Tembaga
Ketika bagian kaya aluminium dari paduan aluminium-copper adalah 548, kelarutan maksimum tembaga dalam aluminium adalah 5,65%. Ketika suhu turun menjadi 302, kelarutan tembaga adalah 0,45%. Tembaga adalah elemen paduan penting dan memiliki efek penguatan solusi solid tertentu. Selain itu, CUAL2 yang diendapkan oleh penuaan memiliki efek penguatan penuaan yang jelas. Kandungan tembaga dalam paduan aluminium biasanya antara 2,5% dan 5%, dan efek penguatan adalah yang terbaik ketika konten tembaga antara 4% dan 6,8%, sehingga kandungan tembaga dari sebagian besar paduan duralumin berada dalam kisaran ini. Paduan aluminium-copper dapat mengandung lebih sedikit silikon, magnesium, mangan, kromium, seng, besi dan elemen lainnya.
Silikon
Ketika bagian kaya aluminium dari sistem paduan Al-SI memiliki suhu eutektik 577, kelarutan silikon maksimum dalam larutan padat adalah 1,65%. Meskipun kelarutan berkurang dengan penurunan suhu, paduan ini umumnya tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas. Paduan aluminium-silikon memiliki sifat casting yang sangat baik dan resistensi korosi. Jika magnesium dan silikon ditambahkan ke aluminium pada saat yang sama untuk membentuk paduan aluminium-magnesium-silikon, fase penguatannya adalah MGSI. Rasio massa magnesium terhadap silikon adalah 1,73: 1. Saat merancang komposisi paduan AL-MG-SI, isi magnesium dan silikon dikonfigurasi dalam rasio ini pada matriks. Untuk meningkatkan kekuatan beberapa paduan AL-MG-SI, jumlah tembaga yang tepat ditambahkan, dan jumlah kromium yang tepat ditambahkan untuk mengimbangi efek samping tembaga pada resistensi korosi.
Kelarutan maksimum MG2SI dalam aluminium di bagian kaya aluminium dari diagram fase kesetimbangan dari sistem paduan AL-MG2SI adalah 1,85%, dan perlambatan kecil karena suhu berkurang. Dalam paduan aluminium yang cacat, penambahan silikon saja ke aluminium terbatas pada bahan pengelasan, dan penambahan silikon ke aluminium juga memiliki efek penguatan tertentu.
Magnesium
Meskipun kurva kelarutan menunjukkan bahwa kelarutan magnesium dalam aluminium sangat berkurang karena suhu menurun, kandungan magnesium pada sebagian besar paduan aluminium cacat industri kurang dari 6%. Kandungan silikon juga rendah. Jenis paduan ini tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas, tetapi memiliki kemampuan las yang baik, ketahanan korosi yang baik, dan kekuatan sedang. Penguatan aluminium oleh magnesium jelas. Untuk setiap peningkatan magnesium 1%, kekuatan tarik meningkat sekitar 34MPA. Jika kurang dari 1% mangan ditambahkan, efek penguatan dapat ditambah. Oleh karena itu, menambahkan mangan dapat mengurangi kandungan magnesium dan mengurangi kecenderungan retak panas. Selain itu, mangan juga dapat secara seragam mengendapkan senyawa MG5AL8, meningkatkan resistensi korosi dan kinerja pengelasan.
Mangan
Ketika suhu eutektik dari diagram fase kesetimbangan datar dari sistem paduan AL-MN adalah 658, kelarutan maksimum mangan dalam larutan padat adalah 1,82%. Kekuatan paduan meningkat dengan meningkatnya kelarutan. Ketika konten mangan adalah 0,8%, perpanjangan mencapai nilai maksimum. Paduan AL-MN adalah paduan pengerasan non-usia, yaitu, tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas. Mangan dapat mencegah proses rekristalisasi paduan aluminium, meningkatkan suhu rekristalisasi, dan secara signifikan memperbaiki biji -bijian yang direkristalisasi. Penyempurnaan butiran yang direkristalisasi terutama disebabkan oleh fakta bahwa partikel -partikel yang tersebar dari senyawa Mnal6 menghambat pertumbuhan butiran yang direkristalisasi. Fungsi lain dari Mnal6 adalah melarutkan pengotor untuk membentuk (Fe, Mn) AL6, mengurangi efek berbahaya dari besi. Mangan adalah elemen penting dalam paduan aluminium. Ini dapat ditambahkan sendirian untuk membentuk paduan biner AL-MN. Lebih sering, itu ditambahkan bersama dengan elemen paduan lainnya. Oleh karena itu, sebagian besar paduan aluminium mengandung mangan.
