هشت عنصر فلزی که بر عملکرد آلیاژ آلومینیوم تأثیر می گذارند

هشت عنصر اصلی که بر عملکرد آلیاژهای آلومینیوم تأثیر می گذارند عبارتند از وانادیم، کلسیم، سرب، قلع، بیسموت، آنتیموان، بریلیم و سدیم. بسته به کاربرد مورد نظر سیم پیچ آلومینیومی تمام شده، عناصر مختلفی در طول پردازش اضافه می شوند. این عناصر ناخالصی به دلیل نقاط ذوب متفاوت و ساختار متفاوت، ترکیبات مختلفی را با آلومینیوم تشکیل می دهند و در نتیجه تأثیرات متفاوتی بر عملکرد آلیاژ آلومینیوم دارند.

1. عنصر فلزی: تأثیر مس

مس یک عنصر آلیاژی مهم است و مقداری محلول جامد را تقویت می کند. علاوه بر این، CuAl2 که در طول پیری رسوب می کند، اثر تقویت کننده پیری قابل توجهی دارد. میزان مس در صفحات آلومینیومی معمولاً بین 2.5 تا 5 درصد است. هنگامی که میزان مس بین 4% و 6.8% باشد، اثر تقویتی بهینه است، به همین دلیل است که اکثر آلیاژهای سخت آلومینیوم دارای محتوای مس در این محدوده هستند.

2. عنصر فلزی: تأثیر سیلیکون

برای سیستم‌های آلیاژی Al-Mg2Si، طبق نمودار فاز آلیاژ، حداکثر حلالیت Mg2Si در آلومینیوم 1.85٪ است و با کاهش دما به آرامی کاهش می‌یابد. در آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته، سیلیکون به خودی خود عمدتاً به صفحات آلومینیومی برای جوشکاری مواد اضافه می شود، اما افزودن سیلیکون به آلومینیوم نیز اثر تقویتی خاصی را ایجاد می کند.

3. عناصر فلزی: اثر منیزیم

منیزیم اثر تقویتی قابل توجهی روی آلومینیوم دارد. به ازای هر 1% افزایش منیزیم، استحکام کششی حدود 34 مگاپاسکال افزایش می یابد. اگر کمتر از 1٪ منگنز اضافه شود، می تواند اثر تقویتی را افزایش دهد. بنابراین، پس از افزودن منگنز، می توان محتوای منیزیم را کاهش داد که خطر ترک خوردگی داغ را نیز کاهش می دهد. علاوه بر این، منگنز می تواند به رسوب یکنواختتر ترکیبات Mg5Al8 کمک کند و مقاومت به خوردگی و جوش پذیری را بهبود بخشد.

4. عناصر فلزی: اثر منگنز

منگنز دارای حداکثر حلالیت 1.82 درصد در محلول جامد است. استحکام آلیاژ با محلول بیشتر منگنز افزایش می یابد و ازدیاد طول در 0.8٪ منگنز به اوج خود می رسد. آلیاژهای Al{4}}منگنز به طور طبیعی بدون عملیات حرارتی سخت می شوند، به این معنی که نمی توان آنها را از طریق عملیات حرارتی تقویت کرد.

5. عناصر فلزی: اثر روی

در سیستم آلیاژ Al{0}}روی، حلالیت روی در آلومینیوم 31.6٪ در 275 درجه در منطقه غنی از آلومینیوم نمودار فاز تعادل است، اما در 125 درجه به 5.6٪ کاهش می یابد. هنگامی که روی به تنهایی به آلومینیوم اضافه می شود، سهم آن در تقویت آلیاژ تحت تغییر شکل بسیار محدود است و همچنین باعث ایجاد ترک خوردگی ناشی از تنش می شود که استفاده از آن را محدود می کند.

