Koper
Wanneer het aluminiumrijke deel van de aluminium-koperlegering 548 is, is de maximale oplosbaarheid van koper in aluminium 5,65%. Wanneer de temperatuur daalt tot 302, is de oplosbaarheid van koper 0,45%. Koper is een belangrijk legeringselement en heeft een bepaald vaste oplossingversterkingseffect. Bovendien heeft de Cual2 neergeslagen door veroudering een duidelijk verouderingseffect. Het kopergehalte in aluminiumlegeringen ligt meestal tussen 2,5% en 5%, en het versterkingseffect is het beste wanneer het kopergehalte tussen 4% en 6,8% ligt, dus het kopergehalte van de meeste duralumine -legeringen ligt binnen dit bereik. Aluminium-copperlegeringen kunnen minder silicium, magnesium, mangaan, chroom, zink, ijzer en andere elementen bevatten.
Silicium
Wanneer het aluminiumrijke deel van het Al-Si-legeringssysteem een eutectische temperatuur van 577 heeft, is de maximale oplosbaarheid van silicium in de vaste oplossing 1,65%. Hoewel de oplosbaarheid afneemt met dalende temperatuur, kunnen deze legeringen over het algemeen niet worden versterkt door warmtebehandeling. Aluminium-siliciumlegering heeft uitstekende gieteigenschappen en corrosieweerstand. Als magnesium en silicium tegelijkertijd aan aluminium worden toegevoegd om een aluminium-magnesium-siliciumlegering te vormen, is de versterkingsfase MGSI. De massaverhouding van magnesium tot silicium is 1,73: 1. Bij het ontwerpen van de samenstelling van de Al-Mg-Si-legering wordt de inhoud van magnesium en silicium geconfigureerd in deze verhouding op de matrix. Om de sterkte van sommige Al-Mg-Si-legeringen te verbeteren, wordt een geschikte hoeveelheid koper toegevoegd en wordt een geschikte hoeveelheid chroom toegevoegd om de nadelige effecten van koper op corrosieweerstand te compenseren.
De maximale oplosbaarheid van Mg2SI in aluminium in het aluminiumrijke deel van het evenwichtsfasediagram van het AL-MG2SI-legeringssysteem is 1,85%en de vertraging is klein naarmate de temperatuur daalt. In vervormde aluminiumlegeringen is de toevoeging van silicium alleen aan aluminium beperkt tot lasmaterialen, en de toevoeging van silicium aan aluminium heeft ook een bepaald versterkingseffect.
Magnesium
Hoewel de oplosbaarheidscurve laat zien dat de oplosbaarheid van magnesium in aluminium aanzienlijk afneemt naarmate de temperatuur daalt, is het magnesiumgehalte in de meeste industriële vervormde aluminiumlegeringen minder dan 6%. Het siliciumgehalte is ook laag. Dit type legering kan niet worden versterkt door warmtebehandeling, maar heeft een goede lasbaarheid, goede corrosieweerstand en gemiddelde sterkte. De versterking van aluminium door magnesium is duidelijk. Voor elke toename van 1% in magnesium neemt de treksterkte toe met ongeveer 34MPa. Als er minder dan 1% mangaan wordt toegevoegd, kan het versterkingseffect worden aangevuld. Daarom kan het toevoegen van mangaan het magnesiumgehalte verminderen en de neiging van heet kraken verminderen. Bovendien kan mangaan ook Mg5Al8 -verbindingen uniform neerslaan, de corrosieweerstand en lasprestaties verbeteren.
