Kobrea
Aluminio-kobre aleazioaren aluminio aberatsa den zatia 548 denean, kobrearen disolbagarritasun maximoa aluminioan % 5,65 da. Tenperatura 302ra jaisten denean, kobrearen disolbagarritasuna % 0,45 da. Kobrea aleazio elementu garrantzitsu bat da eta disoluzio solidoaren indartze efektu jakin bat du. Gainera, zahartzeak hauspeatutako CuAl2-ak zahartzearen indartze-efektu nabaria du. Aluminio-aleazioen kobre-edukia % 2,5 eta % 5 artekoa izan ohi da, eta indartze-efektua onena da kobre-edukia % 4 eta % 6,8 artean dagoenean, beraz, duraluminio aleazio gehienen kobre-edukia tarte horretan dago. Aluminio-kobre aleazioek silizio, magnesio, manganeso, kromo, zink, burdina eta beste elementu gutxiago izan ditzakete.
Silizioa
Al-Si aleazio-sistemaren aluminioan aberatsa den zatiak 577 tenperatura eutektikoa duenean, soluzio solidoan silizioaren disolbagarritasun maximoa % 1,65 da. Tenperatura jaitsi ahala disolbagarritasuna gutxitzen den arren, aleazio hauek, oro har, ezin dira tratamendu termikoarekin sendotu. Aluminio-silizio aleazioak galdaketa propietate bikainak ditu eta korrosioarekiko erresistentzia du. Magnesioa eta silizioa aluminioari aldi berean gehitzen badiote aluminio-magnesio-silizio aleazio bat osatzeko, indartze fasea MgSi da. Magnesioaren eta silizioaren masa-erlazioa 1,73:1 da. Al-Mg-Si aleazioaren konposizioa diseinatzerakoan, magnesioaren eta silizioaren edukiak proportzio horretan konfiguratzen dira matrizean. Al-Mg-Si aleazio batzuen indarra hobetzeko, kobre-kopuru egoki bat gehitzen da eta kromo-kopuru egoki bat gehitzen da kobreak korrosioarekiko erresistentzian dituen eragin kaltegarriak konpentsatzeko.
Mg2Si-ren disolbagarritasun maximoa aluminioan Al-Mg2Si aleazio-sistemaren oreka-fase-diagramaren aluminioan aberatsa den zatian % 1,85 da, eta dezelerazioa txikia da tenperatura jaisten den heinean. Deformatutako aluminiozko aleazioetan, silizioa aluminioari bakarrik gehitzea soldatze-materialetara mugatzen da, eta silizioa aluminioari gehitzeak ere indartze-efektu jakin bat du.
Magnesioa
Disolbagarritasun-kurbak aluminioan magnesioaren disolbagarritasuna tenperatura jaisten den heinean asko gutxitzen dela erakusten duen arren, deformatutako aluminio-aleazio industrial gehienetan magnesio-edukia % 6 baino txikiagoa da. Silizio-edukia ere baxua da. Aleazio mota hau ezin da tratamendu termikoaren bidez indartu, baina soldagarritasun ona, korrosioarekiko erresistentzia ona eta indar ertaina ditu. Aluminioa magnesioaren indartzea nabaria da. Magnesioaren % 1eko gehikuntza bakoitzeko, trakzio-erresistentzia gutxi gorabehera 34MPa handitzen da. Manganesoaren % 1 baino gutxiago gehitzen bada, indartze-efektua gehi daiteke. Hori dela eta, manganesoa gehitzeak magnesioaren edukia murriztu dezake eta pitzadura beroaren joera murrizten du. Horrez gain, manganesoak Mg5Al8 konposatuak uniformeki hauspea ditzake, korrosioarekiko erresistentzia eta soldadura errendimendua hobetuz.
