања, односно да се то не може ојачати топлотном третманом. Манган може спречити процес рекристализације легура алуминијума, повећати температуру рекристализације и значајно прерачун рекристализована зрна. Прецијењеност рекристализованих зрна углавном је због чињенице да су распршене честице мнал6 једињења ометају раст рекристализованих зрна. Друга функција МНАЛ6 је да се раствара нечистоће гвожђе у форми (ФЕ, МН) АЛ6, смањујући штетне ефекте гвожђа. Манган је важан елемент у легуру алуминијума. Може се додати сам да формира ал-мн бинарни легур. Чешће се додаје заједно са другим легираним елементима. Стога већина легура алуминијума садржи манган.

Цинка

Растворљивост цинка у алуминијуму је 31,6% у 275 у делу алуминијумског фаза равнотежног фаза система ал-Зн легура, док његова растворљивост падне на 5,6% на 125. Додавање цинка само на алуминијумски цинков Снага алуминијумске легуре под условима деформације. У исто време, постоји тенденција да се пукне корозије стреса, ограничава своју примену. Додавање цинка и магнезијума на алуминијум истовремено формирају јачање фазе мг / зн2, који има значајан јачању на легуру. Када се садржај МГ / ЗН2 повери са 0,5% на 12%, чврстоћа затезања и чврстоћа приноса може се значајно повећати. У легурама на суперхард алуминијума где се садржај магнезијума прелази потребан износ да би се формирао МГ / ЗН2 фаза, када је однос цинка до магнезијума контролисан на око 2.7, отпорност на корозију стреса највећа је. На пример, додавање бакарног елемента АЛ-ЗН-МГ формира Ал-Зн-МГ-Цу серију легура. Ефекат јачања основе је највећи међу свим легурима алуминијума. То је такође важан алуминијумски легурни материјал у ваздухопловству, ваздухопловној индустрији и електроенергетској индустрији.

Гвожђе и силицијум

Гвожђе се додаје као алементи у алуминијумским легурама АЛ-ЦУ-МГ-НИ-ФЕ серије, а силицијум се додаје у алуминијумском елементима у АЛ-МГ-СИ серисаним алуминијумом и ал-СИ серисајућим шипкима за заваривање и ливење АЛ-СИ серије и алуминијум-силицијум Легуре. У базним легурима алуминијума, силицијум и гвожђе су уобичајени елементи нечистоћа, који имају значајан утицај на својства легуре. Они углавном постоје као ФЕЦЛ3 и бесплатни силицијум. Када је силицијум већи од гвожђа, формира се фаза β-фесиал3 (или фЕ2си2ал9), а када је гвожђе већа од силицијума, формира се α-фЕ2сиал8 (или фе3си2ал12 (или фе3си2ал8 (или фе3си2ал12). Када је однос гвожђа и силицијума неправилно, то ће проузроковати пукотине у ливењу. Када је садржај гвожђа у ливеном алуминијуму превисок, лијање ће постати крхко.

Титанијум и борон

Титанијум је уобичајено кориштен адитивни елемент у алуминијумским легурама, додато у облику мастер легуре Ал-ТИ или Ал-ТИ-Б. Титанијум и алуминијум формирају фазу Тиал2, која постаје непреднтако језгро током кристализације и игра улогу у рафинирању структуре ливења и структуре заваривања. Када Ал-ТИ легуре подвргну реакцији пакета, критични садржај титанијума је око 0,15%. Ако је Борон присутан, успоравање је мало као 0,01%.

Хром

Цхромиум је уобичајени адитивни елемент у серији Ал-МГ-СИ, серије Ал-МГ-ЗН и легуре Ал-МГ серије. На 600 ° Ц, растворљивост хрома у алуминијуму је 0,8%, а у основи је нерастворљива на собној температури. Цхромиум формира интерметална једињења као што су (ЦРФЕ) АЛ7 и (ЦРМН) АЛ12 у алуминијуму, који омета поступак на нуклепирање и раст прекристализације и има одређени ефекат јачања на легуру. Такође може побољшати жилавост легуре и смањити осетљивост на пуцање корозије на стресу.

Међутим, сајт повећава осетљивост за гашење, чинећи анодизирани филм жутим. Количина хрома додата алуминијумским легурама углавном не прелази 0,35% и смањује се повећањем транзиционих елемената у легуру.

Стронцијум

Стронцијум је површински активни елемент који може да промени понашање интерметалних фаза сложених фаза кристалографски. Стога, третман модификације елементом стронцијума може побољшати пластичну обрадивост легуре и квалитет коначног производа. Због дугогодишњег времена модификације, доброг ефекта и обновљивости, стронцијум је последњих година заменио употребу натријума у ​​легурима АЛ-СИ. Додавање 0,015% ~ 0,03% стронцијуме на алуминијум легуре за екструдирање, претвара фазу β-алфеси у инготу у фазу α-алфеси, смањујући време хомогенизације ингота за 60% 70%, побољшање механичких својстава и пластичне процесе материјала; Побољшање храпавости површине производа.

