Медь
Когда богатая алюминиевым сплавом сплава алюминиевого сплава составляет 548, максимальная растворимость меди в алюминии составляет 5,65%. Когда температура падает до 302, растворимость меди составляет 0,45%. Медь является важным сплавным элементом и обладает определенным эффектом укрепления твердого раствора. Кроме того, Cual2, осажденный старением, имеет очевидный эффект укрепления старения. Содержание меди в алюминиевых сплавах обычно составляет от 2,5% до 5%, а эффект укрепления лучше всего, когда содержание меди составляет от 4% до 6,8%, поэтому содержание меди в большинстве сплавов дуралемина находится в этом диапазоне. Алюминиевые сплавы могут содержать меньше кремния, магния, марганца, хрома, цинка, железа и других элементов.
Кремний
Когда богатая алюминиевой частью системы сплава Al-Si имеет эвтектическую температуру 577, максимальная растворимость кремния в твердом растворе составляет 1,65%. Хотя растворимость уменьшается с снижением температуры, эти сплавы обычно не могут быть укреплены путем термической обработки. Алюминиевая сплава имеет отличные свойства кастинга и коррозионную стойкость. Если магний и кремний добавляются в алюминий одновременно с образованием сплава алюминиевого магностия-силикона, фаза укрепления-MGSI. Массовое соотношение магния и кремния составляет 1,73: 1. При проектировании состава сплава Al-Mg-Si содержимое магния и кремния настраивается в этом соотношении на матрице. Чтобы улучшить силу некоторых сплавов Al-Mg-Si, добавляется соответствующее количество меди, и добавляется соответствующее количество хрома для компенсации побочных эффектов меди на коррозионную устойчивость.
Максимальная растворимость MG2SI в алюминии в богатой алюминиевой части диаграммы равновесной фазы системы сплава Al-MG2SI составляет 1,85%, а замедление невелико по мере снижения температуры. В деформированных алюминиевых сплавах добавление только кремния к алюминиевым материалам ограничено сварщиками, а добавление кремния к алюминиеку также оказывает определенное усиление.
Магний
Хотя кривая растворимости показывает, что растворимость магния в алюминии значительно снижается по мере снижения температуры, содержание магния в большинстве промышленных деформированных алюминиевых сплавов составляет менее 6%. Содержание кремния также низкое. Этот тип сплава не может быть укреплен с помощью термообработки, но имеет хорошую сварку, хорошую коррозионную устойчивость и прочность средней. Укрепление алюминия магнием очевидно. На каждый 1% увеличивается магний, прочность на растяжение увеличивается примерно на 34 МПа. Если добавлено менее 1% марганца, эффект укрепления может быть дополнен. Следовательно, добавление марганца может уменьшить содержание магния и уменьшить тенденцию горячего растрескивания. Кроме того, марганец также может равномерно осадить соединения MG5AL8, улучшая коррозионную стойкость и производительность сварки.
Марганец
Когда эвтектическая температура фазовой диаграммы плоской равновесия системы сплава Al-Mn составляет 658, максимальная растворимость марганца в твердом растворе составляет 1,82%. Сила сплава увеличивается с увеличением растворимости. Когда содержание марганца составляет 0,8%, удлинение достигает максимального значения. Аль-МН сплав-это негажающий сплав, то есть он не может быть укреплен термической обработкой. Марганец может предотвратить процесс перекристаллизации алюминиевых сплавов, повысить температуру перекристаллизации и значительно уточнить перекристаллизованные зерна. Уточнение рекристаллизованного зерна в основном связано с тем, что диспергированные частицы соединений mnal6 препятствуют росту рекристаллизованных зерен. Другая функция MNAL6 состоит в том, чтобы растворить примеси с железом для формирования (Fe, Mn) Al6, уменьшая вредные эффекты железа. Марганец является важным элементом в алюминиевых сплавах. Его можно добавить в одиночку, чтобы сформировать бинарный сплав Al-Mn. Чаще это добавляется вместе с другими легирующими элементами. Следовательно, большинство алюминиевых сплавов содержат марганец.
