Koffer
Wann den aluminiumräichen Deel vun der Aluminium-Kofferlegierung 548 ass, ass déi maximal Léislechkeet vu Koffer an Aluminium 5,65%. Wann d'Temperatur op 302 Grad fällt, ass d'Léislechkeet vu Koffer 0,45%. Koffer ass e wichtegt Legierungselement an huet e gewësse Stäerkungseffekt an der Festléisung. Zousätzlech huet de CuAl2, deen duerch d'Alterung ausgefällt, en offensichtlechen Alterungsstäerkungseffekt. De Koffergehalt an Aluminiumlegierungen läit normalerweis tëscht 2,5% an 5%, an de Stäerkungseffekt ass am beschten wann de Koffergehalt tëscht 4% an 6,8% läit, sou datt de Koffergehalt vun de meeschte Duraluminiumlegierungen an dësem Beräich läit. Aluminium-Kofferlegierunge kënnen manner Silizium, Magnesium, Mangan, Chrom, Zink, Eisen an aner Elementer enthalen.
Silizium
Wann den aluminiumräichen Deel vum Al-Si-Legierungssystem eng eutektesch Temperatur vu 577°C huet, ass déi maximal Léislechkeet vu Silizium an der fester Léisung 1,65%. Obwuel d'Léislechkeet mat ofhuelender Temperatur ofhëlt, kënnen dës Legierungen am Allgemengen net duerch Hëtztbehandlung verstäerkt ginn. D'Aluminium-Silizium-Legierung huet exzellent Gosseigenschaften a Korrosiounsbeständegkeet. Wann Magnesium a Silizium gläichzäiteg zu Aluminium bäigefüügt ginn, fir eng Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierung ze bilden, ass d'Stäerkungsphas MgSi. D'Masseverhältnis vu Magnesium zu Silizium ass 1,73:1. Beim Entwerfen vun der Zesummesetzung vun der Al-Mg-Si-Legierung ginn den Inhalt vu Magnesium a Silizium an dësem Verhältnis op der Matrix konfiguréiert. Fir d'Stäerkt vun e puer Al-Mg-Si-Legierungen ze verbesseren, gëtt eng entspriechend Quantitéit u Koffer bäigefüügt, an eng entspriechend Quantitéit u Chrom gëtt bäigefüügt, fir déi negativ Auswierkunge vu Koffer op d'Korrosiounsbeständegkeet auszegläichen.
Déi maximal Léislechkeet vu Mg2Si an Aluminium am aluminiumräichen Deel vum Gläichgewiichtsphasendiagramm vum Al-Mg2Si-Legierungssystem ass 1,85%, an d'Verzögerung ass kleng wann d'Temperatur erofgeet. An deforméierten Aluminiumlegierungen ass d'Zousätzlech vu Silizium eleng zu Aluminium op Schweessmaterialien limitéiert, an d'Zousätzlech vu Silizium zu Aluminium huet och e gewëssen Stäerkungseffekt.
Magnesium
Obwuel d'Léislechkeetskurve weist, datt d'Léislechkeet vu Magnesium an Aluminium staark erofgeet mat der Temperatur erof, ass de Magnesiumgehalt an de meeschte industriell deforméierten Aluminiumlegierungen manner wéi 6%. Den Siliziumgehalt ass och niddreg. Dës Zort Legierung kann net duerch Hëtztbehandlung verstäerkt ginn, awer huet eng gutt Schweessbarkeet, eng gutt Korrosiounsbeständegkeet a mëttel Festigkeit. D'Stäerkung vun Aluminium duerch Magnesium ass offensichtlech. Fir all 1% Erhéijung vum Magnesium klëmmt d'Zuchfestigkeit ëm ongeféier 34 MPa. Wann manner wéi 1% Mangan derbäigesat gëtt, kann den Stäerkungseffekt ergänzt ginn. Dofir kann d'Zousätz vu Mangan de Magnesiumgehalt reduzéieren an d'Tendenz zu waarme Rëss reduzéieren. Zousätzlech kann Mangan och Mg5Al8 Verbindungen gläichméisseg ausfällen, wat d'Korrosiounsbeständegkeet an d'Schweesseistung verbessert.
