Úloha rôznych prvkov v hliníkovej zliatine (1)

Po prvé, vplyv legujúcich prvkov


Medený prvok Cu


Keď je zliatina hliníka a medi bohatá na hliníkovú časť 548, väčšia rozpustnosť medi v hliníku je 5,65% a keď sa teplota zníži na 302, rozpustnosť medi je 0,45%. Meď je dôležitým legujúcim prvkom a má určitý posilňujúci účinok na tuhý roztok. Okrem toho CuAl2 vyzrážaný starnutím má zrejmý účinok na posilnenie starnutia. Obsah medi v hliníkovej zliatine je zvyčajne 2,5% až 5% a účinok zosilnenia je lepší, keď je obsah medi 4% až 6,8%, takže obsah medi vo väčšine tvrdých hliníkových zliatin je v tomto rozsahu.


Zliatina hliník-meď môže obsahovať menej prvkov, ako je kremík, horčík, mangán, chróm, zinok a železo.


Silikónový prvok Si


Keď je Al-Si zliatina bohatá na hliník pri eutektickej teplote 577, väčšia rozpustnosť kremíka v pevnom roztoku je 1,65%. Hoci rozpustnosť klesá s klesajúcou teplotou, takéto zliatiny nie sú všeobecne spracovateľné teplom. Zliatiny hliník-kremík majú vynikajúce odlievacie vlastnosti a odolnosť proti korózii.


Ak sa horčík a kremík pridávajú súčasne do hliníka za vzniku zliatiny hliník - horčík - kremík, fázou spevnenia je MgSi. Hmotnostný pomer horčíka k kremíku bol 1,73: 1. Keď je navrhnutá kompozícia Al-Mg-Si zliatiny, obsah horčíka a kremíka je usporiadaný v tomto pomere na substráte. V niektorých zliatinách Al-Mg-Si, aby sa zvýšila pevnosť, sa pridá vhodné množstvo medi a pridá sa vhodné množstvo chrómu na kompenzáciu nepriaznivého účinku medi na odolnosť proti korózii.


Rovnovážny fázový diagram zliatiny Al-Mg2Si je bohatý na hliník. Väčšia rozpustnosť Mg2Si v hliníku je 1,85% a spomalenie je malé, keď teplota klesá.


Medzi deformovanými hliníkovými zliatinami sa kremík pridáva do hliníka samotného a je obmedzený na spájkovacie materiály a kremík má určitý zosilňujúci účinok, keď sa pridáva do hliníka.


Horčík Mg


Rovnovážny fázový diagram Al-Mg zliatiny je bohatý na hliník. Hoci krivka rozpustnosti ukazuje, že rozpustnosť horčíka v hliníku je výrazne znížená s teplotou, vo väčšine priemyselne deformovaných zliatin hliníka je obsah horčíka nižší ako 6%. Obsah kremíka je tiež nízky a takéto zliatiny nie sú tepelne spracované, ale majú dobrú zvariteľnosť, dobrú odolnosť voči korózii a strednú pevnosť.


Spevňovanie horčíka hliníkom je zrejmé. Pre každé 1% zvýšenie horčíka je pevnosť v ťahu asi 34 MPa. Ak sa pridáva menej ako 1% mangánu, môže sa doplniť spevnenie. Preto po pridaní mangánu môže byť obsah horčíka znížený a tendencia krakovania za horúca môže byť znížená. Okrem toho môže mangán rovnomerne vyzrážať zlúčeninu Mg5Al8, aby sa zlepšila odolnosť proti korózii a zvárací výkon.


Mangánový prvok Mn


Čiastočný rovnovážny fázový diagram systému Al-Mn zliatiny má veľkú rozpustnosť 1,82% mangánu v tuhom roztoku pri eutektickej teplote 658. Pevnosť zliatiny sa zvyšuje so zvyšujúcou sa rozpustnosťou. Keď je obsah mangánu 0,8%, ťažnosť dosahuje veľkú hodnotu. Zliatina Al-Mn je zliatina, ktorá nie je vytvrdzovaná starnutím, to znamená, že nemôže byť tepelne spracovaná.


Mangán môže zabrániť procesu rekryštalizácie hliníkových zliatin, zvýšiť teplotu rekryštalizácie a pozoruhodne zjemniť rekryštalizované zrná. Zjemňovanie rekryštalizovaných zŕn je spôsobené najmä difúziou častíc zlúčeniny MnAl6, aby sa zabránilo rastu rekryštalizovaných zŕn. Ďalšou funkciou MnAl6 je rozpustenie nečistoty železa a formy (Fe, Mn) Al6, aby sa znížili škodlivé účinky železa.


Mangán je dôležitým prvkom zliatiny hliníka a môže sa pridávať oddelene, aby sa vytvorila binárna zliatina Al-Mn, a viac sa pridáva spolu s ďalšími legujúcimi prvkami, takže väčšina zliatin hliníka obsahuje mangán.


Zinok Zn


Rovnovážny fázový diagram zliatiny Al-Zn Rozpustnosť zinku v hliníku je 31,6% v frakcii 275 bohatej na hliník, zatiaľ čo rozpustnosť klesá na 5,6% pri 125 ° C.


Zinok sa pridáva len do hliníka. Za podmienok deformácie je pevnosť hliníkovej zliatiny veľmi obmedzená a existuje tendencia k napäťovému korózii, ktorá obmedzuje jej použitie.


Súčasné pridávanie zinku a horčíka v hliníku tvorí spevňujúcu fázu Mg / Zn2, ktorá má výrazný posilňujúci účinok na zliatinu. Keď sa obsah Mg / Zn2 zvýši z 0,5% na 12%, pevnosť v ťahu a pevnosť v ťahu sa môžu výrazne zvýšiť. Obsah horčíka je vyšší ako obsah super-tvrdej zliatiny hliníka potrebnej na vytvorenie fázy Mg / Zn2. Keď je pomer zinku k horčíku regulovaný na hodnote asi 2,7, odolnosť proti korózii pri praskaní je vysoká.


Napríklad, keď sa Al-Zn-Mg pridá k Al-Zn-Mg, vytvorí sa zliatina Al-Zn-Mg-Cu a účinok zosilnenia bázy je väčší u všetkých zliatin hliníka. Je to tiež dôležitý materiál z hliníkovej zliatiny v leteckom, leteckom a elektrotechnickom priemysle. ,