Olika element i aluminiumlegeringar

1. Inverkan av legeringselement

Koppar element Cu

När den aluminiumrika delen av aluminium-kopparlegeringen är 548 är den maximala lösligheten av koppar i aluminium 5,65%. När temperaturen sjunker till 302 är koppars löslighet 0,45%. Koppar är ett viktigt legeringselement och har en viss solid lösningsförstärkande effekt. Dessutom har CuAl2 utlöst av åldrande en uppenbar åldrande stärkande effekt. Kopparhalten i aluminiumlegeringar är vanligtvis mellan 2,5 % och 5 %, och den stärkande effekten är bäst när kopparhalten är mellan 4 % och 6,8 %, så kopparhalten i de flesta hårda aluminiumlegeringar ligger inom detta område.

Aluminium-kopparlegeringar kan innehålla mindre kisel, magnesium, mangan, krom, zink, järn och andra grundämnen.

Silikon element Si

När den aluminiumrika delen av Al-Si-legeringssystemet har en eutektisk temperatur på 577, den maximala lösligheten av kisel i den fasta lösningen är 1,65 %. Även om lösligheten minskar med den sjunkande temperaturen, kan dessa legeringar i allmänhet inte stärkas genom värmebehandling. Aluminium-kiseligering har utmärkta gjutningsegenskaper och korrosionsbeständighet.

Om magnesium och kisel tillsätts samtidigt i aluminium för att bilda en aluminium-magnesium- silikonlegering, Förstärkningsfasen är MgSi. Massförhållandet mellan magnesium och kisel är 1,73:1. Vid utformning av Al-Mg-Si-legeringens sammansättning, innehållet av magnesium och kisel är konfigurerat i detta förhållande på matrisen. För att förbättra hållfastheten hos vissa Al-Mg-Si-legeringar tillsätts en lämplig mängd koppar. och en lämplig mängd krom tillsätts för att kompensera koppars skadliga effekter på korrosionsbeständighet.

Den maximala lösligheten för Mg2Si i aluminium i den aluminiumrika delen av jämviktfasdiagrammet för Al-Mg 2Si-legeringssystemet är 1,85%, och retardationen är liten när temperaturen minskar.

I deformerade aluminiumlegeringar är det begränsat att tillsätta enbart kisel till aluminium svetsmaterial. Att lägga till kisel till aluminium har också en viss stärkande effekt.

Magnesium element Mg

Även om löslighetskurvan visar att lösligheten av magnesium i aluminium minskar kraftigt när temperaturen minskar, Magnesiumhalten i de flesta industriella deformerade aluminiumlegeringar är mindre än 6 %. Även kiselinnehållet är lågt. Denna typ av legering kan inte stärkas genom värmebehandling, men har god svetsbarhet, bra korrosionsbeständighet och medelstor styrka.

Förstärkningen av aluminium med magnesium är uppenbar. För varje 1% ökning av magnesium ökar draghållfastheten med cirka 34MPa. Om mindre än 1 % mangan tillsätts, kan den förstärkande effekten kompletteras. Att tillsätta mangan kan därför minska magnesiuminnehållet och minska tendensen till varm sprickning. Dessutom kan mangan på ett jämnt sätt fälla Mg5Al8-föreningar, vilket förbättrar korrosionsbeständigheten och svetsprestanda.

Manganelement Mn

När den eutektiska temperaturen i den plana jämviktfasdiagram för Al-Mn-legeringssystemet är 658, Maximal löslighet av mangan i den fasta lösningen är 1,82 %. Legeringens styrka ökar med ökad löslighet. När manganinnehållet är 0,8% når förlängningen det maximala värdet. Al-Mn-legering är en icke-ålderhärdande legering, dvs. den kan inte stärkas genom värmebehandling.