Mangaan
Wanneer de eutectische temperatuur van het platte evenwichtsfasediagram van het Al-MN-legeringssysteem 658 is, is de maximale oplosbaarheid van mangaan in de vaste oplossing 1,82%. De sterkte van de legering neemt toe met de toename van de oplosbaarheid. Wanneer het mangaangehalte 0,8%is, bereikt de verlenging de maximale waarde. Al-MN-legering is een niet-verouderingslegering, dat wil zeggen dat deze niet kan worden versterkt door warmtebehandeling. Mangaan kan het herkristallisatieproces van aluminiumlegeringen voorkomen, de herkristallisatietemperatuur verhogen en de herkristalliseerde korrels aanzienlijk verfijnen. De verfijning van herkristalliseerde korrels is voornamelijk te wijten aan het feit dat de gedispergeerde deeltjes van MNAL6 -verbindingen de groei van herkristalliseerde korrels belemmeren. Een andere functie van MNAL6 is om onzuiverheidsijzer op te lossen om (Fe, Mn) AL6 te vormen, waardoor de schadelijke effecten van ijzer worden verminderd. Mangaan is een belangrijk element in aluminiumlegeringen. Het kan alleen worden toegevoegd om een al-mn binaire legering te vormen. Vaker wordt het bij elkaar opgeteld met andere legeringselementen. Daarom bevatten de meeste aluminiumlegeringen mangaan.
Zink
De oplosbaarheid van zink in aluminium is 31,6% op 275 in het aluminiumrijke deel van het evenwichtsfasediagram van het AL-Zn-legeringssysteem, terwijl de oplosbaarheid ervan daalt tot 5,6% op 125. Alleen zink toevoegen aan aluminium heeft een zeer beperkte verbetering in De sterkte van de aluminiumlegering onder vervormingsomstandigheden. Tegelijkertijd is er een neiging tot stresscorrosiebraak, waardoor de toepassing ervan wordt beperkt. Het toevoegen van zink en magnesium aan aluminium vormt tegelijkertijd de versterkingsfase mg/Zn2, die een significant versterking effect op de legering heeft. Wanneer het Mg/Zn2 -gehalte wordt verhoogd van 0,5% tot 12%, kan de treksterkte en de opbrengststerkte aanzienlijk worden verhoogd. In superhard aluminiumlegeringen waarbij het magnesiumgehalte de vereiste hoeveelheid overschrijdt om de mg/zn2 -fase te vormen, wanneer de verhouding van zink tot magnesium wordt geregeld op ongeveer 2,7, is de stresscorrosiekraakweerstand het grootst. Het toevoegen van koperelement aan al-Zn-Mg vormt bijvoorbeeld een al-Zn-Mg-Cu-serie legering. Het basisversterkingseffect is het grootste van alle aluminiumlegeringen. Het is ook een belangrijk aluminiumlegeringsmateriaal in de ruimtevaart, de luchtvaartindustrie en de elektriciteitsindustrie.
IJzer en silicium
IJzer wordt toegevoegd als legeringselementen in Al-Cu-Mg-Ni-Fe-serie Smeed aluminiumlegeringen, en silicium wordt toegevoegd als legeringselementen in Al-Mg-Si-serie bewerkte aluminium en in Al-Si-serie lasstaven en aluminium-Silicon casting legeringen. In basisaluminiumlegeringen zijn silicium en ijzer veelzijdige onzuiverheidselementen, die een significante impact hebben op de eigenschappen van de legering. Ze bestaan voornamelijk als Fecl3 en vrij silicium. Wanneer silicium groter is dan ijzer, wordt β-Fesial3 (of Fe2Si2Al9) fase gevormd en wanneer ijzer groter is dan silicium, wordt a-Fe2SIAL8 (of Fe3Si2Al12) gevormd. Wanneer de verhouding van ijzer en silicium ongepast is, zal dit scheuren in het gieten veroorzaken. Wanneer het ijzergehalte in gegoten aluminium te hoog is, wordt het gieten bros.
Titanium en boor
Titanium is een veelgebruikt additief-element in aluminiumlegeringen, toegevoegd in de vorm van al-Ti of al-Ti-B masterlegering. Titanium en aluminium vormen de TIAL2-fase, die een niet-spontane kern wordt tijdens kristallisatie en een rol speelt bij het verfijnen van de gietstructuur en lasstructuur. Wanneer Al-Ti-legeringen een pakketreactie ondergaan, is de kritieke inhoud van titanium ongeveer 0,15%. Als boor aanwezig is, is de vertraging zo klein als 0,01%.
