Ванадий образует в алюминиевом сплаве тугоплавкое соединение VAl11, которое способствует измельчению зерна при плавке и литье, но его влияние меньше, чем у титана и циркония. Ванадий также способствует измельчению рекристаллизационной структуры и повышению температуры рекристаллизации.
Растворимость кальция в твёрдом состоянии в алюминиевом сплаве крайне мала, и он образует с алюминием соединение CaAl4. Кальций также является сверхпластичным элементом алюминиевого сплава. Алюминиевый сплав, содержащий около 5% кальция и 5% марганца, обладает сверхпластичностью. Кальций и кремний образуют CaSi2, который нерастворим в алюминии. Благодаря уменьшению количества твёрдого раствора кремния, электропроводность чистого промышленного алюминия может быть немного улучшена. Кальций может улучшить режущие свойства алюминиевого сплава. CaSi2 не может упрочнять термическую обработку алюминиевого сплава. Следы кальция полезны для удаления водорода из расплавленного алюминия.
Свинец, олово и висмут — легкоплавкие металлы. Они плохо растворяются в алюминии, что несколько снижает прочность сплава, но может улучшить режущие свойства. Висмут расширяется при затвердевании, что благоприятно влияет на подачу. Добавление висмута в сплавы с высоким содержанием магния может предотвратить «натриевую хрупкость».
Сурьма в основном используется в качестве модификатора в литых алюминиевых сплавах и редко в деформируемых алюминиевых сплавах. В деформируемых алюминиевых сплавах Al-Mg её можно использовать только вместо висмута для предотвращения натриевой хрупкости. Добавление сурьмы в некоторые сплавы Al-Zn-Mg-Cu позволяет улучшить характеристики горячего и холодного прессования.
Бериллий может улучшить структуру оксидной пленки в деформируемых алюминиевых сплавах и уменьшить угар и образование включений при литье. Бериллий — токсичный элемент, способный вызывать аллергические реакции. Поэтому алюминиевые сплавы, контактирующие с пищевыми продуктами и напитками, не должны содержать бериллия. Содержание бериллия в сварочных материалах обычно контролируется ниже 8 мкг/мл. Содержание бериллия в алюминиевом сплаве, используемом в качестве сварочной основы, также должно контролироваться.
Натрий практически 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 «натриевой хрупкости» не возникает. Когда содержание магния превышает 2%, магний будет захватывать 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 высвобождается в шлак, а также добавляется висмут, чтобы превратить его в Na2Bi и войти 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.
