tanso
Kapag ang mayaman sa aluminyo na bahagi ng aluminyo-tanso na haluang metal ay 548, ang pinakamataas na solubility ng tanso sa aluminyo ay 5.65%. Kapag ang temperatura ay bumaba sa 302, ang solubility ng tanso ay 0.45%. Ang tanso ay isang mahalagang elemento ng haluang metal at may tiyak na epekto sa pagpapalakas ng solidong solusyon. Sa karagdagan, ang CuAl2 precipitated sa pamamagitan ng pag-iipon ay may isang halata aging pagpapalakas epekto. Ang nilalaman ng tanso sa mga aluminyo na haluang metal ay karaniwang nasa pagitan ng 2.5% at 5%, at ang epekto ng pagpapalakas ay pinakamahusay kapag ang nilalaman ng tanso ay nasa pagitan ng 4% at 6.8%, kaya ang nilalaman ng tanso ng karamihan sa mga haluang duralumin ay nasa saklaw na ito. Ang mga aluminyo-tanso na haluang metal ay maaaring maglaman ng mas kaunting silikon, magnesiyo, mangganeso, kromo, sink, bakal at iba pang mga elemento.
Silicon
Kapag ang mayaman sa aluminyo na bahagi ng Al-Si alloy system ay may eutectic na temperatura na 577, ang pinakamataas na solubility ng silikon sa solidong solusyon ay 1.65%. Bagama't bumababa ang solubility sa pagbaba ng temperatura, ang mga haluang ito sa pangkalahatan ay hindi maaaring palakasin ng heat treatment. Ang aluminyo-silikon na haluang metal ay may mahusay na mga katangian ng paghahagis at paglaban sa kaagnasan. Kung ang magnesium at silikon ay idinagdag sa aluminyo nang sabay-sabay upang bumuo ng isang aluminyo-magnesium-silikon na haluang metal, ang yugto ng pagpapalakas ay MgSi. Ang mass ratio ng magnesium sa silicon ay 1.73:1. Kapag nagdidisenyo ng komposisyon ng Al-Mg-Si haluang metal, ang mga nilalaman ng magnesiyo at silikon ay na-configure sa ratio na ito sa matrix. Upang mapabuti ang lakas ng ilang Al-Mg-Si alloys, isang naaangkop na dami ng tanso ay idinagdag, at isang naaangkop na halaga ng chromium ay idinagdag upang mabawi ang masamang epekto ng tanso sa corrosion resistance.
Ang maximum na solubility ng Mg2Si sa aluminum sa aluminum-rich na bahagi ng equilibrium phase diagram ng Al-Mg2Si alloy system ay 1.85%, at maliit ang deceleration habang bumababa ang temperatura. Sa mga deformed na aluminyo na haluang metal, ang pagdaragdag ng silikon lamang sa aluminyo ay limitado sa mga materyales sa hinang, at ang pagdaragdag ng silikon sa aluminyo ay mayroon ding tiyak na epekto sa pagpapalakas.
Magnesium
Kahit na ang solubility curve ay nagpapakita na ang solubility ng magnesium sa aluminyo ay lubhang nababawasan habang bumababa ang temperatura, ang nilalaman ng magnesiyo sa karamihan sa mga industriyal na deformed aluminum alloys ay mas mababa sa 6%. Ang nilalaman ng silikon ay mababa din. Ang ganitong uri ng haluang metal ay hindi maaaring palakasin ng heat treatment, ngunit may mahusay na weldability, magandang corrosion resistance, at medium strength. Ang pagpapalakas ng aluminyo sa pamamagitan ng magnesiyo ay halata. Para sa bawat 1% na pagtaas sa magnesium, ang tensile strength ay tumataas ng humigit-kumulang 34MPa. Kung mas mababa sa 1% na mangganeso ang idinagdag, ang epekto ng pagpapalakas ay maaaring dagdagan. Samakatuwid, ang pagdaragdag ng mangganeso ay maaaring mabawasan ang nilalaman ng magnesiyo at mabawasan ang pagkahilig ng mainit na pag-crack. Bilang karagdagan, ang mangganeso ay maaari ring pantay na namuo ng mga Mg5Al8 compound, na nagpapabuti sa resistensya ng kaagnasan at pagganap ng hinang.