Mangan kan förhindra rekrystalliseringsprocessen av aluminiumlegeringar, öka rekrystalliseringstemperaturen, och väsentligt förfina de rekrystalliserade kärnorna. Förbättringen av rekrystalliserade kärnor beror främst på det faktum att de spridda partiklarna av MnAl6-föreningar hindrar tillväxten. omkristalliserade kärnor. En annan funktion av MnAl6 är att lösa upp orenhet järn för att bilda (Fe, Mn)Al6, minska de skadliga effekterna av järn.

Mangan är ett viktigt inslag i aluminiumlegeringar. Den kan läggas ensam för att bilda en binär Al-MnRå legering. Oftare tillsätts den tillsammans med andra legeringselement. Därför innehåller de flesta aluminiumlegeringar mangan.

Zinkelementet Zn

Lösligheten hos zink i aluminium i den aluminiumrika delen av jämviktfasdiagrammet för Al-Zn-legeringssystemet är 31... 6% vid 275, medan dess löslighet sjunker till 5,6% vid 125.

När zink tillsätts enbart i aluminium, förbättringen i hållfastheten hos aluminiumlegeringar under deformationsförhållanden är mycket begränsad. Samtidigt finns det en tendens till spänningskorrosionssprickning, vilket begränsar dess tillämpning.

Att tillsätta zink och magnesium i aluminium samtidigt bildar förstärkningsfasen Mg/Zn2, som har en betydande förstärkning påverkan på legeringen. När Mg/Zn2-innehållet ökar från 0,5 % till 12 %, kan draghållfastheten och utbytets styrka ökas avsevärt. I superhårda aluminiumlegeringar där magnesiumhalten överstiger den mängd som krävs för att bilda Mg/Zn2-fasen, när förhållandet mellan zink och magnesium kontrolleras vid runt 2,7 är korrosionskrackningen störst.

Till exempel: Att lägga till koppar element till Al-Zn-Mg för att bilda Al-Zn-Mg-Cu serie legering har den största basförstärkande effekten bland den Alla aluminiumlegeringar. Det är också ett viktigt aluminiumlegeringsmaterial inom flyg-, flygindustrin och elkraftindustrin.

2. Inverkan av spårelement

Järn och silikon Fe-Si

Järn tillsätts som legeringselement i aluminiumlegeringar i Al-Cu-Mg-Ni-Fe-serien, kisel tillsätts som legeringselement i Al-Mg-Si-serien smedda aluminium och i Al-Si-seriens svetsstång. och aluminium-kiselgjutna legeringar. I andra aluminiumlegeringar, kisel och järn är vanliga föroreningar som har en betydande inverkan på legeringens egenskaper. De finns huvudsakligen som FeCl3 och fri kisel.

När kisel är större än järn bildas β-FeSiAl3 (eller Fe2Si2Al9)-fasen. och när järn är större än kisel, bildas α-Fe2SiAl8 (eller Fe3Si2Al12). När förhållandet mellan järn och kisel är felaktigt, kommer det att orsaka sprickor i gjutningen. När järnhalten i gjutet aluminium är för hög, blir gjutningen spröd.

Titan och bor Ti-B

Titan är ett vanligt tillsatselement i aluminiumlegeringar. Tillsatt i form av Al-Ti eller Al-Ti-B-masterlegering. Titan och aluminium bildar TiAl2-fasen, som blir en icke-spontan kärna under kristallisering och spelar en roll i förädling av gjutning och svetsstruktur. .. När Al-Ti-legeringar genomgår en paketreaktion är det kritiska innehållet i titan cirka 0,15%. Om bor finns, är avmattningen så liten som 0,01%.

Krom C

Krom är ett vanligt tillsatselement i Al-Mg-Si-serien Al-Mg-Zn. och Al-Mg-serien legeringar. Vid 600°C, lösligheten av krom i aluminium är 0,8%, och det är i grunden olösligt vid rumstemperatur.

