Mis
Alüminium-mis ərintinin alüminiumla zəngin hissəsi 548 olduqda, misin alüminiumda maksimum həllolma qabiliyyəti 5,65% təşkil edir. Temperatur 302-ə düşəndə misin həllolma qabiliyyəti 0,45% təşkil edir. Mis vacib bir ərinti elementidir və müəyyən bir bərk həll gücləndirici təsir göstərir. Bundan əlavə, yaşlanma ilə çökən CuAl2 açıq-aşkar yaşlanma gücləndirici təsirə malikdir. Alüminium ərintilərində misin miqdarı adətən 2,5% ilə 5% arasındadır və gücləndirici təsir misin tərkibi 4% ilə 6,8% arasında olduqda ən yaxşısıdır, buna görə də əksər duralumin ərintilərinin mis tərkibi bu diapazondadır. Alüminium-mis ərintiləri daha az silikon, maqnezium, manqan, xrom, sink, dəmir və digər elementləri ehtiva edə bilər.
Silikon
Al-Si ərintisi sisteminin alüminiumla zəngin hissəsi 577 evtektik temperatura malik olduqda, silikonun bərk məhlulda maksimum həllolma qabiliyyəti 1,65% təşkil edir. Həlledicilik temperaturun azalması ilə azalsa da, bu ərintilər ümumiyyətlə istilik müalicəsi ilə gücləndirilə bilməz. Alüminium-silikon ərintisi əla tökmə xüsusiyyətlərinə və korroziyaya davamlılığa malikdir. Alüminium-maqnezium-silisium ərintisi yaratmaq üçün alüminiuma eyni vaxtda maqnezium və silisium əlavə edilərsə, möhkəmləndirmə mərhələsi MgSi olur. Maqneziumun silikona kütlə nisbəti 1,73:1-dir. Al-Mg-Si ərintisinin tərkibini tərtib edərkən, maqnezium və silisiumun tərkibi matrisdə bu nisbətdə konfiqurasiya edilir. Bəzi Al-Mg-Si ərintilərinin möhkəmliyini artırmaq üçün müvafiq miqdarda mis əlavə edilir və misin korroziyaya davamlılığa mənfi təsirlərini kompensasiya etmək üçün müvafiq miqdarda xrom əlavə edilir.
Al-Mg2Si ərintisi sisteminin tarazlıq faza diaqramının alüminiumla zəngin hissəsində Mg2Si-nin alüminiumda maksimum həllolma qabiliyyəti 1,85% təşkil edir və temperatur azaldıqca yavaşlama kiçikdir. Deformasiyaya uğramış alüminium ərintilərində alüminiuma yalnız silikonun əlavə edilməsi qaynaq materialları ilə məhdudlaşır və alüminiuma silikonun əlavə edilməsi də müəyyən gücləndirici təsir göstərir.
Maqnezium
Çözünürlük əyrisi alüminiumda maqneziumun həllolma qabiliyyətinin temperaturun azalması ilə çox azaldığını göstərsə də, əksər sənaye deformasiyalı alüminium ərintilərində maqnezium miqdarı 6% -dən azdır. Silikon tərkibi də azdır. Bu tip ərinti istilik müalicəsi ilə gücləndirilə bilməz, lakin yaxşı qaynaq qabiliyyətinə, yaxşı korroziyaya davamlılığa və orta gücə malikdir. Alüminiumun maqneziumla gücləndirilməsi göz qabağındadır. Maqneziumda hər 1% artım üçün dartılma gücü təxminən 34MPa artır. 1% -dən az manqan əlavə edilərsə, gücləndirici təsir əlavə edilə bilər. Buna görə də, manqan əlavə etmək maqnezium tərkibini azalda və isti çatlama meylini azalda bilər. Bundan əlavə, manqan Mg5Al8 birləşmələrini bərabər şəkildə çökdürə bilər, korroziyaya davamlılığı və qaynaq işini yaxşılaşdırır.
