Mis
Alyuminiy-mis qotishmasining alyuminiyga boy qismi 548 bo'lsa, alyuminiydagi misning maksimal eruvchanligi 5,65% ni tashkil qiladi. Harorat 302 ga tushganda, misning eruvchanligi 0,45% ni tashkil qiladi. Mis muhim qotishma elementi bo'lib, ma'lum bir qattiq eritmani mustahkamlovchi ta'sirga ega. Bundan tashqari, qarish natijasida hosil bo'lgan CuAl2 aniq qarish kuchaytiruvchi ta'sirga ega. Alyuminiy qotishmalarida mis miqdori odatda 2,5% dan 5% gacha bo'ladi va mis miqdori 4% dan 6,8% gacha bo'lsa, mustahkamlash ta'siri eng yaxshisidir, shuning uchun ko'pchilik duralumin qotishmalarining mis miqdori bu oraliqda. Alyuminiy-mis qotishmalarida kremniy, magniy, marganets, xrom, sink, temir va boshqa elementlar kamroq bo'lishi mumkin.
Silikon
Al-Si qotishma tizimining alyuminiyga boy qismi 577 evtektik haroratga ega bo'lsa, qattiq eritmada kremniyning maksimal eruvchanligi 1,65% ni tashkil qiladi. Haroratning pasayishi bilan eruvchanlik pasaysa ham, bu qotishmalarni odatda issiqlik bilan ishlov berish orqali mustahkamlash mumkin emas. Alyuminiy-kremniy qotishmasi mukammal quyish xususiyatlariga va korroziyaga chidamliligiga ega. Agar alyuminiy-magniy-kremniy qotishmasi hosil qilish uchun alyuminiyga bir vaqtning o'zida magniy va kremniy qo'shilsa, mustahkamlash bosqichi MgSi. Magniyning kremniyga massa nisbati 1,73:1 ni tashkil qiladi. Al-Mg-Si qotishmasining tarkibini loyihalashda magniy va kremniy tarkibi matritsada shu nisbatda tuzilgan. Ba'zi Al-Mg-Si qotishmalarining mustahkamligini yaxshilash uchun misning korroziyaga chidamliligiga salbiy ta'sirini bartaraf etish uchun tegishli miqdorda mis qo'shiladi va tegishli miqdorda xrom qo'shiladi.
Al-Mg2Si qotishma tizimining muvozanat fazasi diagrammasining alyuminiyga boy qismida alyuminiyda Mg2Si ning maksimal eruvchanligi 1,85% ni tashkil qiladi va harorat pasayganda sekinlashuv kichikdir. Deformatsiyalangan alyuminiy qotishmalarida alyuminiyga faqat silikon qo'shilishi payvandlash materiallari bilan chegaralanadi va alyuminiyga kremniy qo'shilishi ham ma'lum bir mustahkamlovchi ta'sirga ega.
Magniy
Eruvchanlik egri chizig'i alyuminiydagi magniyning eruvchanligi haroratning pasayishi bilan sezilarli darajada pasayishini ko'rsatsa-da, ko'pchilik sanoat deformatsiyalangan alyuminiy qotishmalarida magniy miqdori 6% dan kam. Kremniy tarkibi ham past. Ushbu turdagi qotishma issiqlik bilan ishlov berish bilan mustahkamlanmaydi, lekin yaxshi payvandlanishi, yaxshi korroziyaga chidamliligi va o'rtacha quvvatga ega. Alyuminiyning magniy bilan mustahkamlanishi aniq. Magniyning har 1% o'sishi uchun valentlik kuchi taxminan 34MPa ga oshadi. Agar 1% dan kam marganets qo'shilsa, kuchaytiruvchi ta'sir qo'shilishi mumkin. Shuning uchun marganets qo'shilishi magniy tarkibini kamaytirishi va issiq yorilish tendentsiyasini kamaytirishi mumkin. Bundan tashqari, marganets Mg5Al8 birikmalarini bir xilda cho'ktirishi mumkin, bu korroziyaga chidamlilik va payvandlash ish faoliyatini yaxshilaydi.