Manganesoa
Al-Mn aleazio-sistemaren oreka lauko fase diagramaren tenperatura eutektikoa 658koa denean, manganesoaren disolbagarritasun maximoa disoluzio solidoan % 1,82koa da. Aleazioaren indarra handitzen da disolbagarritasuna handitzean. Manganesoaren edukia % 0,8 denean, luzapena balio maximora iristen da. Al-Mn aleazioa zahartzen ez den aleazio bat da, hau da, ezin da tratamendu termikoarekin indartu. Manganesoak aluminio-aleazioen birkristalizazio-prozesua eragotzi dezake, birkristalizazio-tenperatura handitu eta birkristalizatutako aleak nabarmen findu ditzake. Birkristalizatutako aleen finketa, batez ere, MnAl6 konposatuen sakabanatutako partikulek birkristalizatutako aleen hazkuntza oztopatzen dutelako da. MnAl6-ren beste funtzio bat ezpurutasun burdina disolbatzea da (Fe, Mn)Al6 sortzeko, burdinaren efektu kaltegarriak murriztuz. Manganesoa elementu garrantzitsua da aluminio-aleazioetan. Bakarrik gehitu daiteke Al-Mn aleazio bitar bat osatzeko. Sarritan, beste aleazio-elementu batzuekin gehitzen da. Hori dela eta, aluminiozko aleazio gehienek manganesoa dute.
Zinka
Zinkaren disolbagarritasuna aluminioan % 31,6koa da 275ean Al-Zn aleazio-sistemaren oreka-fase-diagramaren aluminioan aberatsa den zatian, eta bere disolbagarritasuna % 5,6ra jaisten da 125ean. Zinka bakarrik gehitzeak oso hobekuntza mugatua du. aluminio-aleazioaren indarra deformazio-baldintzetan. Aldi berean, tentsioaren korrosioaren pitzadurarako joera dago, eta horrela bere aplikazioa mugatzen da. Zinka eta magnesioa aluminioari aldi berean gehitzeak Mg/Zn2 indartze fasea sortzen du, eta horrek indartze eragin handia du aleazioan. Mg/Zn2 edukia % 0,5etik % 12ra handitzen denean, trakzio-erresistentzia eta etekin-erresistentzia nabarmen handitu daitezke. Aluminio-aleazio supergogorretan, magnesioaren edukiak Mg/Zn2 fasea osatzeko beharrezkoa den kopurua gainditzen duena, zinkaren eta magnesioaren arteko erlazioa 2,7 inguruan kontrolatzen denean, estresaren korrosioaren pitzadura-erresistentzia handiena da. Adibidez, Al-Zn-Mg-i kobre-elementua gehitzeak Al-Zn-Mg-Cu serieko aleazio bat osatzen du. Oinarria indartzeko efektua aluminiozko aleazio guztien artean handiena da. Aluminio-aleazio material garrantzitsua da aeroespazialean, hegazkingintzan eta energia elektrikoaren industrian.
Burdina eta silizioa
Burdina aleazio-elementu gisa gehitzen da Al-Cu-Mg-Ni-Fe serieko aluminio forjatuzko aleazioetan, eta silizioa aleazio-elementu gisa gehitzen da Al-Mg-Si serieko aluminio forjatuetan eta Al-Si serieko soldadura-barran eta aluminio-siliziozko galdaketan. aleazioak. Oinarrizko aluminio-aleazioetan, silizioa eta burdina ezpurutasun-elementu arruntak dira, eta horrek eragin handia dute aleazioaren propietateetan. FeCl3 eta silizio aske gisa existitzen dira batez ere. Silizioa burdina baino handiagoa denean, β-FeSiAl3 (edo Fe2Si2Al9) fasea sortzen da, eta burdina silizioa baino handiagoa denean, α-Fe2SiAl8 (edo Fe3Si2Al12) sortzen da. Burdina eta silizioaren proportzioa desegokia denean, pitzadurak eragingo ditu galdaketan. Aluminio galdaketako burdina edukia altuegia denean, galdaketa hauskorra izango da.
Titanioa eta Boroa
Titanioa aluminio-aleazioetan erabili ohi den elementu gehigarri bat da, Al-Ti edo Al-Ti-B aleazio maisu moduan gehituta. Titanioak eta aluminioak TiAl2 fasea osatzen dute, kristalizazioan zehar espontaneoa ez den nukleo bihurtzen dena eta galdaketa-egitura eta soldadura-egitura fintzeko zeregina betetzen du. Al-Ti aleazioek pakete-erreakzio bat jasaten dutenean, titanioaren eduki kritikoa % 0,15 ingurukoa da. Boroa badago, moteltzea % 0,01 bezain txikia da.