Mangan
Wann d'eutektesch Temperatur vum flaache Gläichgewiichtsphasendiagramm vum Al-Mn-Legierungssystem 658 ass, ass déi maximal Léislechkeet vu Mangan an der fester Léisung 1,82%. D'Festigkeit vun der Legierung klëmmt mat der Erhéijung vun der Léislechkeet. Wann de Mangangehalt 0,8% ass, erreecht d'Dehnung de maximale Wäert. D'Al-Mn-Legierung ass eng net-alterungshärtend Legierung, dat heescht, si kann net duerch Hëtztbehandlung verstäerkt ginn. Mangan kann de Rekristallisatiounsprozess vun Aluminiumlegierungen verhënneren, d'Rekristallisatiounstemperatur erhéijen an d'rekristalliséiert Kären däitlech verfeineren. D'Verfeinerung vu rekristalliséierte Kären ass haaptsächlech doduerch bedingt, datt déi dispergéiert Partikelen vun MnAl6-Verbindungen de Wuesstum vu rekristalliséierte Kären hemmen. Eng aner Funktioun vu MnAl6 ass et, ongereint Eisen opzeléisen, fir (Fe, Mn)Al6 ze bilden, wouduerch déi schiedlech Auswierkunge vum Eisen reduzéiert ginn. Mangan ass e wichtegt Element an Aluminiumlegierungen. Et kann eleng bäigefüügt ginn, fir eng Al-Mn-Binärlegierung ze bilden. Méi dacks gëtt et zesumme mat anere Legierungselementer bäigefüügt. Dofir enthalen déi meescht Aluminiumlegierungen Mangan.
Zink
D'Léislechkeet vum Zink an Aluminium ass 31,6% bei 275 am aluminiumräichen Deel vum Gläichgewiichtsphasendiagramm vum Al-Zn-Legierungssystem, während seng Léislechkeet op 5,6% bei 125 fällt. D'Zousätzlech vun Zink eleng zu Aluminium huet eng ganz limitéiert Verbesserung vun der Festigkeit vun der Aluminiumlegierung ënner Deformatiounsbedéngungen. Gläichzäiteg gëtt et eng Tendenz zu Spannungskorrosiounsrëss, wat seng Uwendung limitéiert. D'Zousätzlech vun Zink a Magnesium zu Aluminium formt d'Stäerkungsphas Mg/Zn2, déi e bedeitenden Stäerkungseffekt op d'Legierung huet. Wann den Mg/Zn2-Gehalt vun 0,5% op 12% erhéicht gëtt, kënnen d'Zuchfestigkeit an d'Flëssegkeetsgrenz däitlech erhéicht ginn. An iwwerhaapt haarden Aluminiumlegierungen, wou den Magnesiumgehalt déi erfuerderlech Quantitéit fir d'Bildung vun der Mg/Zn2-Phas iwwerschreit, ass d'Spannungskorrosiounsrëssbeständegkeet am gréissten, wann de Verhältnes vun Zink zu Magnesium op ongeféier 2,7 kontrolléiert gëtt. Zum Beispill formt d'Zousätzlech vun engem Element Koffer zu Al-Zn-Mg eng Al-Zn-Mg-Cu-Serielegierung. Den Effekt vun der Basisverstäerkung ass dee gréissten ënner all Aluminiumlegierungen. Et ass och e wichtegt Aluminiumlegierungsmaterial an der Loftfaart-, Loftfaartindustrie an der Elektrizitéitsindustrie.