Seng
Kelarutan seng dalam aluminium adalah 31,6% pada 275 di bagian kaya aluminium dari diagram fase kesetimbangan dari sistem paduan Al-Zn, sementara kelarutannya turun menjadi 5,6% pada 125. Menambahkan seng saja ke aluminium memiliki peningkatan yang sangat terbatas dalam peningkatan yang sangat terbatas dalam 5,6% pada 125. Kekuatan paduan aluminium dalam kondisi deformasi. Pada saat yang sama, ada kecenderungan retak korosi stres, sehingga membatasi penerapannya. Menambahkan seng dan magnesium ke aluminium pada saat yang sama membentuk fase penguatan Mg/Zn2, yang memiliki efek penguatan yang signifikan pada paduan. Ketika kandungan Mg/Zn2 meningkat dari 0,5% menjadi 12%, kekuatan tarik dan kekuatan hasil dapat meningkat secara signifikan. Dalam paduan aluminium superhard di mana kandungan magnesium melebihi jumlah yang diperlukan untuk membentuk fase Mg/Zn2, ketika rasio seng terhadap magnesium dikontrol pada sekitar 2,7, resistensi retak korosi stres adalah yang terbesar. Misalnya, menambahkan elemen tembaga ke al-Zn-MG membentuk paduan seri Al-Zn-Mg-Cu. Efek penguatan dasar adalah yang terbesar di antara semua paduan aluminium. Ini juga merupakan bahan paduan aluminium yang penting dalam industri kedirgantaraan, industri penerbangan, dan industri tenaga listrik.
Besi dan silikon
Besi ditambahkan sebagai elemen paduan dalam aluminium aluminium al-cu-mg-ni-fe aluminium, dan silikon ditambahkan sebagai elemen paduan dalam aluminium tempa al-mg-si aluminium dan dalam batang pengelasan al-si dan casting aluminium-silikon aluminium paduan. Dalam paduan aluminium dasar, silikon dan besi adalah elemen pengotor umum, yang memiliki dampak signifikan pada sifat -sifat paduan. Mereka terutama ada sebagai feCl3 dan silikon gratis. Ketika silikon lebih besar dari besi, fase β-fesial3 (atau Fe2Si2al9) terbentuk, dan ketika besi lebih besar dari silikon, α-Fe2sial8 (atau Fe3Si2al12) terbentuk. Ketika rasio besi dan silikon tidak tepat, itu akan menyebabkan retakan pada casting. Ketika kandungan besi dalam cast aluminium terlalu tinggi, casting akan menjadi rapuh.
Titanium dan Boron
Titanium adalah elemen aditif yang umum digunakan dalam paduan aluminium, ditambahkan dalam bentuk alloy al-ti atau al-t-b. Titanium dan aluminium membentuk fase tial2, yang menjadi inti non-spontan selama kristalisasi dan berperan dalam menyempurnakan struktur casting dan struktur las. Ketika paduan AL-Ti menjalani reaksi paket, kandungan kritis titanium adalah sekitar 0,15%. Jika ada boron, perlambatannya sekecil 0,01%.