Kromoa
Kromoa elementu gehigarri arrunta da Al-Mg-Si seriean, Al-Mg-Zn seriean eta Al-Mg serieko aleazioetan. 600 °C-tan, kromoaren disolbagarritasuna aluminioan % 0,8 da, eta funtsean disolbaezina da giro-tenperaturan. Kromoak (CrFe)Al7 eta (CrMn)Al12 bezalako konposatu intermetalikoak eratzen ditu aluminioan, eta horrek birkristalizazio-nukleazio- eta hazkuntza-prozesua oztopatzen du eta aleazioan nolabaiteko indartze-efektua du. Gainera, aleazioaren gogortasuna hobetu eta estresaren korrosioaren pitzaduraren suszeptibilitatea murrizten du.
Hala ere, guneak itzaltzeko sentikortasuna areagotzen du, anodizatutako filma horia bihurtuz. Aluminio-aleazioei gehitzen zaien kromo-kopurua, oro har, ez da % 0,35etik gorakoa izaten, eta aleazioko trantsizio-elementuak handitu ahala murrizten da.
Estrontioa
Estrontioa metalen arteko fase konposatuen portaera kristalografikoki alda dezakeen gainazal-aktiboa da. Hori dela eta, estronzio elementuarekin aldatzeko tratamenduak aleazioaren langarritasun plastikoa eta azken produktuaren kalitatea hobetu ditzake. Aldaketa-denbora eraginkor luzea, efektu ona eta erreproduzigarritasuna direla eta, estronzioak Al-Si galdaketa aleazioetan sodioaren erabilera ordezkatu du azken urteotan. Estrusiorako aluminiozko aleazioari 0,015% ~ 0,03% estronzio gehitzeak lingotearen β-AlFeSi fasea α-AlFeSi fase bihurtzen du, lingotea homogeneizatzeko denbora % 60 ~ % 70 murriztuz, materialen propietate mekanikoak eta plastikozko prozesagarritasuna hobetuz; produktuen gainazaleko zimurtasuna hobetzea.
Silizio handiko (% 10 ~% 13) deformatutako aluminiozko aleazioetarako, % 0,02 ~ 0,07 % estrontzio elementu gehitzeak kristal primarioak gutxienera murriztu ditzake eta propietate mekanikoak ere nabarmen hobetu dira. Trakzio-erresistentzia бb 233MPa-tik 236MPa-ra handitu da, eta б0,2 ugalkortasun-erresistentzia 204MPa-tik 210MPa-ra handitu da, eta б5 luzapena % 9tik % 12ra igo zen. Al-Si aleazio hipereutektikoari estrontzioa gehitzeak silizio primarioko partikulen tamaina murriztu dezake, plastikozko prozesatzeko propietateak hobetu eta bero eta hotza ijezketa leuna ahalbidetzen du.
Zirkonioa
Zirkonioa ohiko gehigarri bat da aluminio-aleazioetan. Oro har, aluminio-aleazioei gehitutako kopurua % 0,1 ~ % 0,3 da. Zirkonioak eta aluminioak ZrAl3 konposatuak osatzen dituzte, birkristalizazio prozesua oztopatu eta birkristalizatutako aleak findu ditzaketenak. Zirkonioak galdaketa-egitura ere findu dezake, baina efektua titanioa baino txikiagoa da. Zirkonioaren presentziak titanioaren eta boroaren alea fintzeko efektua murriztuko du. Al-Zn-Mg-Cu aleazioetan, zirkonioak itzaltzeko sentikortasunean kromoak eta manganesoak baino eragin txikiagoa duenez, egokia da zirkonioa erabiltzea kromoaren eta manganesoaren ordez birkristalizatutako egitura fintzeko.
Lur arraroen elementuak
Lur arraroen elementuak gehitzen zaizkie aluminio-aleazioei osagaien superhozteari areagotzeko, aluminiozko aleazioen galdaketan, aleak fintzeko, bigarren mailako kristalen tartea murrizteko, gasak eta inklusioak murrizteko aleazioan eta inklusio-fasea esferoidizatzeko joera. Gainera, urtuaren gainazaleko tentsioa murriztu dezake, jariakortasuna areagotu eta lingoteetan galdaketa erraztu, eta horrek eragin handia du prozesuaren errendimenduan. Hobe da hainbat lur arraro gehitzea %0,1 inguruko kopuru batean. Lur arraro mistoak gehitzeak (La-Ce-Pr-Nd mistoak, etab.) Al-0,65%Mg-0,61%Si aleazioko zahartze G?P zona eratzeko tenperatura kritikoa murrizten du. Magnesioa duten aluminio aleazioek lur arraroen elementuen metamorfismoa susper dezakete.
