Ram
Meta l-parti rikka fl-aluminju tal-liga tal-aluminju-ram tkun 548, is-solubilità massima tar-ram fl-aluminju hija 5.65%. Meta t-temperatura tinżel għal 302, is-solubilità tar-ram hija 0.45%. Ir-ram huwa element importanti tal-liga u għandu ċertu effett ta' tisħiħ tas-soluzzjoni solida. Barra minn hekk, il-CuAl2 preċipitat mit-tixjiħ għandu effett ovvju ta' tisħiħ tat-tixjiħ. Il-kontenut tar-ram fil-ligi tal-aluminju ġeneralment ikun bejn 2.5% u 5%, u l-effett ta' tisħiħ huwa l-aħjar meta l-kontenut tar-ram ikun bejn 4% u 6.8%, għalhekk il-kontenut tar-ram tal-biċċa l-kbira tal-ligi tad-duralumin huwa f'din il-medda. Ligi tal-aluminju-ram jistgħu jkun fihom inqas silikon, manjesju, manganiż, kromju, żingu, ħadid u elementi oħra.
Silikon
Meta l-parti rikka fl-aluminju tas-sistema tal-liga Al-Si jkollha temperatura ewtettika ta' 577, is-solubilità massima tas-silikon fis-soluzzjoni solida hija ta' 1.65%. Għalkemm is-solubilità tonqos bit-tnaqqis tat-temperatura, dawn il-ligi ġeneralment ma jistgħux jissaħħu bit-trattament bis-sħana. Liga tal-aluminju-silikon għandha proprjetajiet eċċellenti ta' ikkastjar u reżistenza għall-korrużjoni. Jekk il-manjeżju u s-silikon jiżdiedu mal-aluminju fl-istess ħin biex jiffurmaw liga tal-aluminju-manjeżju-silikon, il-fażi tat-tisħiħ hija MgSi. Il-proporzjon tal-massa tal-manjeżju għas-silikon huwa 1.73:1. Meta tkun qed tiddisinja l-kompożizzjoni tal-liga Al-Mg-Si, il-kontenut tal-manjeżju u s-silikon huwa kkonfigurat f'dan il-proporzjon fuq il-matriċi. Sabiex tittejjeb is-saħħa ta' xi ligi Al-Mg-Si, jiżdied ammont xieraq ta' ram, u jiżdied ammont xieraq ta' kromju biex jikkumpensa għall-effetti avversi tar-ram fuq ir-reżistenza għall-korrużjoni.
Is-solubilità massima ta' Mg2Si fl-aluminju fil-parti rikka fl-aluminju tad-dijagramma tal-fażi tal-ekwilibriju tas-sistema tal-liga Al-Mg2Si hija ta' 1.85%, u d-deċelerazzjoni hija żgħira hekk kif tonqos it-temperatura. Fil-ligi tal-aluminju deformati, iż-żieda tas-silikon biss mal-aluminju hija limitata għall-materjali tal-iwweldjar, u ż-żieda tas-silikon mal-aluminju għandha wkoll ċertu effett ta' tisħiħ.
Manjesju
Għalkemm il-kurva tas-solubbiltà turi li s-solubbiltà tal-manjeżju fl-aluminju tonqos ħafna hekk kif tonqos it-temperatura, il-kontenut tal-manjeżju fil-biċċa l-kbira tal-ligi tal-aluminju deformati industrijali huwa inqas minn 6%. Il-kontenut tas-silikon huwa wkoll baxx. Dan it-tip ta' liga ma tistax tissaħħaħ bit-trattament bis-sħana, iżda għandha weldjabbiltà tajba, reżistenza tajba għall-korrużjoni, u saħħa medja. It-tisħiħ tal-aluminju bil-manjeżju huwa ovvju. Għal kull żieda ta' 1% fil-manjeżju, is-saħħa tat-tensjoni tiżdied b'madwar 34MPa. Jekk jiżdied inqas minn 1% manganiż, l-effett tat-tisħiħ jista' jiġi ssupplimentat. Għalhekk, iż-żieda tal-manganiż tista' tnaqqas il-kontenut tal-manjeżju u tnaqqas it-tendenza ta' qsim bis-sħana. Barra minn hekk, il-manganiż jista' wkoll jippreċipita b'mod uniformi komposti Mg5Al8, u jtejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni u l-prestazzjoni tal-iwweldjar.
