Мыс
Алюминий-мыс қорытпасының алюминийге бай бөлігі 548 болғанда, мыстың алюминийдегі максималды ерігіштігі 5,65% құрайды. Температура 302-ге дейін төмендегенде, мыстың ерігіштігі 0,45% құрайды. Мыс маңызды қорытпа элементі болып табылады және белгілі бір қатты ерітіндіні күшейтетін әсерге ие. Сонымен қатар, қартаю кезінде тұндырылған CuAl2 айқын қартаюды күшейтетін әсерге ие. Алюминий қорытпаларындағы мыстың мөлшері әдетте 2,5%-дан 5%-ға дейін болады, ал күшейту әсері мыс мөлшері 4%-дан 6,8%-ға дейін болғанда жақсы болады, сондықтан көптеген дуралюминий қорытпаларының мыс мөлшері осы диапазонда болады. Алюминий-мыс қорытпаларында кремний, магний, марганец, хром, мырыш, темір және басқа элементтер аз болуы мүмкін.
Кремний
Al-Si қорытпа жүйесінің алюминийге бай бөлігі эвтектикалық температура 577 болғанда, кремнийдің қатты ерітіндідегі максималды ерігіштігі 1,65% құрайды. Температураның төмендеуімен ерігіштік төмендесе де, бұл қорытпаларды әдетте термиялық өңдеу арқылы нығайту мүмкін емес. Алюминий-кремний қорытпасы тамаша құю қасиеттеріне және коррозияға төзімділікке ие. Алюминий-магний-кремний қорытпасын қалыптастыру үшін алюминийге магний мен кремнийді бір уақытта қосса, күшейту фазасы MgSi болады. Магнийдің кремнийге массалық қатынасы 1,73:1. Al-Mg-Si қорытпасының құрамын жобалау кезінде магний мен кремнийдің құрамы матрицада осы қатынаста конфигурацияланады. Кейбір Al-Mg-Si қорытпаларының беріктігін жақсарту үшін мыстың тиісті мөлшері қосылады және мыстың коррозияға төзімділігіне жағымсыз әсерлерін жою үшін тиісті мөлшерде хром қосылады.
Al-Mg2Si қорытпа жүйесінің тепе-теңдік фазалық диаграммасының алюминийге бай бөлігінде алюминийдегі Mg2Si максималды ерігіштігі 1,85%, ал температура төмендеген сайын баяулауы аз. Деформацияланған алюминий қорытпаларында алюминийге кремнийді жалғыз қосу дәнекерлеу материалдарымен шектеледі, ал алюминийге кремнийді қосу да белгілі бір күшейту әсерін береді.
Магний
Ерігіштік қисығы алюминийдегі магнийдің ерігіштігінің температура төмендеген сайын айтарлықтай төмендейтінін көрсеткенімен, көптеген өнеркәсіптік деформацияланған алюминий қорытпаларында магний мөлшері 6%-дан аз. Кремний мөлшері де аз. Қорытпаның бұл түрін термиялық өңдеу арқылы нығайту мүмкін емес, бірақ жақсы дәнекерлеу қабілеті, жақсы коррозияға төзімділігі және орташа беріктігі бар. Алюминийдің магниймен нығаюы айқын. Магнийдің әрбір 1% ұлғаюы үшін созылу күші шамамен 34МПа артады. Марганец 1% -дан аз қосылса, күшейтетін әсерді толықтыруға болады. Сондықтан, марганец қосу магний мазмұнын азайтуға және ыстық крекинг үрдісін азайтуға болады. Сонымен қатар, марганец Mg5Al8 қосылыстарын біркелкі тұндыра алады, бұл коррозияға төзімділік пен дәнекерлеу өнімділігін арттырады.
