Мідь (Cu)
Коли мідь (Cu) розчиняється в алюмінієвих сплавах, механічні властивості покращуються, а різальна здатність стає кращою. Однак, стійкість до корозії знижується, і зростає ймовірність утворення гарячих тріщин. Мідь (Cu) як домішка має такий самий ефект.
Міцність і твердість сплаву можна значно збільшити, якщо вміст міді (Cu) перевищує 1,25%. Однак осадження Al-Cu викликає усадку під час лиття під тиском, а потім розширення, що робить розмір виливка нестабільним.
Магній (Mg)
Невелику кількість магнію (Mg) додають для придушення міжкристалічної корозії. Коли вміст магнію (Mg) перевищує задане значення, плинність погіршується, а термічна крихкість та ударна в'язкість знижуються.
Кремній (Si)
Кремній (Si) є основним інгредієнтом для покращення плинності. Найкращої плинності можна досягти від евтектичної до заевтектичної стадії. Однак кремній (Si), який кристалізується, має тенденцію утворювати тверді точки, що погіршує різальні властивості. Тому зазвичай не допускається перевищення евтектичної точки. Крім того, кремній (Si) може покращити міцність на розрив, твердість, різальні властивості та міцність за високих температур, одночасно зменшуючи подовження.
Магній (Mg) алюмінієво-магнієвий сплав має найкращу корозійну стійкість. Тому ADC5 та ADC6 є корозійностійкими сплавами. Його діапазон затвердіння дуже широкий, тому він має гарячу крихкість, а виливки схильні до розтріскування, що ускладнює лиття. Магній (Mg) як домішка в матеріалах AL-Cu-Si, Mg2Si, робить виливки крихкими, тому стандарт зазвичай знаходиться в межах 0,3%.
Залізо (Fe). Хоча залізо (Fe) може значно підвищити температуру рекристалізації цинку (Zn) та уповільнити процес рекристалізації, під час лиття під тиском залізо (Fe) утворюється з залізних тиглів, трубок типу «гусяча шийка» та плавильних інструментів і розчиняється в цинку (Zn). Залізо (Fe), що міститься в алюмінії (Al), надзвичайно мало, і коли залізо (Fe) перевищує межу розчинності, воно кристалізується як FeAl3. Дефекти, спричинені Fe, здебільшого утворюють шлак і плавають у вигляді сполук FeAl3. Виливка стає крихкою, а оброблюваність погіршується. Текучість заліза впливає на гладкість поверхні виливки.
Домішки заліза (Fe) призводять до утворення голкоподібних кристалів FeAl3. Оскільки лиття під тиском швидко охолоджується, осаджені кристали дуже дрібні та не можуть вважатися шкідливими компонентами. Якщо вміст менше 0,7%, його нелегко вийняти з форми, тому вміст заліза 0,8-1,0% краще підходить для лиття під тиском. Якщо заліза (Fe) багато, утворюються металеві сполуки, що утворюють тверді точки. Крім того, коли вміст заліза (Fe) перевищує 1,2%, це знижує плинність сплаву, погіршує якість виливка та скорочує термін служби металевих компонентів обладнання для лиття під тиском.
Нікель (Ni). Як і мідь (Cu), він має тенденцію до підвищення міцності на розтяг і твердості, що суттєво впливає на корозійну стійкість. Іноді нікель (Ni) додають для покращення міцності за високих температур і жаростійкості, але це негативно впливає на корозійну стійкість і теплопровідність.
Марганець (Mn) може покращити високотемпературну міцність сплавів, що містять мідь (Cu) та кремній (Si). Якщо вона перевищує певну межу, легко утворюються четвертинні сполуки Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn, які можуть легко утворювати тверді точки та знижувати теплопровідність. Марганець (Mn) може запобігати процесу рекристалізації алюмінієвих сплавів, підвищувати температуру рекристалізації та значно подрібнювати зерно рекристалізації. Подрібнення зерен рекристалізації головним чином зумовлене гальмівним впливом частинок сполуки MnAl6 на ріст зерен рекристалізації. Ще однією функцією MnAl6 є розчинення домішок заліза (Fe) з утворенням (Fe, Mn)Al6 та зменшення шкідливого впливу заліза. Марганець (Mn) є важливим елементом алюмінієвих сплавів і може бути доданий як окремий бінарний сплав Al-Mn або разом з іншими легуючими елементами. Тому більшість алюмінієвих сплавів містять марганець (Mn).
Цинк (Zn)
Якщо присутній нечистий цинк (Zn), він проявлятиме крихкість за високих температур. Однак, у поєднанні з ртуттю (Hg) для утворення міцних сплавів HgZn2, він забезпечує значний ефект зміцнення. JIS вимагає, щоб вміст нечистого цинку (Zn) був менше 1,0%, тоді як іноземні стандарти дозволяють до 3%. Це обговорення не стосується цинку (Zn) як компонента сплаву, а радше його ролі як домішки, яка має тенденцію викликати тріщини у виливках.
Хром (Cr)
Хром (Cr) утворює в алюмінії інтерметалідні сполуки, такі як (CrFe)Al7 та (CrMn)Al12, перешкоджаючи зародженню та росту рекристалізації та забезпечуючи певний зміцнювальний ефект сплаву. Він також може покращити в'язкість сплаву та зменшити чутливість до корозійного розтріскування під напругою. Однак він може збільшити чутливість до гартування.
Титан (Ti)
Навіть невелика кількість титану (Ti) у сплаві може покращити його механічні властивості, але також може зменшити його електропровідність. Критичний вміст титану (Ti) у сплавах серії Al-Ti для дисперсійного зміцнення становить близько 0,15%, і його присутність можна зменшити додаванням бору.
Свинець (Pb), олово (Sn) та кадмій (Cd)
Кальцій (Ca), свинець (Pb), олово (Sn) та інші домішки можуть міститися в алюмінієвих сплавах. Оскільки ці елементи мають різні температури плавлення та структури, вони утворюють різні сполуки з алюмінієм (Al), що призводить до різного впливу на властивості алюмінієвих сплавів. Кальцій (Ca) має дуже низьку розчинність у твердому стані в алюмінії та утворює сполуки CaAl4 з алюмінієм (Al), що може покращити ріжучі властивості алюмінієвих сплавів. Свинець (Pb) та олово (Sn) – це метали з низькою температурою плавлення та низькою розчинністю у твердому стані в алюмінії (Al), що може знизити міцність сплаву, але покращити його ріжучі властивості.
Збільшення вмісту свинцю (Pb) може знизити твердість цинку (Zn) та збільшити його розчинність. Однак, якщо вміст будь-якого з елементів свинцю (Pb), олова (Sn) або кадмію (Cd) перевищує задану кількість у сплаві алюмінію: цинку, може виникнути корозія. Ця корозія є нерегулярною, виникає через певний період часу та особливо виражена в умовах високої температури та вологості.
Час публікації: 09 березня 2023 р.