Krom bildar intermetalliska föreningar såsom (CrFe)Al7 och (CrMn)Al12 i aluminium, som hindrar kärnan och tillväxtprocessen av omkristallisering och har en viss stärkande effekt på legeringen. Det kan också förbättra hårdheten i legeringen och minska mottagligheten för stress korrosion spricka. . Platsen ökar dock släcka känsligheten, vilket gör den anodiserade filmen gul.

Mängden krom som tillsätts i aluminiumlegeringar överstiger i allmänhet inte 0,35 %, och minskar med ökningen av övergångselementen i legeringen.

Strontium Sr

Strontium är ett yta-aktivt element som kan ändra beteendet av intermetalliska sammansatta faser i kristallografi. Därför, modifieringsbehandling med strontium element kan påverkaVäva plastbearbetningsbarheten hos legeringen och kvaliteten på slutprodukten. På grund av sin långa effektiva ändringstid, god effekt och reproducerbarhet, strontium har ersatt användningen av natrium i Al-Si-gjutlegeringar under de senaste åren.

Att lägga till 0,015% ~ 0,03% strontium till aluminiumlegering för extrusion vänder β-AlFeSi-fasen i ingot till i a Kinesiskt formad α-AlFeSi fas, Minska ingot homogeniseringstiden med 60% ~ 70%, förbättra materialets mekaniska egenskaper och plastbearbetningsbarhet; förbättra produkternas ytlighet.

För hög kisel (10% ~ 13%) deformerade aluminiumlegeringar, Att lägga till 0,02 % ~ 0,07 % strontium element kan reducera primärkristaller till ett minimum och de mekaniska egenskaperna är också avsevärt förbättrade. Den draghållfasthet bb ökas från 233MPa till 236MPa, och avkastningsstyrka bb0. 2 ökade från 204MPa till 210MPa, och förlängningen б5 ökade från 9% till 12%. Att lägga till strontium till hypereutectic Al-Si-legering kan minska storleken på primära kiselpartiklar, förbättra plastbearbetningsegenskaper, och möjliggör jämn varm och kallvalsning.

Zirkonium element Zr

Zirkonium är också en vanlig tillsats i aluminiumlegeringar. Generellt är den mängd som tillförs till aluminiumlegeringar 0,1% till 0,3%. Zirkonium och aluminiumföreningar från ZrAl3, som kan hindra rekristalliseringsprocessen och förfina de rekrystalliserade kärnorna. Zirkonium kan också förfina gjutningen, men effekten är mindre än titan. Närvaron av zirkonium kommer att minska spannförädlande effekt av titan och bor. I Al-Zn-Mg-Cu legeringar, eftersom zirkonium har en mindre effekt på släckningskänslighet än krom och mangan, Det är lämpligt att använda zirkonium i stället för krom och mangan för att förfina den rekrystalliserade strukturen.

Sällsynta jord element r

Sällsynta jordarter tillsätts i aluminiumlegeringar för att öka superkylningen av komponenterna vid gjutning av aluminiumlegeringar. förbättra spannmålen, minska den sekundära kristalldelen, minska gaserna och inblandningarna i legeringen, och tenderar att sfäroidisera inklusionsfasen. Det kan också minska ytspänningen i smältningen, öka fluiditeten och underlätta gjutning i göt, vilket har en betydande inverkan på processprestanda. Tilläggsmängden av olika sällsynta jordarter är cirka 0,1 %. Tillsats av blandade sällsynta jordarter (blandat La-Ce-Pr-Nd osv.) sänker den kritiska temperaturen för bildandet av åldrande G? P-zonen i Al-0. 65% Mg-0. 61% Si legering. Aluminiumlegeringar som innehåller magnesium kan stimulera metamorfismen av sällsynta jordart grundämnen.

