Роль різних присадочних елементів в алюмінієвому сплаві

Кремній (Si)
Кремній (Si) є основним інгредієнтом для покращення плинності.Найкраща текучість може бути досягнута від евтектики до заевтектики.Однак кремній (Si), який кристалізується, має тенденцію утворювати тверді точки, погіршуючи ефективність різання.Тому, як правило, не допускається перевищення евтектичної точки.Крім того, кремній (Si) може покращити міцність на розрив, твердість, ефективність різання та міцність при високих температурах, одночасно зменшуючи подовження.
Магній (Mg) Алюмінієво-магнієвий сплав має найкращу стійкість до корозії.Тому ADC5 і ADC6 є корозійностійкими сплавами.Його діапазон затвердіння дуже великий, тому він має гарячу крихкість, а виливки схильні до розтріскування, що ускладнює лиття.Магній (Mg) як домішка в матеріалах AL-Cu-Si, Mg2Si зробить виливок крихким, тому стандарт зазвичай становить 0,3%.

Залізо (Fe) Незважаючи на те, що залізо (Fe) може значно підвищити температуру рекристалізації цинку (Zn) і уповільнити процес рекристалізації, при плавленні литтям під тиском залізо (Fe) надходить із залізних тиглів, труб із гусячою шиєю та плавильних інструментів, а також розчиняється в цинку (Zn).Залізо (Fe), яке переноситься алюмінієм (Al), надзвичайно мало, і коли залізо (Fe) перевищує межу розчинності, воно кристалізується у вигляді FeAl3.Дефекти, викликані Fe, здебільшого утворюють шлак і спливають у вигляді сполук FeAl3.Виливок стає крихким, а оброблюваність погіршується.Текучість чавуну впливає на гладкість поверхні лиття.
Домішки заліза (Fe) створюють голчасті кристали FeAl3.Оскільки лиття під тиском швидко охолоджується, кристали, що випали, дуже дрібні і не можуть вважатися шкідливими компонентами.Якщо вміст менше 0,7%, його непросто витягти з форми, тому вміст заліза 0,8-1,0% краще для лиття під тиском.Якщо є велика кількість заліза (Fe), будуть утворюватися металеві сполуки, утворюючи тверді точки.Крім того, коли вміст заліза (Fe) перевищує 1,2%, це призведе до зниження плинності сплаву, погіршення якості лиття та скорочення терміну служби металевих компонентів устаткування для лиття під тиском.

Нікель (Ni) Як і мідь (Cu), існує тенденція до збільшення міцності на розрив і твердості, і це має значний вплив на стійкість до корозії.Іноді нікель (Ni) додають для підвищення високотемпературної міцності та термостійкості, але це негативно впливає на стійкість до корозії та теплопровідність.

Марганець (Mn) Може покращити високотемпературну міцність сплавів, що містять мідь (Cu) і кремній (Si).Якщо він перевищує певну межу, легко утворити четвертинні сполуки Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn, які можуть легко утворювати жорсткі точки та знижувати теплопровідність.Марганець (Mn) може запобігти процесу рекристалізації алюмінієвих сплавів, підвищити температуру рекристалізації та значно подрібнити зерно рекристалізації.Подрібнення зерен рекристалізації відбувається в основному за рахунок гальмівної дії частинок сполуки MnAl6 на ріст зерен рекристалізації.Іншою функцією MnAl6 є розчинення домішки заліза (Fe) з утворенням (Fe, Mn)Al6 і зменшення шкідливого впливу заліза.Марганець (Mn) є важливим елементом алюмінієвих сплавів і може додаватися як окремий бінарний сплав Al-Mn або разом з іншими легуючими елементами.Тому більшість алюмінієвих сплавів містить марганець (Mn).

Цинк (Zn)
Якщо присутній нечистий цинк (Zn), він демонструватиме високотемпературну крихкість.Однак у поєднанні з ртуттю (Hg) для утворення міцних сплавів HgZn2 це забезпечує значний ефект зміцнення.JIS передбачає, що вміст нечистого цинку (Zn) має бути менше 1,0%, тоді як іноземні стандарти можуть допускати до 3%.Це обговорення не стосується цинку (Zn) як компонента сплаву, а скоріше його роль як домішки, яка має тенденцію викликати тріщини у виливках.

Хром (Cr)
Хром (Cr) утворює інтерметалічні сполуки, такі як (CrFe)Al7 та (CrMn)Al12 в алюмінії, перешкоджаючи зародженню та зростанню рекристалізації та забезпечуючи певний ефект зміцнення сплаву.Це також може покращити міцність сплаву та зменшити чутливість до корозійного розтріскування під напругою.Однак це може збільшити чутливість гасіння.

Титан (Ti)
Навіть невелика кількість титану (Ti) у сплаві може покращити його механічні властивості, але також може зменшити його електропровідність.Критичний вміст титану (Ti) в сплавах серії Al-Ti для дисперсійного зміцнення становить близько 0,15%, і його присутність можна зменшити додаванням бору.

Свинець (Pb), олово (Sn) і кадмій (Cd)
В алюмінієвих сплавах можуть міститися домішки кальцію (Ca), свинцю (Pb), олова (Sn) і ін.Оскільки ці елементи мають різні температури плавлення та структуру, вони утворюють різні сполуки з алюмінієм (Al), що призводить до різного впливу на властивості алюмінієвих сплавів.Кальцій (Ca) має дуже низьку тверду розчинність в алюмінії та утворює сполуки CaAl4 з алюмінієм (Al), які можуть покращити продуктивність різання алюмінієвих сплавів.Свинець (Pb) і олово (Sn) є металами з низькою температурою плавлення з низькою твердою розчинністю в алюмінії (Al), що може знизити міцність сплаву, але покращити його продуктивність різання.

Збільшення вмісту свинцю (Pb) може знизити твердість цинку (Zn) і збільшити його розчинність.Однак якщо вміст свинцю (Pb), олова (Sn) або кадмію (Cd) перевищує вказану кількість у сплаві алюміній: цинк, може виникнути корозія.Ця корозія є нерегулярною, виникає через певний період і особливо виражена в атмосфері з високою температурою та високою вологістю.