manqan
Al-Mn ərintisi sisteminin yastı tarazlıq faza diaqramının evtektik temperaturu 658 olduqda, manqanın bərk məhlulda maksimum həllolma qabiliyyəti 1,82% təşkil edir. Alaşımın gücü həllolma qabiliyyətinin artması ilə artır. Manqan tərkibi 0,8% olduqda, uzanma maksimum dəyərə çatır. Al-Mn ərintisi yaşlanmayan sərtləşən bir ərintidir, yəni istilik müalicəsi ilə gücləndirilə bilməz. Manqan alüminium ərintilərinin yenidən kristallaşma prosesinin qarşısını ala, yenidən kristallaşma temperaturunu artıra və yenidən kristallaşmış taxılları əhəmiyyətli dərəcədə təmizləyə bilər. Yenidən kristallaşmış taxılların saflaşdırılması əsasən MnAl6 birləşmələrinin dispers hissəciklərinin yenidən kristallaşmış taxılların böyüməsinə mane olması ilə əlaqədardır. MnAl6-nın başqa bir funksiyası dəmirin zərərli təsirlərini azaltmaqla (Fe, Mn)Al6 meydana gətirmək üçün çirkli dəmiri həll etməkdir. Manqan alüminium ərintilərində mühüm elementdir. Al-Mn ikili ərintisi yaratmaq üçün tək başına əlavə edilə bilər. Daha tez-tez digər ərinti elementləri ilə birlikdə əlavə olunur. Buna görə alüminium ərintilərinin əksəriyyətində manqan var.
sink
Al-Zn ərintisi sisteminin tarazlıq faza diaqramının alüminiumla zəngin hissəsində sinkin alüminiumda həllolma qabiliyyəti 275-də 31,6% təşkil edir, həllolma qabiliyyəti isə 125-də 5,6%-ə enir. Alüminiuma tək sinkin əlavə edilməsi çox məhdud inkişafa malikdir. deformasiya şəraitində alüminium ərintinin möhkəmliyi. Eyni zamanda, stress korroziyasının krekinqinə meyl var, beləliklə onun tətbiqi məhdudlaşdırılır. Alüminiuma sink və maqneziumun eyni vaxtda əlavə edilməsi, ərintiyə əhəmiyyətli dərəcədə gücləndirici təsir göstərən Mg/Zn2 gücləndirmə fazasını təşkil edir. Mg/Zn2 tərkibi 0,5%-dən 12%-ə qədər artırıldıqda, dartılma və axma gücü əhəmiyyətli dərəcədə artırıla bilər. Maqneziumun Mg/Zn2 fazasını meydana gətirmək üçün tələb olunan miqdarı aşdığı super sərt alüminium ərintilərində, sinkin maqneziuma nisbəti təxminən 2,7 səviyyəsində idarə edildikdə, gərginlik korroziyasına qarşı krekinq müqaviməti ən böyükdür. Məsələn, Al-Zn-Mg-ə mis elementin əlavə edilməsi Al-Zn-Mg-Cu seriyası ərintisi əmələ gətirir. Baza gücləndirici təsir bütün alüminium ərintiləri arasında ən böyükdür. O, həmçinin aerokosmik, aviasiya sənayesi və elektrik enerjisi sənayesində mühüm alüminium ərintisi materialıdır.
Dəmir və silikon
Dəmir Al-Cu-Mg-Ni-Fe seriyalı işlənmiş alüminium ərintilərində, silisium isə Al-Mg-Si seriyalı işlənmiş alüminiumda və Al-Si seriyalı qaynaq çubuqlarında və alüminium-silikon tökmədə ərinti elementləri kimi əlavə edilir. ərintilər. Əsas alüminium ərintilərində, silikon və dəmir ərintinin xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli təsir göstərən ümumi çirk elementləridir. Onlar əsasən FeCl3 və sərbəst silisium şəklində mövcuddur. Silikon dəmirdən böyük olduqda β-FeSiAl3 (və ya Fe2Si2Al9) fazası, dəmir silisiumdan böyük olduqda isə α-Fe2SiAl8 (və ya Fe3Si2Al12) əmələ gəlir. Dəmir və silisium nisbəti düzgün olmayanda, tökmədə çatlar əmələ gəlir. Alüminium tökmədə dəmirin miqdarı çox yüksək olduqda, tökmə kövrək olur.
Titan və Bor
Titan, Al-Ti və ya Al-Ti-B əsas ərinti şəklində əlavə olunan alüminium ərintilərində çox istifadə edilən əlavə elementdir. Titan və alüminium TiAl2 fazasını təşkil edir, kristallaşma zamanı spontan nüvəyə çevrilir və tökmə strukturunun və qaynaq strukturunun təmizlənməsində rol oynayır. Al-Ti ərintiləri qablaşdırma reaksiyasına məruz qaldıqda, titanın kritik tərkibi təxminən 0,15% təşkil edir. Bor varsa, yavaşlama 0,01% qədər kiçikdir.
Xrom
Xrom Al-Mg-Si seriyası, Al-Mg-Zn seriyası və Al-Mg seriyası ərintilərində ümumi əlavə elementdir. 600°C-də xromun alüminiumda həllolma qabiliyyəti 0,8% təşkil edir və otaq temperaturunda əsasən həll olunmur. Xrom alüminiumda (CrFe)Al7 və (CrMn)Al12 kimi intermetal birləşmələr əmələ gətirir ki, bu da yenidən kristallaşmanın nüvələşmə və böyümə prosesinə mane olur və ərintiyə müəyyən gücləndirici təsir göstərir. O, həmçinin ərintinin möhkəmliyini yaxşılaşdıra və stres korroziyasının çatlamasına qarşı həssaslığı azalda bilər.
