Rolul diferitelor elemente aditive în aliajul de aluminiu

Siliciu (Si)
Siliciul (Si) este ingredientul principal pentru îmbunătățirea fluidității.Cea mai bună fluiditate poate fi obținută de la eutectic la hipereutectic.Cu toate acestea, siliciul (Si) care cristalizează tinde să formeze puncte dure, înrăutățind performanța de tăiere.Prin urmare, în general nu este permisă depășirea punctului eutectic.În plus, siliciul (Si) poate îmbunătăți rezistența la tracțiune, duritatea, performanța de tăiere și rezistența la temperaturi ridicate, reducând în același timp alungirea.
Magneziu (Mg) Aliajul aluminiu-magneziu are cea mai bună rezistență la coroziune.Prin urmare, ADC5 și ADC6 sunt aliaje rezistente la coroziune.Domeniul său de solidificare este foarte mare, astfel încât are fragilitate la cald, iar piesele turnate sunt predispuse la fisurare, ceea ce face turnarea dificilă.Magneziul (Mg) ca impuritate în materialele AL-Cu-Si, Mg2Si va face turnarea fragilă, astfel încât standardul este în general în 0,3%.

Fier (Fe) Deși fierul (Fe) poate crește semnificativ temperatura de recristalizare a zincului (Zn) și poate încetini procesul de recristalizare, în topirea prin turnare sub presiune, fierul (Fe) provine din creuzete de fier, tuburi cu gât de gâscă și unelte de topire și este solubil în zinc (Zn).Fierul (Fe) transportat de aluminiu (Al) este extrem de mic, iar atunci când fierul (Fe) depășește limita de solubilitate, se va cristaliza ca FeAl3.Defectele cauzate de Fe generează în cea mai mare parte zgură și plutesc ca compuși FeAl3.Turnarea devine fragilă, iar prelucrabilitatea se deteriorează.Fluiditatea fierului afectează netezimea suprafeței de turnare.
Impuritățile de fier (Fe) vor genera cristale de FeAl3 asemănătoare cu ace.Deoarece turnarea sub presiune este răcită rapid, cristalele precipitate sunt foarte fine și nu pot fi considerate componente dăunătoare.Dacă conținutul este mai mic de 0,7%, nu este ușor de demolat, astfel încât conținutul de fier de 0,8-1,0% este mai bun pentru turnare sub presiune.Dacă există o cantitate mare de fier (Fe), se vor forma compuși metalici, formând puncte dure.În plus, atunci când conținutul de fier (Fe) depășește 1,2%, acesta va reduce fluiditatea aliajului, va deteriora calitatea turnării și va scurta durata de viață a componentelor metalice din echipamentul de turnare sub presiune.

Nichel (Ni) La fel ca cuprul (Cu), există tendința de a crește rezistența la tracțiune și duritatea și are un impact semnificativ asupra rezistenței la coroziune.Uneori, se adaugă nichel (Ni) pentru a îmbunătăți rezistența la temperatură ridicată și rezistența la căldură, dar are un impact negativ asupra rezistenței la coroziune și conductivității termice.

Mangan (Mn) Poate îmbunătăți rezistența la temperatură ridicată a aliajelor care conțin cupru (Cu) și siliciu (Si).Dacă depășește o anumită limită, este ușor să se genereze compuși cuaternari Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn, care pot forma cu ușurință puncte dure și pot reduce conductivitatea termică.Manganul (Mn) poate preveni procesul de recristalizare a aliajelor de aluminiu, poate crește temperatura de recristalizare și poate rafina semnificativ boabele de recristalizare.Rafinarea boabelor de recristalizare se datorează în principal efectului de împiedicare al particulelor de compus MnAl6 asupra creșterii boabelor de recristalizare.O altă funcție a MnAl6 este de a dizolva impuritățile de fier (Fe) pentru a forma (Fe, Mn)Al6 și de a reduce efectele nocive ale fierului.Manganul (Mn) este un element important al aliajelor de aluminiu și poate fi adăugat ca aliaj binar Al-Mn independent sau împreună cu alte elemente de aliere.Prin urmare, majoritatea aliajelor de aluminiu conțin mangan (Mn).

Zinc (Zn)
Dacă este prezent zinc impur (Zn), acesta va prezenta fragilitate la temperatură ridicată.Cu toate acestea, atunci când este combinat cu mercur (Hg) pentru a forma aliaje puternice de HgZn2, produce un efect de întărire semnificativ.JIS stipulează că conținutul de zinc impur (Zn) ar trebui să fie mai mic de 1,0%, în timp ce standardele străine pot permite până la 3%.Această discuție nu se referă la zinc (Zn) ca o componentă de aliaj, ci mai degrabă rolul său ca o impuritate care tinde să provoace fisuri în piese turnate.

Crom (Cr)
Cromul (Cr) formează compuși intermetalici precum (CrFe)Al7 și (CrMn)Al12 în aluminiu, împiedicând nuclearea și creșterea recristalizării și oferind unele efecte de întărire aliajului.De asemenea, poate îmbunătăți duritatea aliajului și poate reduce sensibilitatea la fisurare la coroziune sub tensiune.Cu toate acestea, poate crește sensibilitatea la stingere.

Titan (Ti)
Chiar și o cantitate mică de titan (Ti) din aliaj îi poate îmbunătăți proprietățile mecanice, dar poate și scădea conductivitatea electrică.Conținutul critic de titan (Ti) în aliajele din seria Al-Ti pentru întărirea prin precipitare este de aproximativ 0,15%, iar prezența acestuia poate fi redusă prin adăugarea de bor.

Plumb (Pb), staniu (Sn) și cadmiu (Cd)
În aliajele de aluminiu pot exista calciu (Ca), plumb (Pb), staniu (Sn) și alte impurități.Deoarece aceste elemente au puncte de topire și structuri diferite, ele formează compuși diferiți cu aluminiu (Al), rezultând efecte diferite asupra proprietăților aliajelor de aluminiu.Calciul (Ca) are o solubilitate solidă foarte scăzută în aluminiu și formează compuși CaAl4 cu aluminiu (Al), care pot îmbunătăți performanța de tăiere a aliajelor de aluminiu.Plumbul (Pb) și staniul (Sn) sunt metale cu punct de topire scăzut cu solubilitate solidă scăzută în aluminiu (Al), care poate reduce rezistența aliajului, dar poate îmbunătăți performanța de tăiere a acestuia.

Creșterea conținutului de plumb (Pb) poate reduce duritatea zincului (Zn) și crește solubilitatea acestuia.Cu toate acestea, dacă oricare dintre plumb (Pb), staniu (Sn) sau cadmiu (Cd) depășește cantitatea specificată într-un aliaj de aluminiu: zinc, poate apărea coroziune.Această coroziune este neregulată, apare după o anumită perioadă și este deosebit de pronunțată în atmosfere cu temperatură ridicată și umiditate ridicată.