Ванадий образует в алюминиевом сплаве тугоплавкое соединение VAl11, которое играет роль в измельчении зерен в процессе плавки и литья, но эффект меньше, чем у титана и циркония. Ванадий также оказывает эффект измельчения структуры рекристаллизации и повышения температуры рекристаллизации.
Растворимость кальция в твердом состоянии в алюминиевом сплаве крайне низка, и он образует соединение CaAl4 с алюминием. Кальций также является сверхпластичным элементом алюминиевого сплава. Алюминиевый сплав с содержанием кальция около 5% и марганца 5% обладает сверхпластичностью. Кальций и кремний образуют CaSi, который нерастворим в алюминии. Поскольку количество твердого раствора кремния уменьшается, проводимость промышленного чистого алюминия может быть немного улучшена. Кальций может улучшить режущие характеристики алюминиевого сплава. CaSi2 не может усилить термическую обработку алюминиевого сплава. Следы кальция полезны для удаления водорода из расплавленного алюминия.
Свинец, олово и висмут являются легкоплавкими металлами. Они имеют низкую растворимость в твердом состоянии в алюминии, что немного снижает прочность сплава, но может улучшить режущие свойства. Висмут расширяется при затвердевании, что полезно для подачи. Добавление висмута в сплавы с высоким содержанием магния может предотвратить «хрупкость натрия».
Сурьма в основном используется как модификатор в литых алюминиевых сплавах и редко используется в деформируемых алюминиевых сплавах. Заменяйте висмут только в деформируемых алюминиевых сплавах Al-Mg, чтобы предотвратить натриевую хрупкость. При добавлении элемента сурьмы в некоторые сплавы Al-Zn-Mg-Cu можно улучшить характеристики горячего и холодного прессования.
Бериллий может улучшить структуру оксидной пленки в деформируемом алюминиевом сплаве и уменьшить потери при обжиге и включения во время литья. Бериллий является токсичным элементом, который может вызывать аллергическое отравление. Поэтому алюминиевые сплавы, которые контактируют с продуктами питания и напитками, не могут содержать бериллий. Содержание бериллия в сварочных материалах обычно контролируется ниже 8 мкг/мл. Алюминиевый сплав, используемый в качестве сварочной основы, также должен контролировать содержание бериллия.
Натрий почти нерастворим в алюминии, максимальная растворимость в твердом состоянии составляет менее 0,0025%, а температура плавления натрия низкая (97,8 °C). Когда натрий присутствует в сплаве, он адсорбируется на поверхности дендритов или границ зерен во время затвердевания. Во время термической обработки натрий на границе зерен образует жидкий адсорбционный слой, а когда происходит хрупкое растрескивание, образуется соединение NaAlSi, свободного натрия не существует, и «натриевая хрупкость» не возникает. Когда содержание магния превышает 2%, магний будет забирать кремний и осаждать свободный натрий, что приводит к «натриевой хрупкости». Поэтому для алюминиевых сплавов с высоким содержанием магния не допускается использование флюсов на основе солей натрия. Методом предотвращения «натриевой хрупкости» является метод хлорирования, при котором натрий образует NaCl и выбрасывается в шлак, и добавляется висмут, чтобы он образовал Na2Bi и вошел в металлическую матрицу; Добавление сурьмы для образования Na3Sb или добавление редкоземельных элементов также может играть ту же роль.
Под редакцией Мэй Цзян из MAT Aluminum
Время публикации: 11 ноября 2023 г.
