Gopr
Pan fydd y rhan o'r aloi alwminiwm-copr sy'n llawn alwminiwm yn 548, hydoddedd uchaf copr mewn alwminiwm yw 5.65%. Pan fydd y tymheredd yn gostwng i 302, hydoddedd copr yw 0.45%. Mae copr yn elfen aloi bwysig ac mae ganddo effaith cryfhau datrysiad solet penodol. Yn ogystal, mae'r Cual2 a waddodir gan heneiddio yn cael effaith cryfhau heneiddio amlwg. Mae'r cynnwys copr mewn aloion alwminiwm fel arfer rhwng 2.5% a 5%, ac mae'r effaith gryfhau orau pan fydd y cynnwys copr rhwng 4% a 6.8%, felly mae cynnwys copr y mwyafrif o aloion duralumin o fewn yr ystod hon. Gall aloion alwminiwm-copr gynnwys llai o silicon, magnesiwm, manganîs, cromiwm, sinc, haearn ac elfennau eraill.
Silicon
Pan fydd gan y rhan gyfoethog o alwminiwm o'r system aloi al-Si dymheredd ewtectig o 577, hydoddedd uchaf silicon yn yr hydoddiant solet yw 1.65%. Er bod hydoddedd yn gostwng gyda thymheredd gostyngol, yn gyffredinol ni ellir cryfhau'r aloion hyn trwy drin gwres. Mae gan aloi alwminiwm-silicon briodweddau castio rhagorol ac ymwrthedd cyrydiad. Os ychwanegir magnesiwm a silicon at alwminiwm ar yr un pryd i ffurfio aloi alwminiwm-magnesiwm-silicon, y cyfnod cryfhau yw MGSI. Cymhareb màs magnesiwm i silicon yw 1.73: 1. Wrth ddylunio cyfansoddiad yr aloi al-Mg-Si, mae cynnwys magnesiwm a silicon wedi'i ffurfweddu yn y gymhareb hon ar y matrics. Er mwyn gwella cryfder rhai aloion Al-Mg-Si, ychwanegir swm priodol o gopr, ac ychwanegir swm priodol o gromiwm i wneud iawn am effeithiau andwyol copr ar wrthwynebiad cyrydiad.
Uchafswm hydoddedd Mg2Si mewn alwminiwm yn y rhan gyfoethog o alwminiwm o ddiagram cyfnod ecwilibriwm system aloi Al-Mg2SI yw 1.85%, ac mae'r arafiad yn fach wrth i'r tymheredd ostwng. Mewn aloion alwminiwm anffurfiedig, mae ychwanegu silicon yn unig i alwminiwm wedi'i gyfyngu i ddeunyddiau weldio, ac mae ychwanegu silicon i alwminiwm hefyd yn cael effaith gryfhau benodol.
Magnesiwm
Er bod y gromlin hydoddedd yn dangos bod hydoddedd magnesiwm mewn alwminiwm yn gostwng yn fawr wrth i'r tymheredd ostwng, mae'r cynnwys magnesiwm yn y mwyafrif o aloion alwminiwm dadffurfiedig diwydiannol yn llai na 6%. Mae'r cynnwys silicon hefyd yn isel. Ni ellir cryfhau'r math hwn o aloi trwy driniaeth wres, ond mae ganddo weldadwyedd da, ymwrthedd cyrydiad da, a chryfder canolig. Mae cryfhau alwminiwm gan fagnesiwm yn amlwg. Am bob cynnydd o 1% mewn magnesiwm, mae'r cryfder tynnol yn cynyddu oddeutu 34MPA. Os ychwanegir llai nag 1% manganîs, gellir ategu'r effaith gryfhau. Felly, gall ychwanegu manganîs leihau cynnwys magnesiwm a lleihau tueddiad cracio poeth. Yn ogystal, gall manganîs hefyd wahardd cyfansoddion Mg5al8 yn unffurf, gan wella ymwrthedd cyrydiad a pherfformiad weldio.
Manganîs
Pan fydd tymheredd ewtectig y diagram cyfnod ecwilibriwm gwastad o'r system aloi Al-MN yn 658, hydoddedd uchaf manganîs yn y toddiant solet yw 1.82%. Mae cryfder yr aloi yn cynyddu gyda'r cynnydd mewn hydoddedd. Pan fydd y cynnwys manganîs yn 0.8%, mae'r elongation yn cyrraedd y gwerth uchaf. Mae aloi Al-Mn yn aloi caledu nad yw'n oedran, hynny yw, ni ellir ei gryfhau trwy driniaeth wres. Gall manganîs atal y broses ailrystallization o aloion alwminiwm, cynyddu'r tymheredd ailrystallization, a mireinio'r grawn wedi'i ailrystaleiddio yn sylweddol. Mae mireinio grawn wedi'i ailrystaleiddio yn bennaf oherwydd y ffaith bod gronynnau gwasgaredig cyfansoddion mnal6 yn rhwystro twf grawn wedi'i ailrystaleiddio. Swyddogaeth arall MNAL6 yw toddi haearn amhuredd i ffurfio (Fe, Mn) Al6, gan leihau effeithiau niweidiol haearn. Mae manganîs yn elfen bwysig mewn aloion alwminiwm. Gellir ei ychwanegu ar ei ben ei hun i ffurfio aloi deuaidd Al-MN. Yn amlach, mae'n cael ei ychwanegu ynghyd ag elfennau aloi eraill. Felly, mae'r rhan fwyaf o aloion alwminiwm yn cynnwys manganîs.