Bununla belə, sayt söndürmə həssaslığını artırır, anodlaşdırılmış filmi sarı edir. Alüminium ərintilərinə əlavə edilən xromun miqdarı ümumiyyətlə 0,35% -dən çox deyil və ərintidə keçid elementlərinin artması ilə azalır.
Stronsium
Stronsium, intermetal birləşmə fazalarının davranışını kristalloqrafik olaraq dəyişə bilən səthi aktiv elementdir. Buna görə də, stronsium elementi ilə modifikasiya müalicəsi ərintinin plastik iş qabiliyyətini və son məhsulun keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilər. Uzun effektiv modifikasiya müddəti, yaxşı təsir və təkrar istehsal qabiliyyəti sayəsində stronsium son illərdə Al-Si tökmə ərintilərində natrium istifadəsini əvəz etdi. Ekstruziya üçün alüminium ərintisinə 0,015% ~ 0,03% stronsium əlavə etmək külçədəki β-AlFeSi fazasını α-AlFeSi fazasına çevirir, külçənin homogenləşmə müddətini 60% ~ 70% azaldır, materialların mexaniki xüsusiyyətlərini və plastik emal qabiliyyətini yaxşılaşdırır; məhsulların səthinin pürüzlülüyünün yaxşılaşdırılması.
Yüksək silisiumlu (10% ~ 13%) deformasiyaya uğramış alüminium ərintiləri üçün 0,02% ~ 0,07% stronsium elementinin əlavə edilməsi ilkin kristalları minimuma endirə bilər və mexaniki xüsusiyyətlər də əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırılır. Dartma müqaviməti bb 233MPa-dan 236MPa-a qədər, məhsuldarlıq isə b0.2-dən 204MPa-dan 210MPa-a, uzanma b5 isə 9%-dən 12%-ə qədər yüksəlmişdir. Hipereutektik Al-Si ərintisinə stronsiumun əlavə edilməsi ilkin silisium hissəciklərinin ölçüsünü azalda, plastik emal xüsusiyyətlərini yaxşılaşdıra və hamar isti və soyuq yuvarlanmağa imkan verə bilər.
sirkonium
Sirkonium da alüminium ərintilərində ümumi bir əlavədir. Ümumiyyətlə, alüminium ərintilərinə əlavə olunan məbləğ 0,1% ~ 0,3% təşkil edir. Sirkonium və alüminium ZrAl3 birləşmələrini əmələ gətirir, bu da yenidən kristallaşma prosesinə mane ola bilər və yenidən kristallaşmış taxılları təmizləyə bilər. Sirkonium da tökmə strukturunu təmizləyə bilər, lakin təsir titandan daha kiçikdir. Sirkoniumun olması titan və borun taxıl təmizləyici təsirini azaldacaq. Al-Zn-Mg-Cu ərintilərində sirkoniumun söndürmə həssaslığına xrom və manqandan daha az təsir göstərdiyi üçün yenidən kristallaşmış quruluşu saflaşdırmaq üçün xrom və manqan əvəzinə sirkoniumdan istifadə etmək məqsədəuyğundur.
Nadir torpaq elementləri
Nadir torpaq elementləri alüminium ərintisi tökmə zamanı komponentin həddindən artıq soyudulmasını artırmaq, taxılları təmizləmək, ikincil kristal aralığını azaltmaq, ərintidə qazları və daxilolmaları azaltmaq və daxiletmə mərhələsini sferoidləşdirməyə meylli olmaq üçün alüminium ərintilərinə əlavə olunur. O, həmçinin ərimənin səthi gərginliyini azalda, axıcılığı artıra və külçələrə tökməyi asanlaşdıra bilər ki, bu da prosesin performansına əhəmiyyətli təsir göstərir. Təxminən 0,1% miqdarında müxtəlif nadir torpaqları əlavə etmək daha yaxşıdır. Qarışıq nadir torpaqların (qarışıq La-Ce-Pr-Nd və s.) əlavə edilməsi Al-0,65%Mg-0,61%Si ərintisində qocalma G?P zonasının formalaşması üçün kritik temperaturu azaldır. Tərkibində maqnezium olan alüminium ərintiləri nadir torpaq elementlərinin metamorfizmini stimullaşdıra bilər.