Marganets
Al-Mn qotishma tizimining tekis muvozanat faza diagrammasining evtektik harorati 658 bo'lsa, marganetsning qattiq eritmada maksimal eruvchanligi 1,82% ni tashkil qiladi. Qotishmaning kuchi eruvchanligi oshishi bilan ortadi. Marganets miqdori 0,8% bo'lsa, cho'zilish maksimal qiymatga etadi. Al-Mn qotishmasi yoshi qattiqlashmaydigan qotishma hisoblanadi, ya'ni uni issiqlik bilan ishlov berish orqali mustahkamlash mumkin emas. Marganets alyuminiy qotishmalarining qayta kristallanish jarayonini oldini oladi, qayta kristallanish haroratini oshiradi va qayta kristallangan donalarni sezilarli darajada yaxshilaydi. Qayta kristallangan donalarning tozalanishi, asosan, MnAl6 birikmalarining dispers zarralari qayta kristallangan donalarning o'sishiga to'sqinlik qilishi bilan bog'liq. MnAl6 ning yana bir vazifasi temirning zararli ta'sirini kamaytiradigan nopok temirni (Fe, Mn)Al6 hosil qilish uchun eritishdir. Marganets alyuminiy qotishmalarida muhim element hisoblanadi. Al-Mn ikkilik qotishma hosil qilish uchun yolg'iz qo'shilishi mumkin. Ko'pincha u boshqa qotishma elementlar bilan birga qo'shiladi. Shuning uchun ko'pchilik alyuminiy qotishmalarida marganets mavjud.
Sink
Ruxning alyuminiyda eruvchanligi Al-Zn qotishma tizimining muvozanat fazasi diagrammasining alyuminiyga boy qismida 275 da 31,6% ni tashkil qiladi, uning eruvchanligi 125 da 5,6% ga tushadi. Alyuminiyga faqat rux qo'shilishi juda cheklangan yaxshilanishga olib keladi. deformatsiya sharoitida alyuminiy qotishmasining mustahkamligi. Shu bilan birga, stressli korroziya yorilishi tendentsiyasi mavjud bo'lib, uning qo'llanilishini cheklaydi. Alyuminiyga sink va magniyni bir vaqtning o'zida qo'shish Mg / Zn2 mustahkamlash bosqichini hosil qiladi, bu esa qotishmaga sezilarli mustahkamlovchi ta'sir ko'rsatadi. Mg / Zn2 tarkibi 0,5% dan 12% gacha oshirilganda, kuchlanish va oquvchanlik quvvati sezilarli darajada oshishi mumkin. Magniy miqdori Mg/Zn2 fazasini hosil qilish uchun zarur bo'lgan miqdordan oshib ketadigan o'ta qattiq alyuminiy qotishmalarida, sink va magniy nisbati taxminan 2,7 da nazorat qilinganda, stress korroziyaga qarshi yorilish qarshiligi eng katta bo'ladi. Misol uchun, Al-Zn-Mg ga mis elementini qo'shish Al-Zn-Mg-Cu seriyali qotishma hosil qiladi. Baza mustahkamlash ta'siri barcha alyuminiy qotishmalari orasida eng katta hisoblanadi. Shuningdek, u aerokosmik, aviatsiya sanoati va elektroenergetika sanoatida muhim alyuminiy qotishma materialidir.
Temir va kremniy
Temir Al-Cu-Mg-Ni-Fe seriyali ishlangan alyuminiy qotishmalarida, kremniy esa Al-Mg-Si seriyali alyuminiy qotishmalarida va Al-Si seriyali payvandlash tayoqlarida va alyuminiy-kremniy quymalarida qotishma elementlar sifatida qo'shiladi. qotishmalar. Asosiy alyuminiy qotishmalarida kremniy va temir umumiy nopoklik elementlari bo'lib, ular qotishma xususiyatlariga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Ular asosan FeCl3 va erkin kremniy shaklida mavjud. Kremniy temirdan katta bo'lsa, b-FeSiAl3 (yoki Fe2Si2Al9) faza, temir kremniydan katta bo'lsa, a-Fe2SiAl8 (yoki Fe3Si2Al12) hosil bo'ladi. Temir va kremniyning nisbati noto'g'ri bo'lsa, quymada yoriqlar paydo bo'ladi. Quyma alyuminiy tarkibidagi temir miqdori juda yuqori bo'lsa, quyma mo'rt bo'ladi.
Titan va bor
Titan alyuminiy qotishmalarida tez-tez ishlatiladigan qo'shimcha element bo'lib, Al-Ti yoki Al-Ti-B asosiy qotishmasi shaklida qo'shiladi. Titan va alyuminiy TiAl2 fazasini hosil qiladi, bu kristallanish jarayonida o'z-o'zidan paydo bo'lmagan yadroga aylanadi va quyma tuzilishi va payvand tuzilishini yaxshilashda rol o'ynaydi. Al-Ti qotishmalari paketli reaksiyaga kirishganda, titanning kritik tarkibi taxminan 0,15% ni tashkil qiladi. Bor mavjud bo'lsa, sekinlashuv 0,01% ga teng.