Manganiż
Meta t-temperatura ewtettika tad-dijagramma tal-fażi ta' ekwilibriju ċatt tas-sistema tal-liga Al-Mn hija 658, is-solubilità massima tal-manganiż fis-soluzzjoni solida hija 1.82%. Is-saħħa tal-liga tiżdied biż-żieda fis-solubilità. Meta l-kontenut tal-manganiż huwa 0.8%, it-titwil jilħaq il-valur massimu. Il-liga Al-Mn hija liga li ma tibbiesx bl-età, jiġifieri, ma tistax tissaħħaħ bit-trattament bis-sħana. Il-manganiż jista' jipprevjeni l-proċess ta' rikristallizzazzjoni tal-ligi tal-aluminju, iżid it-temperatura tar-rikristallizzazzjoni, u jirfina b'mod sinifikanti l-qmuħ rikristallizzati. Ir-raffinar tal-qmuħ rikristallizzati huwa prinċipalment dovut għall-fatt li l-partiċelli mxerrda tal-komposti MnAl6 ifixklu t-tkabbir tal-qmuħ rikristallizzati. Funzjoni oħra tal-MnAl6 hija li tħoll l-impurità tal-ħadid biex tifforma (Fe, Mn)Al6, u b'hekk tnaqqas l-effetti ta' ħsara tal-ħadid. Il-manganiż huwa element importanti fil-ligi tal-aluminju. Jista' jiżdied waħdu biex jifforma liga binarja Al-Mn. Aktar spiss, jiżdied flimkien ma' elementi oħra tal-liga. Għalhekk, ħafna ligi tal-aluminju fihom manganiż.
Żingu
Is-solubilità taż-żingu fl-aluminju hija ta' 31.6% f'275 fil-parti rikka fl-aluminju tad-dijagramma tal-fażi tal-ekwilibriju tas-sistema tal-liga Al-Zn, filwaqt li s-solubilità tagħha tinżel għal 5.6% f'125. Iż-żieda taż-żingu waħdu mal-aluminju għandha titjib limitat ħafna fis-saħħa tal-liga tal-aluminju taħt kundizzjonijiet ta' deformazzjoni. Fl-istess ħin, hemm tendenza għal qsim tal-korrużjoni tal-istress, u b'hekk tillimita l-applikazzjoni tagħha. Iż-żieda taż-żingu u l-manjeżju mal-aluminju fl-istess ħin tifforma l-fażi ta' tisħiħ Mg/Zn2, li għandha effett ta' tisħiħ sinifikanti fuq il-liga. Meta l-kontenut ta' Mg/Zn2 jiżdied minn 0.5% għal 12%, is-saħħa tat-tensjoni u s-saħħa tar-rendiment jistgħu jiżdiedu b'mod sinifikanti. F'ligi tal-aluminju superiebsin fejn il-kontenut tal-manjeżju jaqbeż l-ammont meħtieġ biex tifforma l-fażi Mg/Zn2, meta l-proporzjon taż-żingu għall-manjeżju jkun ikkontrollat għal madwar 2.7, ir-reżistenza għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress hija l-akbar. Pereżempju, iż-żieda ta' element tar-ram ma' Al-Zn-Mg tifforma liga tas-serje Al-Zn-Mg-Cu. L-effett tat-tisħiħ tal-bażi huwa l-akbar fost il-ligi tal-aluminju kollha. Huwa wkoll materjal importanti tal-liga tal-aluminju fl-industrija aerospazjali, tal-avjazzjoni, u tal-enerġija elettrika.