Chroom
Chromium is een veel voorkomend additief-element in AL-MG-SI-serie, AL-MG-ZN-serie en Al-MG Series-legeringen. Bij 600 ° C is de oplosbaarheid van chroom in aluminium 0,8%en is het in feite onoplosbaar bij kamertemperatuur. Chromium vormt intermetallische verbindingen zoals (CRFE) AL7 en (CRMN) AL12 in aluminium, die het nucleatie- en groeiproces van herkristallisatie belemmert en een bepaald versterkende effect op de legering heeft. Het kan ook de taaiheid van de legering verbeteren en de gevoeligheid voor stresscorrosiebraak verminderen.
De site verhoogt echter de blusgevoeligheid, waardoor de geanodiseerde film geel wordt. De hoeveelheid chroom toegevoegd aan aluminiumlegeringen is in het algemeen niet groter dan 0,35%en neemt af met de toename van overgangselementen in de legering.
Strontium
Strontium is een oppervlakte-actief element dat het gedrag van intermetallische verbindingsfasen kristallografisch kan veranderen. Daarom kan modificatiebehandeling met strontium -element de plastic werkbaarheid van de legering en de kwaliteit van het eindproduct verbeteren. Vanwege de lange effectieve aanpassingstijd, het goede effect en de reproduceerbaarheid, heeft Strontium de afgelopen jaren het gebruik van natrium in Al-Si Casting-legeringen vervangen. Het toevoegen van 0,015%~ 0,03%strontium aan de aluminiumlegering voor extrusie verandert de β-alalfesi-fase in de ingot in α-alalfesi-fase, waardoor de ingot-homogenisatietijd met 60%~ 70%wordt verminderd, waardoor de mechanische eigenschappen en plastic verwerkbaarheid van materialen worden verbeterd; Verbetering van de oppervlakteruwheid van producten.
Voor hoog-silicium (10%~ 13%) vervormde aluminiumlegeringen, kan het toevoegen van 0,02%~ 0,07%strontium-element primaire kristallen tot een minimum verminderen en de mechanische eigenschappen zijn ook aanzienlijk verbeterd. De treksterkte бB wordt verhoogd van 233MPa tot 236MPa, en de opbrengststerkte б0,2 steeg van 204MPa tot 210MPa, en de verlenging б5 steeg van 9% tot 12%. Het toevoegen van strontium aan hypereutectische al-Si-legering kan de grootte van primaire siliciumdeeltjes verminderen, de plastic verwerkingseigenschappen verbeteren en glad warm en koud rollen mogelijk maken.
Zirkonium
Zirkonium is ook een veel voorkomend additief in aluminiumlegeringen. Over het algemeen is het bedrag dat wordt toegevoegd aan aluminiumlegeringen 0,1%~ 0,3%. Zirkonium en aluminium vormen Zral3 -verbindingen, die het herkristallisatieproces kunnen belemmeren en de herkristalliseerde korrels kunnen verfijnen. Zirkonium kan ook de gietstructuur verfijnen, maar het effect is kleiner dan titanium. De aanwezigheid van zirkonium zal het graanrefiningeffect van titanium en boor verminderen. In Al-Zn-Mg-Cu-legeringen, aangezien zirkonium een kleiner effect heeft op de blusgevoeligheid dan chroom en mangaan, is het gepast om zirkonium te gebruiken in plaats van chroom en mangaan om de herkristalliseerde structuur te verfijnen.
Zeldzame aardelementen
Zeldzame aardelementen worden toegevoegd aan aluminiumlegeringen om het onderkoelen van componenten tijdens het gieten van aluminiumlegering te vergroten, korrels te verfijnen, secundaire kristalafstand te verminderen, gassen en insluitsels in de legering te verminderen en de neiging te hebben om de inclusiefase te sferaliseren. Het kan ook de oppervlaktespanning van de smelt verminderen, de vloeibaarheid verhogen en gieting in ingots vergemakkelijken, wat een aanzienlijke invloed heeft op de procesprestaties. Het is beter om verschillende zeldzame aardes toe te voegen in een hoeveelheid van ongeveer 0,1%. De toevoeging van gemengde zeldzame aardes (gemengde La-Ce-P-ND, enz.) Vermindert de kritische temperatuur voor de vorming van verouderende G? P-zone in AL-0,65%MG-0,61%Si-legering. Aluminiumlegeringen die magnesium bevatten, kunnen het metamorfisme van zeldzame aardelementen stimuleren.