Chromium
Xrom Al-Mg-Si seriyali, Al-Mg-Zn seriyali va Al-Mg seriyali qotishmalarda keng tarqalgan qo'shimcha element hisoblanadi. 600 ° C da xromning alyuminiydagi eruvchanligi 0,8% ni tashkil qiladi va u asosan xona haroratida erimaydi. Xrom alyuminiyda (CrFe)Al7 va (CrMn)Al12 kabi intermetalik birikmalar hosil qiladi, bu esa qayta kristallanishning yadrolanishi va o'sish jarayoniga to'sqinlik qiladi va qotishmaga ma'lum mustahkamlovchi ta'sir ko'rsatadi. Bundan tashqari, u qotishmaning qattiqligini yaxshilashi va stressli korroziya yorilishining sezuvchanligini kamaytirishi mumkin.
Biroq, sayt söndürme sezgirligini oshiradi, anodlangan plyonkani sariq rangga aylantiradi. Alyuminiy qotishmalariga qo'shilgan xrom miqdori odatda 0,35% dan oshmaydi va qotishmadagi o'tish elementlarining ko'payishi bilan kamayadi.
Stronsiy
Stronsiy - sirt faol element bo'lib, u intermetall birikma fazalarining harakatini kristallografik tarzda o'zgartira oladi. Shuning uchun stronsiy elementi bilan modifikatsiyalangan ishlov berish qotishmaning plastik ishlov berish qobiliyatini va yakuniy mahsulot sifatini yaxshilashi mumkin. Uzoq vaqt davomida samarali o'zgartirish vaqti, yaxshi ta'sir va takrorlanishi tufayli stronsiy so'nggi yillarda Al-Si quyma qotishmalarida natriydan foydalanishni almashtirdi. Ekstruziya uchun alyuminiy qotishmasiga 0,015% ~ 0,03% stronsiy qo'shilishi ingotdagi b-AlFeSi fazasini a-AlFeSi fazasiga aylantiradi, ingot gomogenizatsiya vaqtini 60% ~ 70% ga qisqartiradi, mexanik xususiyatlarni va materiallarning plastik ishlov berish qobiliyatini yaxshilaydi; mahsulotlarning sirt pürüzlülüğünü yaxshilash.
Yuqori kremniyli (10% ~ 13%) deformatsiyalangan alyuminiy qotishmalari uchun 0,02% ~ 0,07% stronsiy elementi qo'shilishi birlamchi kristallarni minimal darajaga tushirishi mumkin va mexanik xususiyatlar ham sezilarli darajada yaxshilanadi. Cho‘zilish kuchi bb 233MPa dan 236MPa gacha, oquvchanligi b0,2 204MPa dan 210MPa gacha, cho‘zilish b5 esa 9% dan 12% gacha ko‘tarildi. Gipereutektik Al-Si qotishmasiga stronsiy qo'shilishi birlamchi kremniy zarrachalarining hajmini kamaytirishi, plastik ishlov berish xususiyatlarini yaxshilash va silliq issiq va sovuq haddeleme imkonini beradi.
Zirkonyum
Zirkonyum ham alyuminiy qotishmalarida keng tarqalgan qo'shimcha hisoblanadi. Odatda, alyuminiy qotishmalariga qo'shilgan miqdor 0,1% ~ 0,3% ni tashkil qiladi. Zirkonyum va alyuminiy ZrAl3 birikmalarini hosil qiladi, bu esa qayta kristallanish jarayoniga to'sqinlik qilishi va qayta kristallangan donalarni tozalashi mumkin. Zirkonyum quyma tuzilishini ham yaxshilashi mumkin, ammo ta'siri titandan kichikroq. Zirkonyumning mavjudligi titan va borning donni tozalash ta'sirini kamaytiradi. Al-Zn-Mg-Cu qotishmalarida tsirkonyum xrom va marganetsga qaraganda so'ndirish sezgirligiga kamroq ta'sir qilganligi sababli, qayta kristallangan strukturani tozalash uchun xrom va marganets o'rniga zirkonyumdan foydalanish maqsadga muvofiqdir.
Noyob tuproq elementlari
Noyob tuproq elementlari alyuminiy qotishmalarini quyish jarayonida komponentlarning super sovutilishini oshirish, donalarni tozalash, ikkilamchi kristallar oralig'ini kamaytirish, qotishmadagi gazlar va qo'shimchalarni kamaytirish va inklyuziya fazasini sferoidizatsiya qilish uchun alyuminiy qotishmalariga qo'shiladi. Bundan tashqari, u eritmaning sirt tarangligini pasaytiradi, suyuqlikni oshiradi va ingotlarga quyishni osonlashtiradi, bu jarayonning ishlashiga sezilarli ta'sir qiladi. Taxminan 0,1% miqdorida turli xil noyob tuproqlarni qo'shish yaxshiroqdir. Aralashtirilgan nodir erlarning qo'shilishi (aralash La-Ce-Pr-Nd va boshqalar) Al-0,65% Mg-0,61% Si qotishmasida qarish G?P zonasining shakllanishi uchun kritik haroratni pasaytiradi. Magniy o'z ichiga olgan alyuminiy qotishmalari noyob yer elementlarining metamorfizmini rag'batlantirishi mumkin.