Ħadid u silikon
Il-ħadid jiżdied bħala elementi ta' liga fil-ligi tal-aluminju maħdum tas-serje Al-Cu-Mg-Ni-Fe, u s-silikon jiżdied bħala elementi ta' liga fl-aluminju maħdum tas-serje Al-Mg-Si u fil-vireg tal-iwweldjar tas-serje Al-Si u fil-ligi tal-ikkastjar tal-aluminju-silikon. Fil-ligi tal-aluminju bażi, is-silikon u l-ħadid huma elementi ta' impurità komuni, li għandhom impatt sinifikanti fuq il-proprjetajiet tal-liga. Jeżistu prinċipalment bħala FeCl3 u silikon ħieles. Meta s-silikon ikun akbar mill-ħadid, tifforma l-fażi β-FeSiAl3 (jew Fe2Si2Al9), u meta l-ħadid ikun akbar mis-silikon, tifforma α-Fe2SiAl8 (jew Fe3Si2Al12). Meta l-proporzjon tal-ħadid u s-silikon ma jkunx xieraq, dan jikkawża xquq fl-ikkastjar. Meta l-kontenut tal-ħadid fl-aluminju fondut ikun għoli wisq, l-ikkastjar isir fraġli.
Titanju u Boron
It-titanju huwa element addittiv komunement użat fil-ligi tal-aluminju, miżjud fil-forma ta' liga ewlenija Al-Ti jew Al-Ti-B. It-titanju u l-aluminju jiffurmaw il-fażi TiAl2, li ssir qalba mhux spontanja waqt il-kristallizzazzjoni u għandha rwol fir-raffinar tal-istruttura tal-ikkastjar u l-istruttura tal-weldjatura. Meta l-ligi Al-Ti jgħaddu minn reazzjoni ta' pakkett, il-kontenut kritiku tat-titanju huwa madwar 0.15%. Jekk ikun hemm boron, it-tnaqqis huwa żgħir daqs 0.01%.
Kromju
Il-kromju huwa element addittiv komuni fis-serje Al-Mg-Si, is-serje Al-Mg-Zn, u l-ligi tas-serje Al-Mg. F'600°C, is-solubilità tal-kromju fl-aluminju hija ta' 0.8%, u huwa bażikament insolubbli f'temperatura tal-kamra. Il-kromju jifforma komposti intermetalliċi bħal (CrFe)Al7 u (CrMn)Al12 fl-aluminju, li jfixklu l-proċess ta' nukleazzjoni u tkabbir tar-rikristallizzazzjoni u għandhom ċertu effett ta' tisħiħ fuq il-liga. Jista' wkoll itejjeb ir-reżistenza tal-liga u jnaqqas is-suxxettibilità għall-qsim tal-korrużjoni taħt l-istress.
Madankollu, is-sit iżid is-sensittività għat-tifi, u b'hekk il-film anodizzat isir isfar. L-ammont ta' kromju miżjud mal-ligi tal-aluminju ġeneralment ma jaqbiżx 0.35%, u jonqos biż-żieda tal-elementi ta' transizzjoni fil-liga.
Strontium
L-istronzju huwa element attiv fil-wiċċ li jista' jbiddel l-imġiba tal-fażijiet tal-komposti intermetalliċi b'mod kristalografiku. Għalhekk, it-trattament ta' modifika bl-element tal-istronzju jista' jtejjeb il-proċessabilità tal-plastik tal-liga u l-kwalità tal-prodott finali. Minħabba l-ħin twil ta' modifika effettiva tiegħu, l-effett tajjeb u r-riproduċibilità, l-istronzju ssostitwixxa l-użu tas-sodju fil-ligi tal-ikkastjar Al-Si f'dawn l-aħħar snin. Iż-żieda ta' 0.015% ~ 0.03% stronzju mal-liga tal-aluminju għall-estrużjoni tibdel il-fażi β-AlFeSi fl-ingott f'fażi α-AlFeSi, u b'hekk tnaqqas il-ħin ta' omoġenizzazzjoni tal-ingott b'60% ~ 70%, ittejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi u l-proċessabilità tal-plastik tal-materjali; ittejjeb il-ħruxija tal-wiċċ tal-prodotti.