Цинк
Растворимость цинка в алюминиевом составляет 31,6% при 275 в богатой алюминиевой части диаграммы равновесной фазовой диаграммы системы сплава Al-ZN, в то время как растворимость падает до 5,6% при 125. Добавление только цинка к алюминию имеет очень ограниченное улучшение в Сила алюминиевого сплава в условиях деформации. В то же время существует тенденция к растрескиванию коррозии напряжения, что ограничивает его применение. Добавление цинка и магния в алюминий в одно и то же время образует фазу укрепления Mg/Zn2, которая оказывает значительное усиление влияния на сплав. Когда содержание Mg/Zn2 увеличивается с 0,5% до 12%, прочность на растяжение и прочность доходности могут быть значительно увеличены. В алюминиевых сплавах Superhard, где содержание магния превышает требуемое количество для формирования фазы Mg/Zn2, когда соотношение цинка к магнету контролируется примерно в 2,7, сопротивление трещин в коррозии напряжения является наибольшим. Например, добавление медного элемента в Al-Zn-Mg образует сплав серии Al-Zn-Mg-Cu. Эффект укрепления базы является самым большим среди всех алюминиевых сплавов. Это также важный материал алюминиевого сплава в аэрокосмической, авиационной промышленности и электростанции.
Железо и кремний
Железо добавляется в качестве легирующих элементов в сериале Al-Cu-Mg-Ni-Fe, кованых алюминиевых сплавах, а кремний добавляется в качестве легирующих элементов в серии серии Al-Mg-Si, которые приводили в алюминиевые и в серии Al-Si стержни и алюминиевое литье SILICON. сплавы. В базовых алюминиевых сплавах кремниевые и железные элементы являются общие примеси, которые оказывают значительное влияние на свойства сплава. Они в основном существуют как FECL3 и свободный кремний. Когда кремний больше железа, образуется фаза β-Fesial3 (или Fe2SI2Al9), и когда образуется железо больше, чем кремний, α-Fe2sial8 (или Fe3si2al12). Когда соотношение железа и кремния является ненадлежащим, оно вызовет трещины в литье. Когда содержание железа в листовом алюминиевом виде слишком высок, кастинг станет хрупким.
Титан и бор
Титан является широко используемым аддитивным элементом в алюминиевых сплавах, добавляемым в форме сплава Al-Ti или Al-Ti-B. Титан и алюминий образуют фазу Tial2, которая становится не спонтанным ядром во время кристаллизации и играет роль в уточнении структуры литья и структуры сварки. Когда сплавы Al-Ti подвергаются реакции пакета, критическое содержание титана составляет около 0,15%. Если бор присутствует, замедление составляет 0,01%.
Хром
Chromium является общим аддитивным элементом в серии Al-Mg-Si, серии Al-MG-ZN и сплавах серии Al-MG. При 600 ° C растворимость хрома в алюминии составляет 0,8%, и в основном он нерастворим при комнатной температуре. Хромий образует интерметаллические соединения, такие как (CRFE) Al7 и (CRMN) Al12 в алюминиевом, который препятствует зарождению и процессу роста перекристаллизации и оказывает определенное усилительное влияние на сплав. Это также может улучшить вязкость сплава и снизить восприимчивость к растрескиванию в коррозии.
Тем не менее, сайт повышает чувствительность гашения, делая анодированную пленку желтой. Количество хрома, добавленного к алюминиевым сплавам, обычно не превышает 0,35%и уменьшается с увеличением переходных элементов в сплаве.
Стронций
Strontium-это поверхностно-активный элемент, который может изменить поведение интерметаллических фаз соединения кристаллографически. Следовательно, модификационная обработка элементом стронция может улучшить пластиковую работоспособность сплава и качество конечного продукта. Из-за долгого эффективного времени модификации, хорошего эффекта и воспроизводимости в последние годы Strontium заменил использование натрия в сплавах Al-Si. Добавление 0,015%~ 0,03%стронция в алюминиевый сплав для экструзии превращает фазу β-альфеси в насипку в фазу α-альфеси, уменьшая время гомогенизации слизи на 60%~ 70%, улучшая механические свойства и пластиковую обработку материалов; Улучшение шероховатости поверхности продуктов.
Для деформированных алюминиевых сплавов с высоким уровнем силикона (10%~ 13%) добавление 0,02%~ 0,07%элемента стронция может снизить первичные кристаллы до минимума, а механические свойства также значительно улучшаются. Прочность на растяжение бБ увеличивается с 233 МПа до 236 МПа, а прочность урожая B -0,2 увеличилась с 204 МПа до 210 МПа, а удлинение B5 увеличилось с 9% до 12%. Добавление стронция к гиперэтктике сплава Al-Si может уменьшить размер первичных кремниевых частиц, улучшить свойства пластиковой обработки и обеспечить плавную горячую и холодную прокатку.
Цирконий
Цирконий также является обычной добавкой в алюминиевых сплавах. Как правило, сумма, добавленная к алюминиевым сплавам, составляет 0,1%~ 0,3%. Цирконий и алюминиевые соединения образуют соединения Zral3, которые могут препятствовать процессу перекристаллизации и уточнить перекристаллизованные зерна. Цирконий также может уточнить структуру литья, но эффект меньше, чем титан. Присутствие циркония уменьшит эффект переработки зерна на титана и бора. В сплавах Al-Zn-Mg-Cu, поскольку цирконий оказывает меньшее влияние на чувствительность гашения, чем хром и марганец, целесообразно использовать цирконий вместо хрома и марганца для уточнения рекристаллизованной структуры.