Eisen a Silizium
Eisen gëtt als Legierungselementer an Al-Cu-Mg-Ni-Fe Serie geschmiedten Aluminiumlegierungen bäigefüügt, a Silizium gëtt als Legierungselementer an Al-Mg-Si Serie geschmiedten Aluminium an an Al-Si Serie Schweessstangen an Aluminium-Silizium Gosslegierungen bäigefüügt. A Basis Aluminiumlegierungen sinn Silizium an Eisen heefeg Ongereinheetselementer, déi e wesentlechen Afloss op d'Eegeschafte vun der Legierung hunn. Si existéieren haaptsächlech als FeCl3 a fräit Silizium. Wann Silizium méi grouss ass wéi Eisen, gëtt eng β-FeSiAl3 (oder Fe2Si2Al9) Phas geformt, a wann Eisen méi grouss ass wéi Silizium, gëtt eng α-Fe2SiAl8 (oder Fe3Si2Al12) geformt. Wann d'Verhältnes vun Eisen a Silizium net korrekt ass, verursaacht dat Rëss am Goss. Wann den Eisengehalt am Gossaluminium ze héich ass, gëtt d'Goss brécheg.
Titan a Bor
Titan ass en dacks benotzten Zousazelement an Aluminiumlegierungen, deen a Form vun enger Al-Ti- oder Al-Ti-B-Masterlegierung bäigefüügt gëtt. Titan an Aluminium bilden d'TiAl2-Phase, déi während der Kristallisatioun zu engem net-spontanen Kär gëtt a bei der Verfeinerung vun der Gossstruktur an der Schweessstruktur eng Roll spillt. Wann Al-Ti-Legierungen enger Pakungsreaktioun ënnerleien, ass de kriteschen Titangehalt ongeféier 0,15%. Wann Bor präsent ass, ass d'Verlangsamung nëmmen 0,01%.
Chrom
Chrom ass en heefeg Zousazelement an Al-Mg-Si-Serie, Al-Mg-Zn-Serie an Al-Mg-Serie Legierungen. Bei 600°C ass d'Léislechkeet vu Chrom an Aluminium 0,8%, an et ass bei Raumtemperatur grondsätzlech onléislech. Chrom bilt intermetallesch Verbindungen wéi (CrFe)Al7 an (CrMn)Al12 an Aluminium, wat de Keimbildungs- a Wuesstumsprozess vun der Rekristallisatioun behënnert an e gewësse stäerkenden Effekt op d'Legierung huet. Et kann och d'Zähegkeet vun der Legierung verbesseren an d'Ufällegkeet fir Spannungskorrosiounsrëss reduzéieren.
Wéi och ëmmer, erhéicht d'Plaz d'Ofschlossempfindlechkeet, wouduerch den eloxéierte Film giel gëtt. D'Quantitéit u Chrom, déi zu Aluminiumlegierungen bäigefüügt gëtt, däerf am Allgemengen net méi wéi 0,35% sinn, a hëlt mat der Erhéijung vun den Iwwergangselementer an der Legierung of.
Strontium
Strontium ass en Uewerflächenaktivt Element, dat d'Verhale vun intermetallesche Verbindungsphasen kristallographesch ännere kann. Dofir kann d'Modifikatiounsbehandlung mam Strontiumelement d'plastesch Veraarbechtbarkeet vun der Legierung an d'Qualitéit vum Endprodukt verbesseren. Wéinst senger laanger effektiver Modifikatiounszäit, gudder Wierkung a Reproduzéierbarkeet huet Strontium an de leschte Joren d'Benotzung vun Natrium an Al-Si-Gosslegierungen ersat. D'Zousätz vun 0,015%~0,03% Strontium zu der Aluminiumlegierung fir d'Extrusioun verwandelt d'β-AlFeSi-Phas am Barren an eng α-AlFeSi-Phas, wouduerch d'Homogeniséierungszäit vum Barren ëm 60%~70% reduzéiert gëtt, d'mechanesch Eegeschaften an d'plastesch Veraarbechtbarkeet vu Materialien verbessert ginn; d'Uewerflächenrauheet vun de Produkter verbessert gëtt.