Nopoklik
Vanadiy alyuminiy qotishmalarida VAl11 refrakter birikmasini hosil qiladi, bu eritish va quyish jarayonida donlarni tozalashda rol o'ynaydi, lekin uning roli titanium va tsirkoniydan kichikroqdir. Vanadiy, shuningdek, qayta kristallangan strukturani tozalash va qayta kristallanish haroratini oshirish ta'siriga ega.
Alyuminiy qotishmalarida kaltsiyning qattiq eruvchanligi juda past va u alyuminiy bilan CaAl4 birikmasini hosil qiladi. Kaltsiy alyuminiy qotishmalarining superplastik elementidir. Taxminan 5% kaltsiy va 5% marganets bo'lgan alyuminiy qotishmasi superplastiklikka ega. Kaltsiy va kremniy alyuminiyda erimaydigan CaSi hosil qiladi. Kremniyning qattiq eritmasi miqdori kamayganligi sababli, sanoat toza alyuminiyning elektr o'tkazuvchanligi biroz yaxshilanishi mumkin. Kaltsiy alyuminiy qotishmalarining kesish ish faoliyatini yaxshilashi mumkin. CaSi2 alyuminiy qotishmalarini issiqlik bilan ishlov berish orqali mustahkamlay olmaydi. Kaltsiyning iz miqdori erigan alyuminiydan vodorodni olib tashlashda yordam beradi.
Qo'rg'oshin, qalay va vismut elementlari past erish nuqtasi bo'lgan metallardir. Ularning alyuminiydagi qattiq eruvchanligi kichik, bu qotishma kuchini biroz pasaytiradi, lekin kesish ish faoliyatini yaxshilashi mumkin. Qattiqlashuv jarayonida vismut kengayadi, bu oziqlantirish uchun foydalidir. Yuqori magniyli qotishmalarga vismut qo'shilishi natriyning mo'rtlashishini oldini oladi.
Surma asosan quyma alyuminiy qotishmalarida modifikator sifatida ishlatiladi va deformatsiyalangan alyuminiy qotishmalarida kamdan-kam qo'llaniladi. Natriyning mo'rtlashishini oldini olish uchun faqat Al-Mg deformatsiyalangan alyuminiy qotishmasidagi vismutni almashtiring. Antimon elementi ba'zi Al-Zn-Mg-Cu qotishmalariga issiq presslash va sovuq presslash jarayonlarini yaxshilash uchun qo'shiladi.
Beriliy deformatsiyalangan alyuminiy qotishmalarida oksid plyonkasi tuzilishini yaxshilashi va eritish va quyish paytida yonish yo'qotilishi va qo'shimchalarni kamaytirishi mumkin. Beriliy zaharli element bo'lib, odamlarda allergik zaharlanishga olib kelishi mumkin. Shuning uchun berilliy oziq-ovqat va ichimliklar bilan aloqa qiladigan alyuminiy qotishmalarida bo'lishi mumkin emas. Payvandlash materiallaridagi berilliy miqdori odatda 8 mkg / ml dan past darajada nazorat qilinadi. Payvandlash substratlari sifatida ishlatiladigan alyuminiy qotishmalari berilliy tarkibini ham nazorat qilishi kerak.
Natriy alyuminiyda deyarli erimaydi va maksimal qattiq eruvchanligi 0,0025% dan kam. natriyning erish nuqtasi past (97,8 ℃), qotishmada natriy mavjud bo'lganda, u qattiqlashishi paytida dendrit yuzasida yoki don chegarasida adsorbsiyalanadi, issiq ishlov berish paytida, don chegarasidagi natriy suyuq adsorbsion qatlam hosil qiladi, natijada mo‘rt yorilish, NaAlSi birikmalari hosil bo‘ladi, erkin natriy mavjud emas va “natriy mo‘rt” hosil qilmaydi.
Magniy miqdori 2% dan oshganda, magniy kremniyni olib tashlaydi va erkin natriyni cho'kadi, natijada "natriy mo'rtlik" paydo bo'ladi. Shuning uchun yuqori magniyli alyuminiy qotishmasi natriy tuzi oqimidan foydalanishga ruxsat etilmaydi. "Natriyning mo'rtlashishi" ning oldini olish usullari xlorlanishni o'z ichiga oladi, bu natriyning NaCl hosil bo'lishiga olib keladi va cürufga tashlanadi, Na2Bi hosil qilish uchun vismut qo'shib, metall matritsaga kiradi; Na3Sb hosil qilish uchun surma qo'shish yoki noyob tuproqlarni qo'shish ham xuddi shunday ta'sirga ega bo'lishi mumkin.
MAT alyuminiyidan May Jiang tomonidan tahrirlangan
Xat vaqti: 2024-yil 8-avgust