Manganese
Kapag ang eutectic temperature ng flat equilibrium phase diagram ng Al-Mn alloy system ay 658, ang maximum solubility ng manganese sa solid solution ay 1.82%. Ang lakas ng haluang metal ay tumataas sa pagtaas ng solubility. Kapag ang nilalaman ng mangganeso ay 0.8%, ang pagpahaba ay umabot sa pinakamataas na halaga. Ang Al-Mn alloy ay isang non-age hardening alloy, iyon ay, hindi ito maaaring palakasin ng heat treatment. Maaaring pigilan ng manganese ang proseso ng recrystallization ng mga aluminum alloy, pataasin ang temperatura ng recrystallization, at makabuluhang pinuhin ang mga na-recrystallized na butil. Ang refinement ng recrystallized grains ay higit sa lahat dahil sa ang katunayan na ang mga dispersed particle ng MnAl6 compounds ay humahadlang sa paglaki ng recrystallized grains. Ang isa pang function ng MnAl6 ay ang pagtunaw ng impurity iron upang mabuo ang (Fe, Mn)Al6, na binabawasan ang mga nakakapinsalang epekto ng iron. Ang Manganese ay isang mahalagang elemento sa mga aluminyo na haluang metal. Maaari itong idagdag nang mag-isa upang bumuo ng isang Al-Mn binary alloy. Mas madalas, ito ay idinagdag kasama ng iba pang mga elemento ng alloying. Samakatuwid, ang karamihan sa mga aluminyo na haluang metal ay naglalaman ng mangganeso.
Sink
Ang solubility ng zinc sa aluminum ay 31.6% sa 275 sa aluminum-rich na bahagi ng equilibrium phase diagram ng Al-Zn alloy system, habang ang solubility nito ay bumaba sa 5.6% sa 125. Ang pagdaragdag ng zinc lamang sa aluminum ay may napakalimitadong pagpapabuti sa ang lakas ng aluminyo haluang metal sa ilalim ng mga kondisyon ng pagpapapangit. Kasabay nito, may posibilidad na magkaroon ng stress corrosion crack, kaya nililimitahan ang aplikasyon nito. Ang pagdaragdag ng zinc at magnesium sa aluminyo sa parehong oras ay bumubuo ng pagpapalakas na bahagi ng Mg/Zn2, na may makabuluhang epekto sa pagpapalakas sa haluang metal. Kapag ang nilalaman ng Mg/Zn2 ay nadagdagan mula 0.5% hanggang 12%, ang lakas ng makunat at lakas ng ani ay maaaring tumaas nang malaki. Sa mga superhard na aluminyo na haluang metal kung saan ang nilalaman ng magnesium ay lumampas sa kinakailangang halaga upang mabuo ang Mg/Zn2 phase, kapag ang ratio ng zinc sa magnesium ay kinokontrol sa humigit-kumulang 2.7, ang stress corrosion cracking resistance ay pinakamalaki. Halimbawa, ang pagdaragdag ng elemento ng tanso sa Al-Zn-Mg ay bumubuo ng Al-Zn-Mg-Cu series alloy. Ang base strengthening effect ay ang pinakamalaki sa lahat ng aluminum alloys. Isa rin itong mahalagang aluminum alloy na materyal sa aerospace, industriya ng abyasyon, at industriya ng kuryente.