Редкоземельные элементы
Редко -земные элементы добавляются к алюминиевым сплавам для увеличения переохлаждения компонентов во время литья алюминиевого сплава, уточнить зерна, уменьшить вторичное расстояние кристаллов, уменьшать газы и включения в сплав и, как правило, сфероидируют фазу включения. Это также может уменьшить поверхностное натяжение расплава, увеличить текучесть и облегчить литье в слитки, что оказывает значительное влияние на производительность процесса. Лучше добавить различные редкоземельные Земли в размере около 0,1%. Добавление смешанных редкоземелей (смешанная LA-CE-PR-ND и т. Д.) снижает критическую температуру для образования зоны старения G? P в Al-0,65%Mg-0,61%сплава Si. Алюминиевые сплавы, содержащие магний, могут стимулировать метаморфизм редкоземельных элементов.
Нечистота
Ванадий образует рефрактерное соединение Val11 в алюминиевых сплавах, которое играет роль в уточнении зерен в процессе плавления и литья, но его роль меньше, чем у титана и циркония. Ванадий также имеет влияние уточнения рекристаллизованной структуры и повышения температуры рекристаллизации.
Сплошная растворимость кальция в алюминиевых сплавах чрезвычайно низкая, и она образует соединение CAAL4 с алюминием. Кальций является сверхпластичным элементом алюминиевых сплавов. Алюминиевый сплав с приблизительно 5% кальцием и 5% марганца обладает сверхпластичностью. Кальций и кремний образуют кази, который нерастворим в алюминии. Поскольку твердое количество раствора кремния уменьшается, электрическая проводимость промышленного чистого алюминия может быть слегка улучшена. Кальций может улучшить производительность резки алюминиевых сплавов. CASI2 не может укрепить алюминиевые сплавы с помощью термообработки. Следы кальция полезны для удаления водорода из расплавленного алюминия.
Элементы свинца, олова и висмута являются металлами с низким уровнем плавления. Их твердое растворимость в алюминии невелика, что немного уменьшает прочность сплава, но может улучшить производительность резки. Бисмут расширяется во время затвердевания, что полезно для кормления. Добавление висмута к сплавам с высоким магниями может предотвратить охрупление натрия.
Сурьма в основном используется в качестве модификатора в литых алюминиевых сплавах и редко используется в деформированных алюминиевых сплавах. Замените висмут только в алюминиевом сплаве Al-MG для предотвращения охлаждения натрия. Элемент антимоны добавляется к некоторым сплавам Al-Zn-Mg-Cu, чтобы улучшить производительность горячих прессований и холодных процессов.
Бериллий может улучшить структуру оксидной пленки в деформированных алюминиевых сплавах и уменьшить потерю и включения с жжениями во время плавления и литья. Бериллий - это токсичный элемент, который может вызвать аллергическое отравление у людей. Следовательно, бериллий не может быть содержат в алюминиевых сплавах, которые вступают в контакт с едой и напитками. Содержание бериллия в сварочных материалах обычно контролируется ниже 8 мкг/мл. Алюминиевые сплавы, используемые в качестве сварочных субстратов, также должны контролировать содержание бериллиума.
Натрий почти нерастворим в алюминии, а максимальная растворимость твердого вещества составляет менее 0,0025%. Точка плавления натрия низкая (97,8 ℃), когда натрий присутствует в сплаве, он адсорбируется на поверхности дендрита или границе зерна во время затвердевания, во время горячей обработки натрия на границе зерна образует жидкий адсорбционный слой, адсорбционный слой жидко В результате хрупкого растрескивания, образования соединений Naalsi, свободного натрия не существует и не производит «хрупкий натрий».
Когда содержание магния превышает 2%, магний отнимает кремний и осаждает свободный натрий, что приводит к «хрупкости натрия». Следовательно, высокий алюминиевый сплав с высоким магнием не позволяет использовать поток натриевой соли. Методы предотвращения «охррения натрия» включают хлорирование, которое заставляет натрий образуется NaCl и выгружается в шлак, добавляя висмут с образованием Na2BI и въезжая в металлическую матрицу; Добавление сурьмы с образованием NA3SB или добавление редкоземельных элементов также может иметь такой же эффект.
Под редакцией мая Цзян из Mat Aluminum
Время публикации: август-08-2024