Kromium
Chromium adalah elemen aditif umum dalam seri AL-MG-SI, seri AL-MG-ZN, dan alloy seri AL-MG. Pada 600 ° C, kelarutan kromium dalam aluminium adalah 0,8%, dan pada dasarnya tidak larut pada suhu kamar. Kromium membentuk senyawa intermetalik seperti (CRFE) AL7 dan (CRMN) Al12 dalam aluminium, yang menghambat proses nukleasi dan pertumbuhan rekristalisasi dan memiliki efek penguatan tertentu pada paduan. Ini juga dapat meningkatkan ketangguhan paduan dan mengurangi kerentanan terhadap retak korosi stres.
Namun, situs ini meningkatkan sensitivitas pendinginan, membuat film anodized kuning. Jumlah kromium yang ditambahkan ke paduan aluminium umumnya tidak melebihi 0,35%, dan berkurang dengan peningkatan elemen transisi dalam paduan.
Strontium
Strontium adalah elemen aktif permukaan yang dapat mengubah perilaku fase senyawa intermetalik secara kristalografi. Oleh karena itu, pengobatan modifikasi dengan elemen strontium dapat meningkatkan kemampuan kerja plastik paduan dan kualitas produk akhir. Karena waktu modifikasi yang lama efektif, efek yang baik dan reproduktifitas, Strontium telah menggantikan penggunaan natrium dalam paduan casting al-Si dalam beberapa tahun terakhir. Menambahkan 0,015%~ 0,03%strontium ke paduan aluminium untuk ekstrusi mengubah fase β-afesi dalam ingot menjadi fase α-ervesi, mengurangi waktu homogenisasi ingot sebesar 60%~ 70%, meningkatkan sifat mekanik dan pemrosesan plastik bahan; Meningkatkan kekasaran permukaan produk.
Untuk paduan aluminium high-silikon (10%~ 13%) cacat, menambahkan 0,02%~ 0,07%elemen strontium dapat mengurangi kristal primer ke minimum, dan sifat mekanik juga meningkat secara signifikan. Kekuatan tarik бB meningkat dari 233mpa menjadi 236mpa, dan kekuatan imbal hasil б0.2 meningkat dari 204mpa menjadi 210mpa, dan perpanjangan б5 meningkat dari 9% menjadi 12%. Menambahkan strontium ke paduan al-Si hipereutektik dapat mengurangi ukuran partikel silikon primer, meningkatkan sifat pemrosesan plastik, dan memungkinkan penggulungan panas dan dingin yang halus.
Zirkonium
Zirkonium juga merupakan aditif umum dalam paduan aluminium. Secara umum, jumlah yang ditambahkan ke paduan aluminium adalah 0,1%~ 0,3%. Zirkonium dan aluminium membentuk senyawa Zral3, yang dapat menghambat proses rekristalisasi dan memperbaiki butiran yang direkristalisasi. Zirkonium juga dapat memperbaiki struktur casting, tetapi efeknya lebih kecil dari titanium. Kehadiran zirkonium akan mengurangi efek pemurnian biji -bijian titanium dan boron. Dalam paduan Al-Zn-Mg-Cu, karena zirkonium memiliki efek yang lebih kecil pada sensitivitas pendinginan daripada kromium dan mangan, tepat untuk menggunakan zirkonium daripada kromium dan mangan untuk memperbaiki struktur rekristalisasi.
Elemen Bumi Jarang
Unsur -unsur tanah jarang ditambahkan ke paduan aluminium untuk meningkatkan pendinginan komponen selama pengecoran paduan aluminium, memperbaiki butiran, mengurangi jarak kristal sekunder, mengurangi gas dan inklusi dalam paduan, dan cenderung spheroidisasi fase inklusi. Ini juga dapat mengurangi tegangan permukaan lelehan, meningkatkan fluiditas, dan memfasilitasi casting ke ingot, yang memiliki dampak signifikan pada kinerja proses. Lebih baik menambahkan berbagai tanah jarang dalam jumlah sekitar 0,1%. Penambahan Bumi Jarang Campuran (campuran LA-CE-PR-ND, dll.) Mengurangi suhu kritis untuk pembentukan zona penuaan G? Paduan aluminium yang mengandung magnesium dapat merangsang metamorfisme elemen tanah jarang.
