Alumiiniumsulamist erinevate elementide mõju ja mõju alumiiniumi omadustele
Vaskelement
Kui alumiinium-vask sulam on rikas alumiiniumiosaga 548, on vask maksimaalne lahustuvus alumiinis 5,65% ja kui temperatuur on langenud 302 ° C-ni, siis on vaseli lahustuvus 0,45%. Vask on oluline legeeriv element ja sellel on teatav kindel lahuse tugevdav toime. Lisaks on vananemisel sadestunud CuAl2-il ilmne vananemisvastane tugevus. Alumiiniumsulamite vase sisaldus on tavaliselt vahemikus 2,5-5% ja vase sisaldus on kõige parem 4% kuni 6,8%, seega on enamuse kõvade alumiiniumsulamite vase sisaldus selles vahemikus.
Silicon element
Al-Si-legelemendiga rikastatud alumiiniumiosas eutštisse temperatuuril 577 on räni maksimaalne lahustuvus tahkel lahuses 1,65%. Kuigi lahustuvus väheneb temperatuuri juures, ei ole sellised sulamid tavaliselt kuumtöödeldavad. Alumiinium-räni sulamid omavad suurepäraseid valamise omadusi ja korrosioonikindlust.
Kui magneesium ja räni lisatakse üheaegselt alumiiniumist, moodustamaks alumiinium magneesium-räni sulamit, on tugevdamise faas MgSi. Magneesiumi ja räni massi suhe on 1,73: 1. Kui Al-Mg-Si sulam koosneb, on magneesiumi ja räni sisaldus selles suunas substraadil. Mõnedes Al-Mg-Si sulamites lisatakse tugevus suurendamiseks sobiv vask ja lisatakse vaskkromiumi, et korvistada vask kahjulikku mõju korrosioonikindlusele.
Al-Mg2Si sulami legeerterasvu tasakaalukontsentraat Mg2Si maksimaalne lahustuvus alumiiniumis on 1,85% ja aeglustus väheneb temperatuuri tõusul.
Deformeerunud alumiiniumsulamitesse lisatakse ainult alumiiniumist räni ja see piirdub keevitusmaterjaliga ning räni lisatakse ka alumiiniumile, millel on teatav tugevdav toime.
Magneesium
Al-Mg sulami tasakaalu faasiagramm on rikas alumiiniumist. Kuigi lahustuvuskõver näitab, et magneesiumi lahustuvus alumiinis on temperatuuriga oluliselt vähenenud, on enamikus tööstuslikult deformeeritud alumiiniumsulamitest magneesiumi sisaldus alla 6%. Räni sisaldus on samuti väike ja neid sulameid ei kuumtöödeldud, kuid neil on hea keevitatavus, hea korrosioonikindlus ja mõõdukas tugevus.
Magneesiumi tugevdamine alumiiniumiga on ilmne. Magneesiumi iga 1% suurenemise korral on tõmbetugevus umbes 34 MPa. Kui lisatakse vähem kui 1% mangaani, võib seda täiendavalt tugevdada. Seetõttu võib mangaani lisamine vähendada magneesiumi sisaldust ja samal ajal vähendada kuuma krakimise tendentsi. Lisaks sellele võib mangaan sadestada Mg5Al8 ühendi ühtlaselt, et parandada korrosioonikindlust ja keevitust.
Mangaaniline element
Al-Mn sulami süsteemi tasakaalukontsentratsioonil oli maksimaalne mangaani lahustuvus tahke lahuses 1,82% eutšektilisel temperatuuril 658. Sulami tugevus suureneb lahustuvuse suurenemisega. Kui mangaani sisaldus on 0,8%, ulatub maksimaalne pikenemine. Al-Mn sulam on vananemiseta kõvenev sulam, see ei ole kuumtöödeldud.
Mangaan võib ära hoida alumiiniumsulamite rekristalliseerimisprotsessi, suurendab ümberkristallimistemperatuuri ja parandab rekristalliseerunud tera märgatavalt. Rekristalliseerunud terade rafineerimine on peamiselt tingitud MnAl6 ühendi osakeste difusioonist, mis takistab ümberkristalliseerunud terade kasvu. Teine MnAl6 funktsioon on lahuse saamine raua ja vormi (Fe, Mn) Al6, et vähendada raua kahjulikke mõjusid.
Mangaan on oluline osa alumiiniumisulamist ja seda saab lisada eraldi, et moodustada Al-Mn binaarne sulam ja lisada rohkem koos teiste legeerelementidega, nii et enamus alumiiniumsulamitest sisaldab mangaani.
Tsingi element
Al-Zn sulami tasakaalu faasi skeem Alumiiniumi lahustuvus alumiinis on 31,6% alumiiniumirikas fraktsioonis 275, samas kui selle lahustuvus väheneb 125-ni 5,6% -ni.
Ainult alumiiniumist lisatakse tsink. Deformatsioonitingimuste kohaselt on alumiiniumsulamit tugevus väga piiratud ja on stressi korrosiooni pragunemise tendents, mis piirab selle rakendamist.
Tsingi ja magneesiumi üheaegne lisamine alumiiniumis moodustab tugevdava faasi Mg / Zn2, millel on sulamile märgatav tugevdav toime. Kui Mg / Zn2 sisaldus suureneb 0,5% -lt 12% -le, saab tõmbetugevust ja -tulemust märkimisväärselt suurendada. Magneesiumi sisaldus ületab Mg / Zn2 faasi moodustamiseks vajaliku superhalli alumiiniumisulamist. Kui tsingi kuni magneesiumi suhe on kontrollitud ligikaudu 2,7, on vastupidavus stressi korrosioonile krakkimisele suurim.
Näiteks Al-Zn-Mg-Cu sulami moodustamiseks Al-Zn-Mg-le vaskelemendi lisamisel on aluse tugevdav toime kõige suurem kõigi alumiiniumsulamite seas ning on ka oluline alumiiniumsulamaterjal kosmoses, lennunduses tööstuses ja elektritööstuses.