6. عناصر فلزی: اثرات آهن و سیلیکون

آهن در Al-مس-Mg-Ni-Fe آلیاژهای آلومینیوم آهنگری و سیلیکون در Al-Mg-آلومینیوم فورج Si و Al{6}}Si میله‌های جوشکاری و آلومینیوم-به عنوان تمام آلیاژهای آهنگری سیلیکون اضافه می‌شوند. در سایر آلیاژهای آلومینیوم، سیلیکون و آهن ناخالصی های رایجی هستند که به طور قابل توجهی بر خواص آلیاژ تأثیر می گذارند. آنها عمدتاً به صورت FeCl3 و سیلیکون آزاد وجود دارند. وقتی محتوای سیلیکون بیشتر از آهن باشد، فاز -FeSiAl3 (یا Fe2Si2Al9) تشکیل می‌شود، در حالی که اگر محتوای آهن بیشتر از سیلیکون باشد، فاز -Fe2SiAl8 (یا Fe3Si2Al12) تشکیل می‌شود. نسبت نامناسب آهن به

7. عناصر فلزی: اثرات تیتانیوم و بور

تیتانیوم عنصری است که معمولاً در آلیاژهای آلومینیوم اضافه می‌شود که معمولاً به شکل آلیاژهای اصلی Al-Ti یا Al{1}}Ti-B اضافه می‌شود. تیتانیوم فاز TiAl2 را با آلومینیوم تشکیل می‌دهد و به عنوان یک مرکز هسته‌زایی غیرخودبخودی در طول تبلور عمل می‌کند و به اصلاح ساختار آهنگری و جوش داده شده کمک می‌کند. در آلیاژهای Al{7}}Ti، محتوای حیاتی تیتانیوم برای تشکیل یک واکنش ابررسانا حدود 0.15٪ است، اما اگر بور وجود داشته باشد، این مقدار به 0.01٪ کاهش می یابد.

8. عناصر فلزی: اثرات کروم و استرانسیم

کروم ترکیبات بین فلزی مانند (CrFe)Al7 و (CrMn)Al12 را در ورقه های آلومینیومی تشکیل می دهد که مانع از هسته زایی و فرآیندهای رشد تبلور مجدد می شود. این امر باعث تقویت آلیاژ می شود، چقرمگی آلیاژ را بهبود می بخشد و حساسیت به ترک خوردگی ناشی از تنش را کاهش می دهد. با این حال، حساسیت خاموش شدن را نیز افزایش می دهد و باعث می شود فیلم آنودایز شده زرد به نظر برسد. افزودن کروم در آلیاژهای آلومینیوم معمولاً بیش از 0.35٪ نیست و با افزایش مقدار عناصر انتقالی در آلیاژ کاهش می یابد. افزودن 0.015% تا 0.03% استرانسیم به آلیاژهای آلومینیوم برای اکستروژن، فاز -AlFeSi در شمش‌های ریخته‌گری شده را به یک{10}}شخصیت{11}}چینی-AlFeSi شکل تبدیل می‌کند، و با کاهش 6% زمان همگن‌سازی – 0% و زمان همگن‌سازی 0% و کاهش 6% زمان همگن‌سازی – 0. خواص مکانیکی و کارایی پلاستیک مواد و همچنین زبری سطح محصولات. برای آلیاژهای آلومینیومی با سیلیکون بالا (10%-13%)، افزودن 0.02% تا 0.07% استرانسیم می‌تواند کریستال‌های اولیه را به حداقل برساند و خواص مکانیکی را به میزان قابل توجهی افزایش دهد: مقاومت کششی نهایی σb از 233 مگاپاسکال به 236 مگاپاسکال به 236 MPa افزایش می‌یابد. MPa، و ازدیاد طول δ5 از 9٪ به 12٪ می رود. در آلیاژهای Hypereutectic Al{30}}Si، افزودن استرانسیوم می‌تواند اندازه ذرات سیلیکون اولیه را کاهش دهد، کارایی پلاستیک را بهبود بخشد و نورد گرم و سرد را صاف کند.