Natəmizlik
Vanadium alüminium ərintilərində VAl11 odadavamlı birləşmə əmələ gətirir, ərimə və tökmə prosesində taxılların təmizlənməsində rol oynayır, lakin onun rolu titan və sirkoniumdan daha kiçikdir. Vanadium həmçinin yenidən kristallaşmış quruluşu təmizləmək və yenidən kristallaşma temperaturunu artırmaq təsirinə malikdir.
Alüminium ərintilərində kalsiumun bərk həllolma qabiliyyəti son dərəcə aşağıdır və alüminium ilə CaAl4 birləşməsini əmələ gətirir. Kalsium alüminium ərintilərinin superplastik elementidir. Təxminən 5% kalsium və 5% manqan olan alüminium ərintisi superplastikliyə malikdir. Kalsium və silikon alüminiumda həll olmayan CaSi əmələ gətirir. Silikonun bərk məhlulunun miqdarı azaldığından, sənaye təmiz alüminiumun elektrik keçiriciliyi bir qədər yaxşılaşdırıla bilər. Kalsium alüminium ərintilərinin kəsmə performansını yaxşılaşdıra bilər. CaSi2 istilik müalicəsi ilə alüminium ərintilərini gücləndirə bilməz. İz miqdarda kalsium hidrogeni ərimiş alüminiumdan çıxarmaqda faydalıdır.
Qurğuşun, qalay və vismut elementləri aşağı ərimə nöqtəli metallardır. Alüminiumda onların bərk həllolma qabiliyyəti kiçikdir, bu, ərintinin gücünü bir qədər azaldır, lakin kəsmə performansını yaxşılaşdıra bilər. Bəslənmə üçün faydalı olan bərkimə zamanı vismut genişlənir. Yüksək maqnezium ərintilərinə vismut əlavə etmək natrium kövrəkləşməsinin qarşısını ala bilər.
Sürmə əsasən tökmə alüminium ərintilərində modifikator kimi istifadə olunur və deformasiyaya uğramış alüminium ərintilərində nadir hallarda istifadə olunur. Natrium kövrəkləşməsinin qarşısını almaq üçün vismutu yalnız Al-Mg deformasiya edilmiş alüminium ərintisi ilə əvəz edin. İsti presləmə və soyuq presləmə proseslərinin işini yaxşılaşdırmaq üçün bəzi Al-Zn-Mg-Cu ərintilərinə sürmə elementi əlavə edilir.
Berilyum deformasiyaya uğramış alüminium ərintilərində oksid filminin strukturunu yaxşılaşdıra bilər və ərimə və tökmə zamanı yanma itkisini və daxilolmaları azalda bilər. Berilyum insanlarda allergik zəhərlənməyə səbəb ola bilən zəhərli bir elementdir. Buna görə berilyum qida və içkilərlə təmasda olan alüminium ərintilərində ola bilməz. Qaynaq materiallarında berilyum miqdarı adətən 8μg/ml-dən aşağı idarə olunur. Qaynaq substratı kimi istifadə edilən alüminium ərintiləri də berilyum tərkibinə nəzarət etməlidir.
Natrium alüminiumda demək olar ki, həll olunmur və maksimum bərk həllolma 0,0025% -dən azdır. natriumun ərimə nöqtəsi aşağıdır (97,8 ℃), ərintidə natrium olduqda, bərkimə zamanı dendrit səthində və ya taxıl sərhədində adsorbsiya olunur, isti emal zamanı taxıl sərhədindəki natrium maye adsorbsiya təbəqəsi əmələ gətirir, kövrək krekinq, NaAlSi birləşmələrinin əmələ gəlməsi ilə nəticələnir, sərbəst natrium yoxdur və “natrium kövrək” əmələ gətirmir.
Maqneziumun tərkibi 2%-dən çox olduqda, maqnezium silisiumu götürür və sərbəst natriumu çökdürür, nəticədə “natrium kövrəkliyi” yaranır. Buna görə yüksək maqnezium alüminium ərintisi natrium duz axını istifadə etməyə icazə verilmir. “Natrium kövrəkləşməsinin” qarşısının alınması üsullarına xlorlama daxildir, bu da natriumun NaCl əmələ gəlməsinə səbəb olur və şlaklara axıdılır, Na2Bi əmələ gətirmək üçün vismut əlavə edilir və metal matrisə daxil olur; Na3Sb əmələ gətirmək üçün sürmənin əlavə edilməsi və ya nadir torpaqların əlavə edilməsi də eyni effekti verə bilər.
MAT Alüminiumdan May Jiang tərəfindən redaktə edilmişdir
Göndərmə vaxtı: 08 avqust 2024-cü il
