Úloha rôznych prvkov v hliníkovej zliatine (2)

vplyv stopových prvkov


Železo a kremík Fe-Si


V kovanej hliníkovej zliatine na báze hliníka Al-Cu-Mg-Ni-Fe sa kremík pridáva ako legujúci prvok do kovaného hliníka na báze Al-Mg-Si a do zváracích tyčí na báze Al-Si a zliatin hliníka a kremíka. Medzi základné kovy, kremík a železo sú bežné nečistoty a majú významný vplyv na vlastnosti zliatiny. Sú prevažne prítomné ako FeCl3 a voľný kremík. Keď je kremík väčší ako železo, vytvorí sa β-FeSiAl3 (alebo Fe2Si2Al9) fáza a keď je železo väčšie ako kremík, vytvorí sa a-Fe2SiAl8 (alebo Fe3Si2Al12). Ak pomer železa a kremíka nie je správny, spôsobí praskliny v odliatku. Ak je obsah železa v liatom hliníku príliš vysoký, odlievanie bude krehké.


Titán a bór Ti-B


Titán je aditívny prvok bežne používaný v zliatinách hliníka a pridáva sa vo forme zliatiny Al-Ti alebo Al-Ti-B. Titán a hliník tvoria fázu TiAl2, ktorá sa počas kryštalizácie stáva nes spontánnym jadrom, ktoré slúži na zjemnenie odlievanej konštrukcie a zvarovej štruktúry. Keď je Al-Ti zliatina podrobená reakcii v balení, kritický obsah titánu je asi 0,15% a ak je prítomný bór, spomalenie je len 0,01%.


Chróm Cr


Aditívny prvok bežne sa vyskytujúci v zliatinách Al-Mg-Si, Al-Mg-Zn a Al-Mg. Pri 600 ° C je rozpustnosť chrómu v hliníku 0,8% a pri teplote miestnosti je v podstate nerozpustná.


Chróm tvorí intermetalické zlúčeniny, ako napríklad (CrFe) Al7 a (CrMn) Al12 v hliníku, bráni procesu nukleácie a rastu rekryštalizácie, má určitý posilňujúci účinok na zliatinu a môže zlepšovať húževnatosť zliatiny a znižovať korózne trhliny pri namáhaní koróziou. citlivosť. , Miesto však zvýšilo citlivosť kalenia a urobilo z eloxovaného filmu žltej.


Prídavné množstvo chrómu v hliníkovej zliatine všeobecne nepresahuje 0,35% a klesá s rastúcim prechodovým prvkom v zliatine.


staršie


Niob je povrchovo aktívny prvok, ktorý kryštalizuje správanie intermetalickej fázy. Preto môže metamorfóza s nióbom zlepšiť plasticitu zliatiny a kvalitu konečného produktu. V posledných rokoch sa použitie sodíka nahradilo v hliníkových zliatinách Al-Si kvôli výhodám dlhého času rozpadu, dobrého účinku a reprodukovateľnosti nióbu. Pridaním 0,015% -0,03% ytria do hliníkovej zliatiny na extrúziu sa p-AlFeSi fáza v ingote transformuje na čínsku fázu a-AlFeSi fázy, ktorá znižuje čas homogenizácie ingotu o 60% až 70% a zlepšuje mechanické vlastnosti materiálu a spracovateľnosť plastov; zlepšiť drsnosť povrchu výrobku. Pri deformovanej hliníkovej zliatine s vysokým obsahom kremíka (10% až 13%) môže pridanie 0,02% -0,07% antimónového prvku znížiť primárny kryštál na spodnú hranicu a tiež sa podstatne zlepšia mechanické vlastnosti. Pevnosť v ťahu σb sa zvýši z 233 MPa na 236 MPa. Medza prieťažnosti σ0,2 sa zvýši z 204 MPa na 210 MPa a predĺženie b5 sa zvýši z 9% na 12%. Prídavok ytria k hypereutek-tickej zliatine Al-Si môže zmenšiť veľkosť primárnych častíc kremíka, zlepšiť vlastnosti spracovania plastov a hladko vykonávať valcovanie za tepla a valcovanie za studena.


Zirkónium Zr


Zirkónium je tiež bežnou prísadou pre zliatiny hliníka. Všeobecne je množstvo pridania do hliníkovej zliatiny 0,1% až 0,3% a zirkónium a hliník tvoria zlúčeninu ZrAl3, ktorá bráni procesu rekryštalizácie a zjemňuje rekryštalizované zrná. Zirkón tiež zjemňuje liatú štruktúru, ale je menej účinný ako titán. V prítomnosti zirkónia sa redukuje účinok rafinácie zŕn titánu a bóru. V zliatine Al-Zn-Mg-Cu, pretože zirkónium má menší vplyv na citlivosť kalenia ako chróm a mangán, je výhodné, aby sa namiesto rekryštalizácie rekryštalizovanej štruktúry namiesto chrómu a mangánu použil zirkónium.


Prvok nečistoty Re


Prvok vzácnych zemín sa pridáva do hliníkovej zliatiny, aby sa zvýšilo podchladenie hliníkovej zliatiny počas tavenia, zjemní sa kryštálové zrná, zníži sa sekundárny rozstup kryštálov, redukuje sa plyn a inklúzie v zliatine a má tendenciu sféroidizovať inklúznu fázu. Môže tiež znížiť povrchové napätie taveniny, zvýšiť tekutosť a uľahčiť odlievanie do ingotov, čo má významný vplyv na výkonnosť procesu. Je výhodné, aby množstvo každej pridanej vzácnej zeminy bolo asi 0,1%. Prídavok zmiešanej vzácnej zeminy (La-Ce-Pr-Nd alebo podobne) znižuje kritickú teplotu tvorby staršej oblasti Gp z Al-0,65% Mg-0,61% Si zliatiny. Hliníková zliatina obsahujúca horčík môže excitovať metamorfózu prvkov vzácnych zemín.