Għal-ligi tal-aluminju deformati b'kontenut għoli ta' silikon (10%~13%), iż-żieda ta' 0.02%~0.07% ta' element ta' strontium tista' tnaqqas il-kristalli primarji għall-minimu, u l-proprjetajiet mekkaniċi jitjiebu wkoll b'mod sinifikanti. Is-saħħa tat-tensjoni бb tiżdied minn 233MPa għal 236MPa, u s-saħħa tar-rendiment б0.2 tiżdied minn 204MPa għal 210MPa, u t-titwil б5 jiżdied minn 9% għal 12%. Iż-żieda ta' strontium mal-liga Al-Si iperetettika tista' tnaqqas id-daqs tal-partiċelli tas-silikon primarji, ittejjeb il-proprjetajiet tal-ipproċessar tal-plastik, u tippermetti rrumblar bla xkiel bis-sħana u fil-kesħa.
Żirkonju
Iż-żirkonju huwa wkoll addittiv komuni fil-ligi tal-aluminju. Ġeneralment, l-ammont miżjud mal-ligi tal-aluminju huwa 0.1% ~ 0.3%. Iż-żirkonju u l-aluminju jiffurmaw komposti ZrAl3, li jistgħu jfixklu l-proċess ta' rikristallizzazzjoni u jirfinaw il-qmuħ rikristallizzati. Iż-żirkonju jista' wkoll jirfina l-istruttura tal-ikkastjar, iżda l-effett huwa iżgħar mit-titanju. Il-preżenza taż-żirkonju tnaqqas l-effett tar-raffinar tal-qmuħ tat-titanju u l-boron. Fil-ligi Al-Zn-Mg-Cu, peress li ż-żirkonju għandu effett iżgħar fuq is-sensittività għat-tifi mill-kromju u l-manganiż, huwa xieraq li jintuża ż-żirkonju minflok il-kromju u l-manganiż biex jirfina l-istruttura rikristallizzata.
Elementi rari tad-dinja
Elementi rari tad-dinja jiżdiedu mal-ligi tal-aluminju biex iżidu s-supertkessiħ tal-komponenti waqt l-ikkastjar tal-liga tal-aluminju, jirfinaw il-qmuħ, inaqqsu l-ispazjar tal-kristalli sekondarji, inaqqsu l-gassijiet u l-inklużjonijiet fil-liga, u għandhom it-tendenza li jisferizzaw il-fażi tal-inklużjoni. Jista' wkoll inaqqas it-tensjoni tal-wiċċ tat-tidwib, iżid il-fluwidità, u jiffaċilita l-ikkastjar f'ingotti, li għandu impatt sinifikanti fuq il-prestazzjoni tal-proċess. Huwa aħjar li żżid diversi elementi rari tad-dinja f'ammont ta' madwar 0.1%. Iż-żieda ta' elementi rari mħallta (taħlita ta' La-Ce-Pr-Nd, eċċ.) tnaqqas it-temperatura kritika għall-formazzjoni taż-żona G?P li qed tixjieħ fil-liga Al-0.65%Mg-0.61%Si. Ligi tal-aluminju li fihom il-manjeżju jistgħu jistimulaw il-metamorfiżmu tal-elementi rari tad-dinja.
Impurità
Il-vanadju jifforma kompost refrattorju VAl11 fil-ligi tal-aluminju, li għandu rwol fir-raffinar tal-qmuħ matul il-proċess tat-tidwib u l-ikkastjar, iżda r-rwol tiegħu huwa iżgħar minn dak tat-titanju u ż-żirkonju. Il-vanadju għandu wkoll l-effett li jirfina l-istruttura rikristallizzata u jżid it-temperatura tar-rikristallizzazzjoni.
Is-solubilità solida tal-kalċju fil-ligi tal-aluminju hija estremament baxxa, u jifforma kompost CaAl4 mal-aluminju. Il-kalċju huwa element superplastiku tal-ligi tal-aluminju. Liga tal-aluminju b'madwar 5% kalċju u 5% manganiż għandha superplastiċità. Il-kalċju u s-silikon jiffurmaw CaSi, li ma jinħallx fl-aluminju. Peress li l-ammont ta' silikon fis-soluzzjoni solida huwa mnaqqas, il-konduttività elettrika tal-aluminju pur industrijali tista' titjieb xi ftit. Il-kalċju jista' jtejjeb il-prestazzjoni tat-tqattigħ tal-ligi tal-aluminju. CaSi2 ma jistax isaħħaħ il-ligi tal-aluminju permezz ta' trattament bis-sħana. Ammonti żgħar ta' kalċju huma ta' għajnuna fit-tneħħija tal-idroġenu mill-aluminju mdewweb.