Ezpurutasuna
Banadioak VAL11 konposatu erregogorra sortzen du aluminio-aleazioetan, zeinak aleak fintzeko zeregina betetzen du urtze- eta galdaketa-prozesuan, baina bere eginkizuna titanioaren eta zirkonioarena baino txikiagoa da. Banadioak egitura birkristalizatua fintzeko eta birkristalizazio tenperatura areagotzeko eragina du.
Aluminio-aleazioetan kaltzioaren disolbagarritasun solidoa oso baxua da, eta aluminioarekin CaAl4 konposatu bat osatzen du. Kaltzioa aluminio-aleazioen elementu superplastikoa da. Gutxi gorabehera % 5 kaltzioa eta % 5 manganesoa duen aluminio-aleazio batek superplastikotasuna du. Kaltzioak eta silizioak CaSi osatzen dute, aluminioan disolbaezina dena. Silizioaren soluzio solidoaren kantitatea murrizten denez, aluminio puru industrialaren eroankortasun elektrikoa apur bat hobetu daiteke. Kaltzioak aluminiozko aleazioen ebaketa-errendimendua hobe dezake. CaSi2-k ezin du aluminiozko aleazioak indartu tratamendu termikoaren bidez. Kaltzio-kantitate arrastoak lagungarriak dira aluminio urtuari hidrogenoa kentzeko.
Beruna, eztainua eta bismuto elementuak fusio-puntu baxuko metalak dira. Aluminioan duten disolbagarritasun solidoa txikia da, eta horrek aleazioaren indarra apur bat murrizten du, baina ebaketa-errendimendua hobetu dezake. Bismutoa solidotzean hedatzen da, eta hori onuragarria da elikadurarako. Magnesio handiko aleazioei bismutoa gehitzeak sodio haustura saihestu dezake.
Antimonioa batez ere modifikatzaile gisa erabiltzen da aluminio fundizioko aleazioetan, eta oso gutxitan erabiltzen da deformatutako aluminiozko aleazioetan. Al-Mg deformatutako aluminiozko aleazioko bismutoa ordezkatu soilik sodio haustura saihesteko. Al-Zn-Mg-Cu aleazio batzuei antimonio elementua gehitzen zaie beroa eta hotz prentsaketa prozesuen errendimendua hobetzeko.
Berilioak deformatutako aluminiozko aleazioetan oxido-filmaren egitura hobetu dezake eta urtze eta galdaketan erretzearen galerak eta inklusioak murrizten ditu. Berilioa gizakietan intoxikazio alergikoak sor ditzakeen elementu toxiko bat da. Hori dela eta, berilioa ezin da elikagaiekin eta edariekin kontaktuan jartzen diren aluminiozko aleazioetan. Soldadura-materialen berilioaren edukia 8μg/ml-tik behera kontrolatzen da normalean. Soldadura-substratu gisa erabiltzen diren aluminio aleazioek berilioaren edukia ere kontrolatu behar dute.
Sodioa ia disolbaezina da aluminioan, eta disolbagarritasun solido maximoa % 0,0025 baino txikiagoa da. sodioaren urtze-puntua baxua da (97,8 ℃), sodioa aleazioan dagoenean, solidotzean dendrita gainazalean edo ale-mugan xurgatzen da, prozesatu beroan, alearen mugako sodioak adsortzio-geruza likido bat osatzen du, pitzadura hauskorra eraginez, NaAlSi konposatuen eraketa, sodio librerik ez dago eta ez du "sodio hauskorra" sortzen.
Magnesio-edukia %2 gainditzen denean, magnesioak silizioa kentzen du eta sodio librea hauspeatzen du, "sodio hauskortasuna" eraginez. Hori dela eta, magnesio handiko aluminiozko aleazioek ez dute sodio gatz fluxua erabili. "Sodio haustura" saihesteko metodoen artean, klorazioa daude, sodioa NaCl sortzea eragiten duena eta zepara isurtzen dena, bismutoa gehituz Na2Bi eratzeko eta matrize metalikoan sartuz; Na3Sb sortzeko antimonioa gehitzeak edo lur arraroak gehitzeak ere eragin bera izan dezake.
May Jiangek editatua MAT Aluminium-ekoa
Argitalpenaren ordua: 2024-08-08