Марганец
Al-Mn қорытпа жүйесінің жазық тепе-теңдік фазалық диаграммасының эвтектикалық температурасы 658 болғанда, марганецтің қатты ерітіндідегі максималды ерігіштігі 1,82% құрайды. Ерігіштігі жоғарылаған сайын қорытпаның беріктігі артады. Марганец мөлшері 0,8% болғанда ұзарту максималды мәнге жетеді. Al-Mn қорытпасы қатаюға төзімді емес қорытпа болып табылады, яғни оны термиялық өңдеу арқылы нығайту мүмкін емес. Марганец алюминий қорытпаларының қайта кристалдану процесін болдырмайды, қайта кристалдану температурасын жоғарылатады және қайта кристалданған дәндерді айтарлықтай тазартады. Қайта кристалданған дәндерді тазарту негізінен MnAl6 қосылыстарының дисперсті бөлшектерінің қайта кристалданған дәндердің өсуіне кедергі жасауына байланысты. MnAl6-ның тағы бір қызметі темірдің зиянды әсерін азайта отырып, қоспа темірді (Fe, Mn)Al6 түзу үшін еріту болып табылады. Марганец алюминий қорытпаларының маңызды элементі болып табылады. Оны Al-Mn екілік қорытпасын қалыптастыру үшін жалғыз қосуға болады. Көбінесе ол басқа легирленген элементтермен бірге қосылады. Сондықтан алюминий қорытпаларының көпшілігінде марганец бар.
Цинк
Алюминийдегі мырыштың ерігіштігі Al-Zn қорытпасы жүйесінің тепе-теңдік фазалық диаграммасының алюминийге бай бөлігінде 275-те 31,6% құрайды, ал оның ерігіштігі 125-те 5,6% дейін төмендейді. Алюминийге мырыштың жалғыз қосылуы өте шектеулі жақсарады. деформация жағдайында алюминий қорытпасының беріктігі. Сонымен қатар, кернеулі коррозия крекингінің тенденциясы байқалады, осылайша оның қолданылуын шектейді. Алюминийге мырыш пен магнийді бір уақытта қосу Mg/Zn2 күшейту фазасын құрайды, ол қорытпаға айтарлықтай күшейтетін әсер етеді. Mg/Zn2 құрамын 0,5%-дан 12%-ға дейін ұлғайтқанда, созылу және аққыштық беріктігін айтарлықтай арттыруға болады. Қатты алюминий қорытпаларында магний мөлшері Mg/Zn2 фазасын қалыптастыру үшін қажетті мөлшерден асатын болса, мырыш пен магнийдің арақатынасы шамамен 2,7 деңгейінде бақыланатын кезде, кернеудің коррозиясының крекингке төзімділігі ең үлкен болады. Мысалы, Al-Zn-Mg-ге мыс элементін қосу Al-Zn-Mg-Cu сериясының қорытпасын құрайды. Негізді нығайту әсері барлық алюминий қорытпаларының ішіндегі ең үлкені. Ол сондай-ақ аэроғарыш, авиация өнеркәсібі және электр энергетикасы салаларында маңызды алюминий қорытпасының материалы болып табылады.
Темір және кремний
Темір Al-Cu-Mg-Ni-Fe сериялы өңделген алюминий қорытпаларында легирлеуші элементтер ретінде, ал кремний Al-Mg-Si сериялы өңделген алюминийде және Al-Si сериялы дәнекерлеу штангаларында және алюминий-кремний құймаларында легирленген элементтер ретінде қосылады. қорытпалар. Негізгі алюминий қорытпаларында кремний мен темір қорытпаның қасиеттеріне айтарлықтай әсер ететін жалпы қоспа элементтері болып табылады. Олар негізінен FeCl3 және бос кремний түрінде болады. Кремний темірден үлкен болса, β-FeSiAl3 (немесе Fe2Si2Al9) фазасы, ал темір кремнийден үлкен болса, α-Fe2SiAl8 (немесе Fe3Si2Al12) түзіледі. Темір мен кремнийдің арақатынасы дұрыс болмаса, құймада жарықтар пайда болады. Шойын алюминийдегі темір мөлшері тым жоғары болса, құйма сынғыш болады.
Титан және бор
Титан - Al-Ti немесе Al-Ti-B негізгі қорытпасы түрінде қосылатын алюминий қорытпаларында жиі қолданылатын қоспа элементі. Титан мен алюминий TiAl2 фазасын құрайды, ол кристалдану кезінде өздігінен емес өзекке айналады және құю құрылымы мен дәнекерлеу құрылымын тазартуда рөл атқарады. Al-Ti қорытпалары қаптама реакциясынан өткенде титанның критикалық құрамы шамамен 0,15% құрайды. Егер бор бар болса, баяулау 0,01%-ға дейін аз болады.