Fir deforméiert Aluminiumlegierungen mat héijem Siliziumgehalt (10%~13%) kann d'Zousätz vun engem Strontiumelement vun 0,02%~0,07% d'Primärkristaller op e Minimum reduzéieren, an d'mechanesch Eegeschafte ginn och däitlech verbessert. D'Zuchfestigkeit бb gëtt vun 233 MPa op 236 MPa erhéicht, an d'Flëssegkeetsgrenz б0,2 gëtt vun 204 MPa op 210 MPa erhéicht, an d'Dehnung б5 gëtt vun 9% op 12% erhéicht. D'Zousätz vu Strontium zu enger hypereutektescher Al-Si-Legierung kann d'Gréisst vun de primäre Siliziumpartikelen reduzéieren, d'Veraarbechtungseigenschaften vu Plastik verbesseren an eng reibungslos waarm- a kalwalzen erméiglechen.
Zirkonium
Zirkonium ass och en heefeg Zousazstoff an Aluminiumlegierungen. Am Allgemengen ass d'Quantitéit, déi zu Aluminiumlegierungen bäigefüügt gëtt, 0,1%~0,3%. Zirkonium an Aluminium bilden ZrAl3-Verbindungen, déi de Rekristallisatiounsprozess behënneren an d'rekristalliséiert Käre verfeineren. Zirkonium kann och d'Gossstruktur verfeineren, awer den Effekt ass méi kleng wéi Titan. D'Präsenz vu Zirkonium reduzéiert den Käreraffinéierungseffekt vun Titan a Bor. An Al-Zn-Mg-Cu-Legierungen, well Zirkonium e méi klengen Effekt op d'Ofschléissempfindlechkeet huet wéi Chrom a Mangan, ass et ubruecht Zirkonium amplaz vu Chrom a Mangan ze benotzen fir d'rekristalliséiert Struktur ze verfeineren.
Selten Äerdelementer
Selten Äerdmetaller ginn Aluminiumlegierungen bäigefüügt fir d'Iwwerkillung vun de Komponenten beim Goss vun Aluminiumlegierungen ze erhéijen, d'Kären ze verfeineren, den Ofstand tëscht de sekundäre Kristaller ze reduzéieren, Gaser an Inklusiounen an der Legierung ze reduzéieren an d'Inklusiounsphase ze sphäroidiséieren. Et kann och d'Uewerflächespannung vun der Schmelz reduzéieren, d'Flëssegkeet erhéijen an d'Goss zu Barren erliichteren, wat e wesentlechen Afloss op d'Prozesleistung huet. Et ass besser, verschidde Selten Äerdmetaller an enger Quantitéit vun ongeféier 0,1% bäizefügen. D'Zousätzlech vu gemëschte Selten Äerdmetaller (gemëschte La-Ce-Pr-Nd, etc.) reduzéiert déi kritesch Temperatur fir d'Bildung vun der Alterungs-G?P-Zon an der Al-0,65%Mg-0,61%Si-Legierung. Aluminiumlegierungen, déi Magnesium enthalen, kënnen de Metamorphismus vu Selten Äerdmetaller stimuléieren.
Onreinheet
Vanadium bilt déi refraktär VAl11-Verbindung an Aluminiumlegierungen, déi eng Roll bei der Raffinéierung vu Kären beim Schmelz- a Gossprozess spillt, awer seng Roll ass méi kleng wéi déi vun Titan a Zirkonium. Vanadium huet och den Effekt, d'rekristalliséiert Struktur ze raffinéieren an d'Rekristallisatiounstemperatur ze erhéijen.