За високи силицијум (10% ~ 13%) деформисане легуре алуминијума, додајући 0,02% ~ 0,07% елемента стронцијума може смањити примарне кристале на минимум, а механичка својства се такође значајно побољшавају. ББ затезне снаге се повећава са 233МПА до 236МПА, а снага приноса Б0.2 повећала се са 204МПА на 210МПА, а издужење Б5 је порастао са 9% на 12%. Додавање стронцијуме до хипереутектичког легура ал-си може смањити величину примарних честица силицијума, побољшати својства обраде пластике и омогућити глатко вруће и хладно ваљање.

Цирконијум

Цирконијум је такође уобичајени адитив у легурима алуминијума. Генерално, количина додата алуминијумским легурама је 0,1% ~ 0,3%. Цирконијум и алуминијум формирају Зрал3 једињења која могу ометати процес рекристализације и прерадити рекристализована зрна. Цирконијум такође може да прочисти структуру ливења, али ефекат је мањи од титанијума. Присуство цирконијума смањиће ефекат рафинирања зрна титанијума и бор. У легурама Ал-Зн-МГ-ЦУ-а, пошто цирконијум има мањи утицај на гашење осетљивости од хрома и мангана, прикладно је користити цирконијум уместо хрома и мангана да бисте прецизирали рекристализовану структуру.

Ретки елементи Земље

Ретки елементи Земље додају се алуминијумским легурама да повећају компонентну суперхлађење током ливења алуминијума, рафинисаним зрнама, смањење средњег кристалног размака, смањује гасове и инклузије у легуру и склони су да се у легуру сбгероидизирају у легуру. Такође може смањити површинску напетост тољена, повећати флуидност и олакшати бацање у инготи, што има значајан утицај на перформансе процеса. Боље је додати различите ретке земље у износу од око 0,1%. Додавање мешовитих ретких земаља (мешовити ЛА-ЦЕ-ПР-НД итд.) Смањује критичну температуру за формирање старења Г? П зоне у АЛ-0,65% МГ-0,61% легура. Легуре алуминијума које садрже магнезијум могу подстаћи метаморфизам ретких земаљских елемената.

Нечистоћа

Ванадиум формира Вал11 ватростално једињење у алуминијумским легурама, што игра улогу у рафинирању житарица током процеса топљења и ливења, али његова улога је мања од оне од титанијума и цирконијума. Ванадиум такође има утицаја прерађивања рекристализоване структуре и повећање температуре рекристализације.

Чврста растворљивост калцијума у ​​алуминијумским легурама је изузетно ниска и она формира једињење ЦААЛ4 са алуминијумом. Калцијум је суперпластични елемент легура алуминијума. Алуминијумска легура са око 5% калцијума и 5% мангана има суперпластичност. Калцијум и силицијум формирају ЦАСИ, који је нерастворљив у алуминијуму. Пошто је количина силицијума раствора СИЛИЦОН смањена, електрична проводљивост индустријског чистог алуминијума може се мало побољшати. Калцијум може побољшати перформансе сечења легура алуминијума. ЦАСИ2 не може ојачати легуре алуминијума кроз топлотни третман. Количине трага калцијума су корисне у уклањању водоника из растопљеног алуминијума.

Елементи олова, калаја и бизмут су метали ниске тачке топљења. Њихова чврста растворљивост у алуминијуму је мала, што благо смањује снагу легура, али може побољшати перформансе сечења. Бизмут се проширује током очвршћивања, што је корисно храњење. Додавање бизмута на високе легуре магнезијума може спречити емототање натријума.

Антимон се углавном користи као модификатор у легурама од ливених алуминијума и ретко се користи у деформисаним легурима алуминијума. Замените само бизмуте у ал-мг деформисаном легуру алуминијума како би се спречило умањење натријума. Антимонијски елемент се додаје неким ал-Зн-МГ-Цу легурима да побољшају перформансе врућих пресовала и прехлађених процеса.

Берилијум може побољшати структуру оксидног филма у деформисаном легуру алуминијума и смањити губитак спаљења и инклузија током топљења и ливења. Берилијум је токсичан елемент који може изазвати алергијско тровање људима. Стога се берилијум не може садржавати у легурима алуминијума који долазе у контакт са храном и пићима. Садржај берилијума у ​​материјалима за заваривање обично се контролише испод 8 уг / мл. Алуминијумске легуре које се користе као подлоге за заваривање такође треба да контролишу садржај берилијума.

Натријум је готово нерастворљив у алуминијуму, а максимална чврста растворљивост је мања од 0,0025%. Тачка топљења натријума је ниска (97,8 ℃), када је натријум присутан у легуру, то је адсорбован на површини дендрита или границу зрна током очвршћивања, током вруће обраде, натријум на граници зрна формира ликвидни адсорпциони слој, Резултат крхким пуцањем, формирањем наалси једињења, не постоји бесплатни натријум и не производи "натријум ломљу".

Када садржај магнезијума пређе 2%, магнезијум одузима силицијум и престане слободан натријум, што резултира "раствором натријум-бритлосење". Стога, висока магнезијум алуминијумска легура није дозвољено да користи ток натријум соли. Методе за спречавање "натријум ембрант" укључују хлорирање, што узрокује да натријум формира НаЦл и да се испразни у шљаку, додајући бизмут да формира На2Би и улазак у металну матрицу; Додавање антимоније за образац На3СБ или додавање ретких земаља такође може имати исти ефекат.

Уредио Маи Јианг из мат алуминијума


Вријеме поште: авг-08-2024