Chromium
Хром - Al-Mg-Si, Al-Mg-Zn және Al-Mg серияларының қорытпаларында кең таралған қоспа элементі. 600°С температурада хромның алюминийдегі ерігіштігі 0,8% құрайды және ол негізінен бөлме температурасында ерімейді. Хром алюминийде (CrFe)Al7 және (CrMn)Al12 сияқты металаралық қосылыстар түзеді, бұл қайта кристалданудың ядролану және өсу процесін тежейді және қорытпаға белгілі бір күшейту әсерін тигізеді. Ол сондай-ақ қорытпаның қаттылығын жақсарта алады және кернеулі коррозия крекингіне сезімталдықты азайтады.
Дегенмен, торап сөндіру сезімталдығын арттырады, анодталған пленканы сары етеді. Алюминий қорытпаларына қосылатын хром мөлшері жалпы алғанда 0,35%-дан аспайды және қорытпадағы өтпелі элементтердің ұлғаюымен азаяды.
Стронций
Стронций - кристаллографиялық жолмен металаралық қосылыс фазаларының әрекетін өзгерте алатын беттік белсенді элемент. Сондықтан стронций элементімен модификациялық өңдеу қорытпаның пластикалық өңдеу қабілетін және соңғы өнімнің сапасын жақсартуға мүмкіндік береді. Ұзақ тиімді модификация уақытына, жақсы әсерге және қайталануға байланысты стронций соңғы жылдары Al-Si құйма қорытпаларында натрийді пайдалануды ауыстырды. Алюминий қорытпасына экструзия үшін 0,015%~0,03% стронций қосу құймадағы β-AlFeSi фазасын α-AlFeSi фазасына айналдырады, құйманы гомогенизациялау уақытын 60%~70% қысқартады, материалдардың механикалық қасиеттерін және пластикалық өңдеуге қабілеттілігін жақсартады; бұйымдардың бетінің кедір-бұдырлығын жақсарту.
Жоғары кремний (10%~13%) деформацияланған алюминий қорытпалары үшін 0,02%~0,07% стронций элементін қосу бастапқы кристалдарды минимумға дейін азайтуы мүмкін, сонымен қатар механикалық қасиеттері де айтарлықтай жақсарады. Созылу беріктігі bb 233МПа-дан 236МПа-ға дейін, ал аққыштық шегі б0,2 204МПа-дан 210МПа-ға дейін, ал ұзарту б5 9%-дан 12%-ға дейін өсті. Гиперевтектикалық Al-Si қорытпасына стронций қосу кремнийдің бастапқы бөлшектерінің мөлшерін азайтуға, пластикалық өңдеу қасиеттерін жақсартуға және біркелкі ыстық және суық илемдеуге мүмкіндік береді.
Цирконий
Цирконий де алюминий қорытпаларында кең таралған қоспа болып табылады. Әдетте алюминий қорытпаларына қосылатын мөлшер 0,1% ~ 0,3% құрайды. Цирконий мен алюминий ZrAl3 қосылыстарын түзеді, бұл қайта кристалдану процесіне кедергі келтіруі және қайта кристалданған дәндерді тазартуы мүмкін. Цирконий құйма құрылымын да жақсарта алады, бірақ титанға қарағанда әсері аз. Цирконийдің болуы титан мен бордың дәнді тазарту әсерін төмендетеді. Al-Zn-Mg-Cu қорытпаларында цирконийдің сөндіргіштік сезімталдығына хром мен марганецке қарағанда әсері аз болғандықтан, қайта кристалданған құрылымды тазарту үшін хром мен марганецтің орнына цирконийді қолданған дұрыс.
Сирек жер элементтері
Сирек жер элементтері алюминий қорытпасын құю кезінде құрамдас бөліктердің өте салқындатуын жоғарылату, дәндерді тазарту, екінші реттік кристалдар аралығын азайту, қорытпадағы газдар мен қосындыларды азайту және қосу фазасын сфероидизациялау үшін алюминий қорытпаларына қосылады. Ол сондай-ақ балқыманың беттік керілуін азайта алады, өтімділікті арттырады және құймаларға құюды жеңілдетеді, бұл процесс өнімділігіне айтарлықтай әсер етеді. Әртүрлі сирек жерді шамамен 0,1% мөлшерде қосқан дұрыс. Аралас сирек жерді қосу (аралас La-Ce-Pr-Nd және т.б.) Al-0,65%Mg-0,61%Si қорытпасында қартаю G?P аймағының пайда болуы үшін критикалық температураны төмендетеді. Құрамында магний бар алюминий қорытпалары сирек жер элементтерінің метаморфизмін ынталандыруы мүмкін.