Onzuiverheid
Vanadium vormt val11 refractaire verbinding in aluminiumlegeringen, die een rol speelt bij het verfijnen van korrels tijdens het smelt- en gietproces, maar de rol is kleiner dan die van titanium en zirkonium. Vanadium heeft ook het effect van het verfijnen van de herkristalliseerde structuur en het verhogen van de herkristallisatietemperatuur.
De vaste oplosbaarheid van calcium in aluminiumlegeringen is extreem laag en vormt een CAAL4 -verbinding met aluminium. Calcium is een superplastisch element van aluminiumlegeringen. Een aluminiumlegering met ongeveer 5% calcium en 5% mangaan heeft superplasticiteit. Calcium en silicium vormen CASI, die onoplosbaar is in aluminium. Aangezien de vaste oplossingshoeveelheid silicium wordt verminderd, kan de elektrische geleidbaarheid van industrieel zuiver aluminium enigszins worden verbeterd. Calcium kan de snijprestaties van aluminiumlegeringen verbeteren. CASI2 kan aluminiumlegeringen niet versterken door warmtebehandeling. Spoorhoeveelheden calcium zijn nuttig bij het verwijderen van waterstof uit gesmolten aluminium.
Lood-, tin- en bismut -elementen zijn metalen met een laag smeltpunt. Hun vaste oplosbaarheid in aluminium is klein, wat de sterkte van de legering enigszins vermindert, maar de snijprestaties kan verbeteren. Bismuth breidt zich uit tijdens stolling, wat gunstig is voor voeding. Het toevoegen van bismut aan hoge magnesiumlegeringen kan natriumverblijven voorkomen.
Antimoon wordt voornamelijk gebruikt als een modificator in gegoten aluminiumlegeringen en wordt zelden gebruikt in vervormde aluminiumlegeringen. Vervang alleen Bismuth in Al-Mg vervormde aluminiumlegering om natriumverblijven te voorkomen. Antimoon-element wordt toegevoegd aan sommige Al-Zn-Mg-Cu-legeringen om de prestaties van hete dringende en koude dringende processen te verbeteren.
Beryllium kan de structuur van de oxidefilm in vervormde aluminiumlegeringen verbeteren en brandend verlies en insluitsels verminderen tijdens het smelten en het gieten. Beryllium is een giftig element dat allergische vergiftiging bij mensen kan veroorzaken. Daarom kan beryllium niet worden opgenomen in aluminiumlegeringen die in contact komen met voedsel en dranken. Het berylliumgehalte in lasmaterialen wordt meestal onder 8μg/ml geregeld. Aluminiumlegeringen die als lassubstraten worden gebruikt, moeten ook het berylliumgehalte regelen.
Natrium is bijna onoplosbaar in aluminium en de maximale vaste oplosbaarheid is minder dan 0,0025%. Het smeltpunt van natrium is laag (97,8 ℃), wanneer natrium aanwezig is in de legering, wordt het geadsorbeerd op het dendrietoppervlak of de korrelgrens tijdens stolling, tijdens hete verwerking, het natrium op de korrelgrens vormt een vloeibare adsorptielaag, resulterend in bros kraken, de vorming van Nausi -verbindingen, bestaat er geen vrij natrium en produceert geen "natrium bros".
Wanneer het magnesiumgehalte groter is dan 2%, neemt magnesium silicium weg en neerslaat vrij natrium, wat resulteert in "natriumbrosheid". Daarom is de hoge magnesiumaluminiumlegering niet toegestaan om natriumzoutflux te gebruiken. Methoden om "natriumverblijven" te voorkomen, omvatten chlorering, waardoor natrium NaCl vormt en in de slak wordt geloosd, waardoor bismut na2BI wordt gevormd en de metalen matrix binnengaat; Het toevoegen van antimoon om NA3SB te vormen of het toevoegen van zeldzame aardes kan ook hetzelfde effect hebben.
Bewerkt door May Jiang van Mat Aluminium
Posttijd: aug-08-2024