L-elementi taċ-ċomb, tal-landa, u tal-biżmut huma metalli b'punt ta' tidwib baxx. Is-solubilità solida tagħhom fl-aluminju hija żgħira, li tnaqqas xi ftit is-saħħa tal-liga, iżda tista' ttejjeb il-prestazzjoni tat-tqattigħ. Il-biżmut jespandi waqt is-solidifikazzjoni, li huwa ta' benefiċċju għall-għalf. Iż-żieda tal-biżmut ma' ligi b'kontenut għoli ta' manjesju tista' tipprevjeni t-tfarrik tas-sodju.
L-antimonju jintuża prinċipalment bħala modifikatur fil-ligi tal-aluminju fondut, u rarament jintuża fil-ligi tal-aluminju deformati. Il-bismut għandu jiġi sostitwit biss fil-liga tal-aluminju deformata Al-Mg biex jipprevjeni t-tfarrik tas-sodju. L-element tal-antimonju jiżdied ma' xi ligi Al-Zn-Mg-Cu biex itejjeb il-prestazzjoni tal-proċessi tal-ippressar bis-sħana u l-ippressar fil-kesħa.
Il-berillju jista' jtejjeb l-istruttura tal-film tal-ossidu f'ligi tal-aluminju deformati u jnaqqas it-telf mill-ħruq u l-inklużjonijiet waqt it-tidwib u l-ikkastjar. Il-berillju huwa element tossiku li jista' jikkawża avvelenament allerġiku fil-bnedmin. Għalhekk, il-berillju ma jistax ikun fih f'ligi tal-aluminju li jiġu f'kuntatt mal-ikel u x-xorb. Il-kontenut tal-berillju fil-materjali tal-iwweldjar ġeneralment ikun ikkontrollat taħt it-8μg/ml. Ligi tal-aluminju użati bħala sottostrati tal-iwweldjar għandhom jikkontrollaw ukoll il-kontenut tal-berillju.
Is-sodju huwa kważi insolubbli fl-aluminju, u s-solubilità massima solida hija inqas minn 0.0025%. Il-punt tat-tidwib tas-sodju huwa baxx (97.8 ℃), meta s-sodju jkun preżenti fil-liga, jiġi assorbit fuq il-wiċċ tad-dendriti jew il-konfini tal-qamħ waqt is-solidifikazzjoni, waqt l-ipproċessar bis-sħana, is-sodju fuq il-konfini tal-qamħ jifforma saff ta' adsorbiment likwidu, li jirriżulta fi qsim fraġli, il-formazzjoni ta' komposti NaAlSi, ma jeżisti l-ebda sodju ħieles, u ma jipproduċix "fraġli tas-sodju".
Meta l-kontenut tal-manjeżju jaqbeż it-2%, il-manjeżju jneħħi s-silikon u jippreċipita s-sodju ħieles, li jirriżulta f'"fraġilità tas-sodju". Għalhekk, liga tal-aluminju b'manjeżju għoli mhijiex permessa li tuża fluss tal-melħ tas-sodju. Metodi biex jipprevjenu l-"fraġilità tas-sodju" jinkludu l-klorinazzjoni, li tikkawża li s-sodju jifforma NaCl u jiġi skarikat fil-gagazza, iż-żieda tal-biżmut biex jifforma Na2Bi u jidħol fil-matriċi tal-metall; iż-żieda tal-antimonju biex tifforma Na3Sb jew iż-żieda ta' elementi rari tad-dinja jista' jkollha wkoll l-istess effett.
Editjat minn May Jiang minn MAT Aluminum
Ħin tal-posta: 08 ta' Awwissu 2024