Bakal at silikon
Ang bakal ay idinaragdag bilang mga elemento ng haluang metal sa serye ng Al-Cu-Mg-Ni-Fe na mga pundidong aluminyo na haluang metal, at ang silikon ay idinaragdag bilang mga elemento ng haluang metal sa seryeng Al-Mg-Si na gawa sa aluminyo at sa mga welding rod ng Al-Si series at paghahagis ng aluminyo-silicon haluang metal. Sa mga base na haluang metal, ang silikon at bakal ay karaniwang mga elemento ng karumihan, na may malaking epekto sa mga katangian ng haluang metal. Pangunahing umiiral ang mga ito bilang FeCl3 at libreng silikon. Kapag ang silikon ay mas malaki kaysa sa bakal, ang β-FeSiAl3 (o Fe2Si2Al9) na bahagi ay nabuo, at kapag ang bakal ay mas malaki kaysa sa silikon, ang α-Fe2SiAl8 (o Fe3Si2Al12) ay nabuo. Kapag hindi wasto ang ratio ng iron at silicon, magdudulot ito ng mga bitak sa casting. Kapag ang nilalaman ng bakal sa cast aluminyo ay masyadong mataas, ang paghahagis ay magiging malutong.
Titan at Boron
Ang titanium ay isang karaniwang ginagamit na additive na elemento sa mga aluminyo na haluang metal, na idinagdag sa anyo ng Al-Ti o Al-Ti-B master alloy. Binubuo ng Titanium at aluminyo ang TiAl2 phase, na nagiging non-spontaneous core sa panahon ng crystallization at gumaganap ng papel sa pagpino ng casting structure at weld structure. Kapag ang Al-Ti alloys ay sumasailalim sa isang package reaction, ang kritikal na nilalaman ng titanium ay humigit-kumulang 0.15%. Kung naroroon ang boron, ang paghina ay kasing liit ng 0.01%.
Chromium
Ang Chromium ay isang karaniwang additive element sa Al-Mg-Si series, Al-Mg-Zn series, at Al-Mg series alloys. Sa 600 ° C, ang solubility ng chromium sa aluminyo ay 0.8%, at ito ay karaniwang hindi matutunaw sa temperatura ng silid. Ang Chromium ay bumubuo ng mga intermetallic compound tulad ng (CrFe)Al7 at (CrMn)Al12 sa aluminyo, na humahadlang sa nucleation at proseso ng paglago ng recrystallization at may tiyak na epekto sa pagpapalakas sa haluang metal. Maaari din nitong pagbutihin ang tibay ng haluang metal at bawasan ang pagkamaramdamin sa stress corrosion cracking.
Gayunpaman, pinapataas ng site ang quenching sensitivity, na ginagawang dilaw ang anodized film. Ang dami ng chromium na idinagdag sa mga aluminyo na haluang metal sa pangkalahatan ay hindi lalampas sa 0.35%, at bumababa sa pagtaas ng mga elemento ng paglipat sa haluang metal.
Strontium
Ang Strontium ay isang surface-active na elemento na maaaring magbago ng gawi ng mga intermetallic compound phase sa crystallographically. Samakatuwid, ang pagbabago ng paggamot na may strontium elemento ay maaaring mapabuti ang plastic workability ng haluang metal at ang kalidad ng huling produkto. Dahil sa mahabang panahon ng epektibong pagbabago, magandang epekto at reproducibility, pinalitan ng strontium ang paggamit ng sodium sa Al-Si casting alloys nitong mga nakaraang taon. Ang pagdaragdag ng 0.015%~0.03% strontium sa aluminyo haluang metal para sa extrusion ay nagiging β-AlFeSi phase sa ingot sa α-AlFeSi phase, binabawasan ang ingot homogenization time ng 60%~70%, pinapabuti ang mekanikal na katangian at plastic processability ng mga materyales; pagpapabuti ng pagkamagaspang sa ibabaw ng mga produkto.