Тазалық
Ванадий алюминий қорытпаларында VAl11 отқа төзімді қосылыс түзеді, ол балқыту және құю процесінде дәндерді тазартуда рөл атқарады, бірақ оның рөлі титан мен цирконийден азырақ. Ванадий сонымен қатар қайта кристалданған құрылымды тазартуға және қайта кристалдану температурасын жоғарылатуға әсер етеді.
Алюминий қорытпаларындағы кальцийдің қатты ерігіштігі өте төмен және ол алюминиймен CaAl4 қосылысын түзеді. Кальций алюминий қорытпаларының суперпластикалық элементі болып табылады. Шамамен 5% кальций мен 5% марганеці бар алюминий қорытпасы өте икемділікке ие. Кальций мен кремний алюминийде ерімейтін CaSi түзеді. Кремнийдің қатты ерітіндісінің мөлшері азайғандықтан, өнеркәсіптік таза алюминийдің электр өткізгіштігін сәл жақсартуға болады. Кальций алюминий қорытпаларының кесу жұмысын жақсарта алады. CaSi2 алюминий қорытпаларын термиялық өңдеу арқылы нығайта алмайды. Кальцийдің іздік мөлшері балқыған алюминийден сутегін кетіруге көмектеседі.
Қорғасын, қалайы және висмут элементтері балқу температурасы төмен металдар болып табылады. Олардың алюминийдегі қатты ерігіштігі аз, бұл қорытпаның беріктігін аздап төмендетеді, бірақ кесу өнімділігін жақсарта алады. Висмут қатаю кезінде кеңейеді, бұл азықтандыруға пайдалы. Жоғары магний қорытпаларына висмутты қосу натрийдің сынғыштығын болдырмайды.
Сурьма негізінен құйылған алюминий қорытпаларында модификатор ретінде қолданылады, ал деформацияланған алюминий қорытпаларында сирек қолданылады. Натрийдің сынғыштығын болдырмау үшін висмутты тек Al-Mg деформацияланған алюминий қорытпасына ауыстырыңыз. Кейбір Al-Zn-Mg-Cu қорытпаларына ыстық және суық престеу процестерінің өнімділігін жақсарту үшін сурьма элементі қосылады.
Бериллий деформацияланған алюминий қорытпаларындағы оксид қабықшасының құрылымын жақсарта алады және балқыту және құю кезінде жану жоғалуын және қосындыларды азайтады. Бериллий - адамда аллергиялық улануды тудыруы мүмкін улы элемент. Сондықтан бериллий тағаммен және сусындармен жанасатын алюминий қорытпаларында болуы мүмкін емес. Дәнекерлеу материалдарындағы бериллий мөлшері әдетте 8 мкг/мл-ден төмен бақыланады. Дәнекерлеу субстраттары ретінде пайдаланылатын алюминий қорытпалары бериллий құрамын да бақылауы керек.
Натрий алюминийде дерлік ерімейді, ал қатты қатты ерігіштігі 0,0025%-дан аз. натрийдің балқу температурасы төмен (97,8℃), қорытпада натрий болған кезде қату кезінде дендрит бетінде немесе дән шекарасында адсорбцияланады, ыстық өңдеу кезінде дән шекарасындағы натрий сұйық адсорбциялық қабат түзеді, нәтижесінде сынғыш крекинг пайда болады, NaAlSi қосылыстары пайда болады, бос натрий жоқ және «натрий сынғышты» түзбейді.
Магний мөлшері 2%-дан асқан кезде магний кремнийді алып, бос натрийді тұндырады, нәтижесінде «натрий сынғыштық» пайда болады. Сондықтан жоғары магний алюминий қорытпасы натрий тұзы ағынын пайдалануға рұқсат етілмейді. «Натрийдің сынғыштығын» болдырмау әдістеріне хлорлау жатады, ол натрийдің NaCl түзілуін тудырады және қожға ағызылады, Na2Bi түзу үшін висмут қосып, металл матрицасына түседі; Na3Sb түзу үшін сурьманы қосу немесе сирек жерді қосу да осындай әсер етуі мүмкін.
MAT алюминийінен Мэй Цзян өңдеген
Жіберу уақыты: 08 тамыз 2024 ж