3. Inverkan av orenhetselement

Vanadium bildar den eldfasta föreningen VAl11 i aluminiumlegeringar, som spelar en roll vid raffinering av spannmål under smältning och gjutning, men dess effekt är mindre än titan och zirkonium. Vanadium har också effekten av att raffinera den rekristalliserade strukturen och öka rekrystalliseringstemperaturen.

Kalcium har extremt låg fast löslighet i aluminiumlegeringar, och bildar CaAl4-föreningar med aluminium. Kalcium är också ett superplastiskt element av aluminiumlegeringar. En aluminiumlegering med cirka 5% kalcium och 5% mangan har superplasticitet. Kalcium och kiselform CaSi, som är olösligt i aluminium. Eftersom den fasta lösningen mängden kisel minskas, kan den elektriska ledningsförmågan hos industriellt rent aluminium förbättras något. Kalcium kan förbättra skärande prestanda av aluminiumlegeringar. CaSi2 kan inte stärka aluminiumlegeringar genom värmebehandling. Spårmängder av kalcium är till hjälp för att avlägsna väte från smält aluminium.

Bly-, tenn- och vismutelement är metaller med låg smältpunkt. Deras solida löslighet i aluminium är liten, vilket något minskar styrkan i legeringen, men kan förbättra skärprestanda. Vismut expanderar vid stelning, vilket är till nytta för utfodring. Att tillsätta vismut till höga magnesiumlegeringar kan förhindra natriumförbränning.

Antimon används huvudsakligen som modifierare i gjutna aluminiumlegeringar, och används sällan i deformerade aluminiumlegeringar. Ersätt endast vismut i Al-Mg deformerad aluminiumlegering för att förhindra natriumförbränning. Antimon element läggs till i några Al-Zn-Mg-Cu legeringar för att förbättra prestanda hos varmpressning och kallpressning. ..

Beryllium kan förbättra strukturen av oxidfilmen i deformerade aluminiumlegeringar och minska brinnande förluster och inkludering vid smältning och gjutning .. Beryllium är ett giftigt element som kan orsaka allergisk förgiftning hos människor. Därför kan beryllium inte b.E finns i aluminiumlegeringar som kommer i kontakt med mat och drycker. Berylliumhalten i svetsmaterial kontrolleras vanligtvis under 8 μg/ml. Aluminiumlegeringar som används som svetssubstrat bör också kontrollera berylliuminnehållet.

Natrium är nästan olösligt i aluminium, och den maximala fasta lösligheten är mindre än 0,0025 %. Smältpunkten för natrium är låg (97,8 °C). När natrium förekommer i legeringen adsorberas det på dendritytan eller den spannmålsgränserna under stelningsprocessen. Under termisk bearbetning bildar spannmålsgränserna Natrium på ytan ett flytande adsorptionsskikt. När spröta sprickor inträffar bildas NaAlSi föreningar. Det finns inget fritt natrium och ingen "natriumförbränning" förekommer.

När magnesiumhalten överstiger 2 % tar magnesium bort kisel och utlöser fritt natrium. vilket resulterar i "natriumförbränning". Därför är natriumsaltflöde inte tillåtet för höga magnesiumaluminiumlegeringar. Metoder för att förhindra "natriumförbränning" omfattar klorering, som gör att natrium bildar NaCl och utsläpps i slaggen. Att tillsätta vismut för att bilda Na2Bi och gå in i metallmatrisen. Att lägga till antimon för att bilda Na3Sb eller lägga till sällsynta jordarter kan också ha samma effekt.

I Shanghai Yixing gör vi många aluminiumprodukter som aluminium dörrar och fönster, aluminiumbroar, aluminiumboxar, aluminiumtak, aluminiumskjul, aluminiumräcken, aluminiumluckor, aluminiumställningar, aluminiumstegar, aluminiumskåp, aluminiumradiatorer, aluminiumboxar, aluminiumfästen etc. Vi har kapacitet till laserskärning, stämpling, Djup ritning, svetsning, borrning, bearbetning och olika typer av ytbehandling.