Para sa high-silicon (10%~13%) deformed aluminum alloys, ang pagdaragdag ng 0.02%~0.07% strontium element ay maaaring mabawasan ang mga pangunahing kristal sa pinakamababa, at ang mga mekanikal na katangian ay makabuluhang napabuti din. Ang tensile strength бb ay tumaas mula 233MPa hanggang 236MPa, at ang yield strength б0.2 ay tumaas mula 204MPa hanggang 210MPa, at ang elongation б5 ay tumaas mula 9% hanggang 12%. Ang pagdaragdag ng strontium sa hypereutectic Al-Si alloy ay maaaring mabawasan ang laki ng mga pangunahing particle ng silikon, mapabuti ang mga katangian ng pagpoproseso ng plastik, at paganahin ang makinis na mainit at malamig na pag-roll.
Zirconium
Ang Zirconium ay isa ring pangkaraniwang additive sa mga aluminyo na haluang metal. Sa pangkalahatan, ang halagang idinagdag sa mga aluminyo na haluang metal ay 0.1%~0.3%. Ang zirconium at aluminyo ay bumubuo ng mga ZrAl3 compound, na maaaring hadlangan ang proseso ng recrystallization at pinuhin ang recrystallized na butil. Maaari ring pinuhin ng Zirconium ang istraktura ng paghahagis, ngunit ang epekto ay mas maliit kaysa sa titanium. Ang pagkakaroon ng zirconium ay magbabawas sa grain refining effect ng titanium at boron. Sa Al-Zn-Mg-Cu alloys, dahil ang zirconium ay may mas maliit na epekto sa quenching sensitivity kaysa chromium at manganese, angkop na gumamit ng zirconium sa halip na chromium at manganese upang pinuhin ang recrystallized na istraktura.
Rare earth elements
Ang mga rare earth na elemento ay idinaragdag sa mga aluminyo na haluang metal upang mapataas ang supercooling ng bahagi sa panahon ng paghahagis ng aluminyo haluang metal, pinuhin ang mga butil, bawasan ang pangalawang puwang ng kristal, bawasan ang mga gas at mga inklusyon sa haluang metal, at malamang na gawing spheroidize ang bahagi ng pagsasama. Maaari din nitong bawasan ang tensyon sa ibabaw ng natutunaw, pataasin ang pagkalikido, at mapadali ang paghahagis sa mga ingot, na may malaking epekto sa pagganap ng proseso. Mas mainam na magdagdag ng iba't ibang mga bihirang lupa sa halagang humigit-kumulang 0.1%. Ang pagdaragdag ng mixed rare earths (mixed La-Ce-Pr-Nd, atbp.) ay binabawasan ang kritikal na temperatura para sa pagbuo ng aging G?P zone sa Al-0.65%Mg-0.61%Si alloy. Ang mga aluminyo na haluang metal na naglalaman ng magnesium ay maaaring pasiglahin ang metamorphism ng mga bihirang elemento ng lupa.
karumihan
Ang Vanadium ay bumubuo ng VAl11 refractory compound sa mga aluminyo na haluang metal, na gumaganap ng papel sa pagpino ng mga butil sa panahon ng proseso ng pagtunaw at paghahagis, ngunit ang papel nito ay mas maliit kaysa sa titanium at zirconium. Ang Vanadium ay mayroon ding epekto ng pagpino sa recrystallized na istraktura at pagtaas ng temperatura ng recrystallization.
Ang solid solubility ng calcium sa aluminum alloys ay napakababa, at ito ay bumubuo ng CaAl4 compound na may aluminum. Ang kaltsyum ay isang superplastic na elemento ng mga aluminyo na haluang metal. Ang isang aluminyo haluang metal na may humigit-kumulang 5% calcium at 5% manganese ay may superplasticity. Ang kaltsyum at silikon ay bumubuo ng CaSi, na hindi matutunaw sa aluminyo. Dahil ang solid solution na halaga ng silicon ay nabawasan, ang electrical conductivity ng industrial purong aluminyo ay maaaring bahagyang mapabuti. Maaaring mapabuti ng kaltsyum ang pagganap ng pagputol ng mga aluminyo na haluang metal. Hindi mapapalakas ng CaSi2 ang mga aluminyo na haluang metal sa pamamagitan ng paggamot sa init. Ang mga bakas na halaga ng calcium ay nakakatulong sa pag-alis ng hydrogen mula sa tinunaw na aluminyo.