Kenajisan
Vanadium membentuk senyawa refraktori Val11 dalam paduan aluminium, yang berperan dalam memperbaiki biji -bijian selama proses peleburan dan pengecoran, tetapi perannya lebih kecil daripada titanium dan zirkonium. Vanadium juga memiliki efek menyempurnakan struktur rekristalisasi dan meningkatkan suhu rekristalisasi.
Kelarutan padat kalsium dalam paduan aluminium sangat rendah, dan membentuk senyawa Caal4 dengan aluminium. Kalsium adalah elemen superplastik dari paduan aluminium. Paduan aluminium dengan sekitar 5% kalsium dan 5% mangan memiliki superplastisitas. Kalsium dan silikon membentuk casi, yang tidak larut dalam aluminium. Karena jumlah larutan silikon yang kokoh berkurang, konduktivitas listrik aluminium murni industri dapat sedikit ditingkatkan. Kalsium dapat meningkatkan kinerja pemotongan paduan aluminium. CASI2 tidak dapat memperkuat paduan aluminium melalui perlakuan panas. Jumlah kalsium jejak sangat membantu dalam menghilangkan hidrogen dari aluminium cair.
Elemen timbal, timah, dan bismut adalah logam titik leleh rendah. Kelarutan mereka yang solid dalam aluminium kecil, yang sedikit mengurangi kekuatan paduan, tetapi dapat meningkatkan kinerja pemotongan. Bismuth berkembang selama pemadatan, yang bermanfaat untuk memberi makan. Menambahkan bismut ke paduan magnesium tinggi dapat mencegah embrittlement natrium.
Antimony terutama digunakan sebagai pengubah dalam paduan aluminium cor, dan jarang digunakan dalam paduan aluminium yang cacat. Hanya menggantikan bismut dalam paduan aluminium Al-Mg yang cacat untuk mencegah embrittlement natrium. Elemen antimon ditambahkan ke beberapa paduan Al-Zn-Mg-Cu untuk meningkatkan kinerja proses penekan panas dan penekan dingin.
Berilium dapat meningkatkan struktur film oksida dalam paduan aluminium cacat dan mengurangi kehilangan dan inklusi yang terbakar selama peleburan dan pengecoran. Berilium adalah elemen beracun yang dapat menyebabkan keracunan alergi pada manusia. Oleh karena itu, berilium tidak dapat terkandung dalam paduan aluminium yang bersentuhan dengan makanan dan minuman. Kandungan berilium dalam bahan pengelasan biasanya dikontrol di bawah 8μg/mL. Paduan aluminium yang digunakan sebagai substrat pengelasan juga harus mengontrol konten berilium.
Sodium hampir tidak larut dalam aluminium, dan kelarutan padat maksimum kurang dari 0,0025%. Titik leleh natrium rendah (97,8 ℃), ketika natrium hadir dalam paduan, itu diserap pada permukaan dendrit atau batas butir selama pemadatan, selama pemrosesan panas, natrium pada batas butir membentuk lapisan adsorpsi cair, Menghasilkan retak rapuh, pembentukan senyawa Naalsi, tidak ada natrium bebas, dan tidak menghasilkan "natrium rapuh".
Ketika kandungan magnesium melebihi 2%, magnesium menghilangkan silikon dan memicu natrium bebas, menghasilkan "brittleness natrium". Oleh karena itu, paduan aluminium magnesium tinggi tidak diperbolehkan menggunakan fluks garam natrium. Metode untuk mencegah “embrittlement natrium” termasuk klorinasi, yang menyebabkan natrium membentuk NaCl dan dibuang ke terak, menambahkan bismuth untuk membentuk Na2bi dan memasuki matriks logam; Menambahkan antimon untuk membentuk NA3SB atau menambahkan tanah jarang juga dapat memiliki efek yang sama.
Diedit oleh May Jiang dari Mat Aluminium
Waktu posting: AGUG-08-2024