D'Léislechkeet vu Kalzium a Feststoffer an Aluminiumlegierungen ass extrem niddreg, an et bildt eng CaAl4-Verbindung mat Aluminium. Kalzium ass e superplastescht Element vun Aluminiumlegierungen. Eng Aluminiumlegierung mat ongeféier 5% Kalzium a 5% Mangan huet Superplastizitéit. Kalzium a Silizium bilden CaSi, wat an Aluminium net léislech ass. Well d'Quantitéit u Silizium an der fester Léisung reduzéiert gëtt, kann d'elektresch Leetfäegkeet vun industriellem purem Aluminium liicht verbessert ginn. Kalzium kann d'Schneidleistung vun Aluminiumlegierungen verbesseren. CaSi2 kann Aluminiumlegierungen net duerch Hëtzebehandlung verstäerken. Spuermengen u Kalzium si nëtzlech fir Waasserstoff aus geschmoltenem Aluminium ze entfernen.
Blei, Zinn a Wismut sinn Metaller mat engem niddrege Schmelzpunkt. Hir Festlöslechkeet an Aluminium ass kleng, wat d'Festigkeit vun der Legierung liicht reduzéiert, awer d'Schneidleistung verbessere kann. Wismut dehnt sech beim Erstarren aus, wat gutt fir d'Zufuhr ass. Wismut zu Legierungen mat héijem Magnesiumgehalt bäizefügen kann Natriumsprödheet verhënneren.
Antimon gëtt haaptsächlech als Modifikator a gegossenen Aluminiumlegierungen benotzt, a gëtt nëmme selten an deforméierten Aluminiumlegierungen agesat. Bismut gëtt nëmmen an Al-Mg deforméierter Aluminiumlegierung ersat, fir Natriumversprëdegung ze vermeiden. Den Antimon-Element gëtt zu verschiddenen Al-Zn-Mg-Cu-Legierungen bäigefüügt, fir d'Leeschtung vu waarme a kale Pressprozesser ze verbesseren.
Beryllium kann d'Struktur vum Oxidfilm an deforméierten Aluminiumlegierungen verbesseren a Verbrennungsverloschter a Schléissungen beim Schmelzen a Goss reduzéieren. Beryllium ass en gëftegt Element, dat allergesch Vergëftunge beim Mënsch verursaache kann. Dofir kann Beryllium net an Aluminiumlegierungen enthale sinn, déi a Kontakt mat Liewensmëttel a Gedrénks kommen. De Berylliumgehalt a Schweessmaterialien gëtt normalerweis ënner 8μg/ml kontrolléiert. Aluminiumlegierungen, déi als Schweesssubstrater benotzt ginn, sollten och de Berylliumgehalt kontrolléieren.
Natrium ass bal onléislech an Aluminium, an déi maximal Festlöslechkeet ass manner wéi 0,0025%. De Schmelzpunkt vum Natrium ass niddreg (97,8 ℃). Wann Natrium an der Legierung präsent ass, gëtt et während der Erstarrung op der Dendrituewerfläch oder der Kärengrenz adsorbéiert. Wärend der waarmer Veraarbechtung bilt den Natrium op der Kärengrenz eng flësseg Adsorptiounsschicht, wat zu bréchegen Rëssbildung an der Bildung vun NaAlSi-Verbindunge féiert. Kee fräit Natrium gëtt et a produzéiert keng "Natriumbréchegkeet".
Wann de Magnesiumgehalt iwwer 2% geet, hëlt Magnesium Silizium of a fällt fräit Natrium aus, wat zu enger "Natriumsprëchlechkeet" féiert. Dofir ass et net erlaabt, datt Aluminiumlegierungen mat héijem Magnesiumgehalt Natriumsalzflux benotzen. Methode fir "Natriumsprëchlechkeet" ze verhënneren, sinn ënner anerem Chloréierung, wouduerch Natrium NaCl bildt an an d'Schlak ofgeleet gëtt, andeems Wismut bäigefüügt gëtt fir Na2Bi ze bilden an an d'Metallmatrix ze kommen; Antimon bäigefüügt fir Na3Sb ze bilden oder selten Äerdmetaller bäigefüügt kënnen och deeselwechten Effekt hunn.
Geännert vum May Jiang vu MAT Aluminum
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 08.08.2024