Ang mga elemento ng lead, lata, at bismuth ay mga metal na mababa ang punto ng pagkatunaw. Ang kanilang solidong solubility sa aluminyo ay maliit, na bahagyang binabawasan ang lakas ng haluang metal, ngunit maaaring mapabuti ang pagganap ng pagputol. Lumalawak ang Bismuth sa panahon ng solidification, na kapaki-pakinabang sa pagpapakain. Ang pagdaragdag ng bismuth sa mataas na magnesium alloys ay maaaring maiwasan ang sodium embrittlement.
Ang antimony ay pangunahing ginagamit bilang isang modifier sa cast aluminum alloys, at bihirang ginagamit sa deformed aluminum alloys. Palitan lamang ang bismuth sa Al-Mg deformed aluminum alloy upang maiwasan ang sodium embrittlement. Ang elementong antimony ay idinagdag sa ilang Al-Zn-Mg-Cu alloys upang mapabuti ang pagganap ng mga proseso ng hot pressing at cold pressing.
Maaaring mapabuti ng Beryllium ang istraktura ng oxide film sa mga deformed na aluminyo na haluang metal at mabawasan ang pagkawala ng pagkasunog at mga inklusyon sa panahon ng pagtunaw at paghahagis. Ang Beryllium ay isang nakakalason na elemento na maaaring magdulot ng allergic poisoning sa mga tao. Samakatuwid, ang beryllium ay hindi maaaring nilalaman sa mga aluminyo na haluang metal na napupunta sa contact sa pagkain at inumin. Ang nilalaman ng beryllium sa mga materyales sa hinang ay karaniwang kinokontrol sa ibaba 8μg/ml. Ang mga aluminyo na haluang metal na ginagamit bilang mga substrate ng hinang ay dapat ding kontrolin ang nilalaman ng beryllium.
Ang sodium ay halos hindi matutunaw sa aluminyo, at ang maximum na solidong solubility ay mas mababa sa 0.0025%. ang punto ng pagkatunaw ng sodium ay mababa (97.8 ℃), kapag ang sodium ay naroroon sa haluang metal, ito ay na-adsorbed sa ibabaw ng dendrite o sa hangganan ng butil sa panahon ng solidification, sa panahon ng mainit na pagproseso, ang sodium sa hangganan ng butil ay bumubuo ng isang likidong adsorption layer, na nagreresulta sa malutong na pag-crack, ang pagbuo ng mga compound ng NaAlSi, walang libreng sodium, at hindi gumagawa ng "sodium brittle".
Kapag ang nilalaman ng magnesium ay lumampas sa 2%, ang magnesium ay nag-aalis ng silikon at namuo ng libreng sodium, na nagreresulta sa "sodium brittleness". Samakatuwid, ang mataas na magnesium aluminum alloy ay hindi pinapayagan na gumamit ng sodium salt flux. Ang mga paraan upang maiwasan ang "sodium embrittlement" ay kinabibilangan ng chlorination, na nagiging sanhi ng sodium upang mabuo ang NaCl at ilalabas sa slag, pagdaragdag ng bismuth upang bumuo ng Na2Bi at pagpasok sa metal matrix; Ang pagdaragdag ng antimony upang bumuo ng Na3Sb o pagdaragdag ng mga bihirang lupa ay maaari ding magkaroon ng parehong epekto.
In-edit ni May Jiang mula sa MAT Aluminum
Oras ng post: Aug-08-2024