Sinc
Hydoddedd sinc mewn alwminiwm yw 31.6% yn 275 yn rhan gyfoethog alwminiwm y diagram cyfnod ecwilibriwm o'r system aloi al-Zn, tra bod ei hydoddedd yn gostwng i 5.6% yn 125. Mae ychwanegu sinc ar ei ben ei hun yn welliant cyfyngedig iawn cryfder yr aloi alwminiwm o dan amodau dadffurfiad. Ar yr un pryd, mae tueddiad i gracio cyrydiad straen, a thrwy hynny gyfyngu ar ei gymhwyso. Mae ychwanegu sinc a magnesiwm at alwminiwm ar yr un pryd yn ffurfio'r cam cryfhau Mg/Zn2, sy'n cael effaith gryfhau sylweddol ar yr aloi. Pan fydd y cynnwys Mg/Zn2 yn cael ei gynyddu o 0.5% i 12%, gellir cynyddu cryfder tynnol a chryfder y cynnyrch yn sylweddol. Mewn aloion alwminiwm superhard lle mae'r cynnwys magnesiwm yn fwy na'r swm sy'n ofynnol i ffurfio'r cyfnod mg/zn2, pan reolir cymhareb sinc i magnesiwm ar oddeutu 2.7, mae'r gwrthiant cracio cyrydiad straen ar ei fwyaf. Er enghraifft, mae ychwanegu elfen gopr at al-Zn-MG yn ffurfio aloi cyfres Al-Zn-MG-Cu. Yr effaith cryfhau sylfaen yw'r mwyaf ymhlith yr holl aloion alwminiwm. Mae hefyd yn ddeunydd aloi alwminiwm pwysig yn y diwydiant awyrofod, y diwydiant hedfan, a phŵer trydan.
Haearn a silicon
Ychwanegir haearn fel elfennau aloi mewn aloion alwminiwm gyr al-Cu-cu-mg-ni-Fe-fe, ac ychwanegir silicon fel elfennau aloi mewn alwminiwm gyr cyfres al-mg-si ac mewn gwiail weldio cyfres al-si a chastio alwminiwm-silicon aloion. Mewn aloion alwminiwm sylfaen, mae silicon a haearn yn elfennau amhuredd cyffredin, sy'n cael effaith sylweddol ar briodweddau'r aloi. Maent yn bodoli'n bennaf fel FECL3 a silicon am ddim. Pan fydd silicon yn fwy na haearn, ffurfir cyfnod β-Fesial3 (neu Fe2Si2Al9), a phan fydd haearn yn fwy na silicon, ffurfir α-Fe2sial8 (neu Fe3Si2Al12). Pan fydd cymhareb haearn a silicon yn amhriodol, bydd yn achosi craciau yn y castio. Pan fydd y cynnwys haearn mewn alwminiwm cast yn rhy uchel, bydd y castio yn mynd yn frau.
Titaniwm a boron
Mae titaniwm yn elfen ychwanegyn a ddefnyddir yn gyffredin mewn aloion alwminiwm, wedi'i hychwanegu ar ffurf aloi meistr Al-Ti neu Al-Ti-B. Mae titaniwm ac alwminiwm yn ffurfio'r cyfnod TIAL2, sy'n dod yn graidd nad yw'n ddigymell yn ystod crisialu ac yn chwarae rôl wrth fireinio'r strwythur castio a'r strwythur weldio. Pan fydd aloion al-Ti yn cael adwaith pecyn, mae cynnwys critigol titaniwm tua 0.15%. Os yw boron yn bresennol, mae'r arafu mor fach â 0.01%.
Cromiwm
Mae cromiwm yn elfen ychwanegyn gyffredin mewn cyfres Al-Mg-Si, cyfres Al-MG-Zn, a chyfres Al-MG aloion. Ar 600 ° C, hydoddedd cromiwm mewn alwminiwm yw 0.8%, ac yn y bôn mae'n anhydawdd ar dymheredd yr ystafell. Mae cromiwm yn ffurfio cyfansoddion rhyngmetallig fel (CRFE) AL7 a (CRMN) AL12 mewn alwminiwm, sy'n rhwystro proses cnewyllol a thwf ailrystallization ac sy'n cael effaith gryfhau benodol ar yr aloi. Gall hefyd wella caledwch yr aloi a lleihau'r tueddiad i gracio cyrydiad straen.
