Avdekk de magiske elementene i aluminiumslegeringer

1781 Visninger 2024-09-29 15:46:59

Hovedtilsetningselementer av aluminiumslegering

(1) Kobberelement: Den styrkende effekten er betydelig. Kobberelement kan øke styrken og hardheten til aluminiumslegering, og forbedre slitestyrken og korrosjonsbestandigheten. I tillegg, kobber kan også øke rekrystalliseringstemperaturen til aluminiumslegeringer, slik at materialet opprettholder gode mekaniske egenskaper ved høye temperaturer. Imidlertid, tilsetning av kobberelement vil redusere plastisiteten og seigheten til aluminiumslegering. For eksempel, kobberholdige aluminiumslegeringer er mye brukt i støpegods som bil- og motorsykkeldeler og elektronisk og elektrisk utstyr. Imidlertid, når kobberinnholdet øker, det reduserer evnen til å motstå korrosjon og øker sannsynligheten for varm sprekkdannelse.

Hovedtilsetningselementer av aluminiumslegering

(2) Silisium element: Silisium har utmerket støpeytelse og kan forbedre fluiditeten til aluminiumslegeringer. Alle legeringer fra eutektisk til hypereutektisk har god flyt. Den har utmerket støpeytelse og er egnet for støping av store, tynnveggede og kompleksformede støpegods. Aluminium-silisiumlegering har utmerket støpeytelse og korrosjonsbestandighet, god tetthet, god varmeledningsevne, og liten termisk ekspansjon. Imidlertid, når silisiuminnholdet øker, styrken og hardheten til legeringen vil øke, forlengelsen vil avta, og bearbeidbarheten vil avta. Dessuten, høy-silisium aluminiumslegeringer vil forårsake større korrosjon på digelen.

(3) Magnesium element: Styrking og balansering Styrkingen av aluminium med magnesium er åpenbar. For hver 1% økning i magnesium, strekkstyrken øker med ca. 34 MPa. Blant aluminium-magnesium-legeringer, de har god korrosjonsbestandighet, men størkningsområdet er stort, og støpene er varme sprø og utsatt for sprekker. For aluminium-silisiumlegeringer, en passende mengde magnesium kan styrke matrisen til legeringen, forbedre korrosjonsbestandigheten, elektropletteringsegenskaper, anodefilmegenskaper, og gjør produktoverflaten lys. For legeringer i aluminium-silisium-kobber-serien, magnesium kan også forbedre styrkingen av legeringsmatrisen, men det vil forårsake sprøhet ved lav temperatur, og magnesiuminnholdet må kontrolleres strengt.

(4) Mangan element: kornforfining og fjerning av urenheter. Rollen til mangan i aluminiumslegeringer er hovedsakelig å forhindre rekrystalliseringsprosessen av aluminiumslegeringer, øke rekrystalliseringstemperaturen, og raffinere de rekrystalliserte kornene betydelig. For eksempel, ved den eutektiske temperaturen på 658, den maksimale løseligheten av mangan i den faste løsningen er 1.82%. Styrken til legeringen øker med økningen i løselighet. Når manganinnholdet er 0.8%, forlengelsen når maksimalverdien. Mangan kan også løse opp urenheter i jern for å danne (Fe, Mn) Til 6, redusere de skadelige effektene av jern.

(5) Sinkelement: Sink er synergistisk styrket med magnesium. Når sink tilsettes til aluminium alene, forbedringen i styrken til aluminiumslegeringer under deformasjonsforhold er svært begrenset, og det er en tendens til spenningskorrosjonssprekker. Imidlertid, tilsetning av sink og magnesium til aluminium samtidig danner forsterkningsfasen Mg/Zn2, som kan øke strekkstyrken og flytegrensen betydelig. Når forholdet mellom sink og magnesium er kontrollert på ca 2.7, motstanden mot spenningskorrosjon er størst. For eksempel, tilsetning av kobberelement til Al-Zn-Mg for å danne Al-Zn-Mg-Cu-legering har den største styrkende effekten blant alle aluminiumslegeringer.

zn

Unikt bidrag av sporstoffer

(jeg) Jern og silisium: komplekse påvirkninger Jern og silisium spiller forskjellige roller i forskjellige aluminiumslegeringssystemer. Jern eksisterer som et legeringselement i Al-Cu-Mg-Ni-Fe smide aluminiumslegeringer; silisium er et legeringselement i Al-Mg-Si smide aluminium og Al-Si sveisestaver og aluminium-silisium støpelegeringer. Imidlertid, i andre aluminiumslegeringer, jern og silisium er for det meste urenheter. Når silisium er større enn jern, β-FeSiAl3 (eller Fe2Si2Al9) fase dannes; og når jern er større enn silisium, α-Fe2SiAl8 (eller Fe3Si2Al12) fase dannes. Hvis forholdet mellom jern og silisium ikke er hensiktsmessig, det vil forårsake sprekker i støpingen, og når jerninnholdet i støpt aluminium er for høyt, det vil gjøre støpingen sprø.

Jern og silisium

(II) Titan og bor: kornforfining Titan er et ofte brukt additivelement i aluminiumslegeringer, ofte tilsatt i form av Al-Ti eller Al-Ti-B masterlegeringer. Titan og aluminium danner TiAl2-fase, som blir den ikke-spontane kjernen under krystallisering og spiller en rolle i å foredle støpestrukturen og sveisestrukturen. Når Al-Ti-legeringen produserer en pakkereaksjon, det kritiske innholdet av titan handler om 0.15%. Hvis bor er tilstede, det vil bli redusert til 0.01%.

(III) Kromelement: styrking og påvirkning Krom er et vanlig tilsetningsstoff i Al-Mg-Si, Al-Mg-Zn, og Al-Mg-legeringer. Ved 600 ℃, løseligheten av krom i aluminium er 0.8%, og det er i utgangspunktet uløselig ved romtemperatur. Krom danner intermetalliske forbindelser som f.eks (CrFe)Al7 og (CrMn)Al12 i aluminium, som hindrer kjernedannelse og vekstprosessen for rekrystallisering, ha en viss styrkende effekt på legeringen, og kan også forbedre seigheten til legeringen og redusere følsomheten for spenningskorrosjonssprekker. Men samtidig, det vil øke bråkjølingsfølsomheten og gjøre den anodiserte filmen gul. Mengden krom tilsatt aluminiumslegeringer overskrider vanligvis ikke 0.35%, og avtar med økningen av overgangselementer i legeringen.

(IV) Strontium: Forbedret bearbeidbarhet Strontium, som et overflateaktivt element, kan forbedre plastbearbeidbarheten til aluminiumslegeringer og forbedre produktkvaliteten. I Al-Si støpelegeringer, bruk av strontium kan erstatte natrium og forbedre materialets mekaniske egenskaper og plastisk bearbeidbarhet. Tilsetning av 0,015%~0,03% strontium til aluminiumslegeringer for ekstrudering kan transformere β-AlFeSi-fasen i ingoten til den kinesiske karakteren α-AlFeSi-fasen, reduserer homogeniseringstiden for ingot med 60% ~ 70%, forbedring av materialets mekaniske egenskaper og plastisk bearbeidbarhet; og forbedre overflateruheten til produktet. For høyt silisium (10%~13 %) deformasjon av aluminiumslegeringer, tilsetning av 0,02%~0,07% strontium kan redusere primærkrystallen til et minimum, og de mekaniske egenskapene er også betydelig forbedret, med strekkstyrken økt fra 233MPa til 236MPa, flytegrensen økte fra 204 MPa til 210 MPa, og forlengelsen økte fra 9% til 12%. Tilsetning av strontium til hypereutektisk Al-Si-legering kan redusere størrelsen på primære silisiumpartikler, forbedre plastbehandlingsegenskapene, og kan glatt varm- og kaldvalset.

(V) Zirkoniumelement: kornforfining Zirkonium er også et vanlig tilsetningsstoff for aluminiumslegeringer. Generelt, mengden tilsatt til aluminiumslegeringer er 0,1%~0,3%. Zirkonium og aluminium danner ZrAl3-forbindelser, som kan hindre rekrystalliseringsprosessen og foredle de rekrystalliserte kornene. Selv om zirkonium har en raffinerende effekt på støpestrukturen, effekten er mindre enn for titan.

zr

Hvert legeringselement i aluminiumslegering spiller sin egen rolle og bestemmer i fellesskap ytelsen til aluminiumslegering. Ved å optimalisere kombinasjonen av legeringselementer, vi kan skaffe aluminiumslegeringsmaterialer som oppfyller behovene til forskjellige felt. I fremtiden, med kontinuerlig utvikling av vitenskapelig forskning og teknologi, bruken av aluminiumslegering og dens legeringselementer vil være mer omfattende, bidra til den økonomiske og sosiale utviklingen i landet vårt.