Fodd bynnag, mae'r safle'n cynyddu sensitifrwydd quenching, gan wneud y ffilm anodized yn felyn. Yn gyffredinol, nid yw maint y cromiwm a ychwanegir at aloion alwminiwm yn fwy na 0.35%, ac mae'n gostwng gyda'r cynnydd mewn elfennau trosglwyddo yn yr aloi.
Strontiwm
Mae strontiwm yn elfen arwyneb-weithredol a all newid ymddygiad cyfnodau cyfansawdd rhyngmetallig yn grisialograffig. Felly, gall triniaeth addasu ag elfen strontiwm wella ymarferoldeb plastig yr aloi ac ansawdd y cynnyrch terfynol. Oherwydd ei amser addasu effeithiol hir, effaith dda ac atgynyrchioldeb, mae Strontium wedi disodli'r defnydd o sodiwm mewn aloion castio al-Si yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Mae ychwanegu 0.015%~ 0.03%strontiwm i'r aloi alwminiwm ar gyfer allwthio yn troi'r cyfnod β-alfesi yn yr ingot yn gyfnod α-alfesi, gan leihau'r amser homogeneiddio ingot 60%~ 70%, gan wella priodweddau mecanyddol a phrosesu plastig deunyddiau; Gwella garwedd arwyneb cynhyrchion.
Ar gyfer aloion alwminiwm dadffurfiedig uchel-silicon (10%~ 13%), gall ychwanegu elfen strontiwm 0.02%~ 0.07%leihau crisialau cynradd i'r lleiafswm, ac mae'r priodweddau mecanyddol hefyd wedi'u gwella'n sylweddol. Mae'r cryfder tynnol бb yn cael ei gynyddu o 233MPA i 236MPA, a chynyddodd cryfder y cynnyrch б0.2 o 204MPA i 210MPA, a chynyddodd yr elongation б5 o 9% i 12%. Gall ychwanegu strontiwm at aloi al-Si hypereutectig leihau maint gronynnau silicon cynradd, gwella priodweddau prosesu plastig, a galluogi rholio poeth ac oer llyfn.
Zirconiwm
Mae zirconium hefyd yn ychwanegyn cyffredin mewn aloion alwminiwm. Yn gyffredinol, y swm a ychwanegir at aloion alwminiwm yw 0.1%~ 0.3%. Mae zirconium ac alwminiwm yn ffurfio cyfansoddion Zral3, a all rwystro'r broses ailrystallization a mireinio'r grawn wedi'i ailrystaleiddio. Gall zirconium hefyd fireinio'r strwythur castio, ond mae'r effaith yn llai na titaniwm. Bydd presenoldeb zirconiwm yn lleihau effaith mireinio grawn titaniwm a boron. Mewn aloion al-Zn-Mg-Cu, gan fod zirconium yn cael effaith lai ar sensitifrwydd quenching na chromiwm a manganîs, mae'n briodol defnyddio zirconium yn lle cromiwm a manganîs i fireinio'r strwythur ailrystaleiddiedig.
Elfennau daear prin
Mae elfennau prin y ddaear yn cael eu hychwanegu at aloion alwminiwm i gynyddu supercooling cydrannol yn ystod castio aloi alwminiwm, mireinio grawn, lleihau bylchau grisial eilaidd, lleihau nwyon a chynhwysiadau yn yr aloi, ac maent yn tueddu i sffero'r cyfnod cynhwysiant. Gall hefyd leihau tensiwn wyneb y toddi, cynyddu hylifedd, a hwyluso bwrw i mewn i ingots, sy'n cael effaith sylweddol ar berfformiad proses. Mae'n well ychwanegu amryw o ddaearoedd prin mewn swm o tua 0.1%. Mae ychwanegu daearoedd prin cymysg (LA-CE-PR-ND, ac ati cymysg) yn lleihau'r tymheredd critigol ar gyfer ffurfio parth G? P sy'n heneiddio mewn aloi Si al-0.65%mg-0.61%. Gall aloion alwminiwm sy'n cynnwys magnesiwm ysgogi metamorffiaeth elfennau daear prin.
Amhuredd
Mae Vanadium yn ffurfio cyfansoddyn anhydrin Val11 mewn aloion alwminiwm, sy'n chwarae rôl wrth fireinio grawn yn ystod y broses doddi a bwrw, ond mae ei rôl yn llai na rôl titaniwm a zirconium. Mae Vanadium hefyd yn cael yr effaith o fireinio'r strwythur wedi'i ailrystaleiddio a chynyddu'r tymheredd ailrystallization.
Mae hydoddedd solet calsiwm mewn aloion alwminiwm yn isel iawn, ac mae'n ffurfio cyfansoddyn Caal4 ag alwminiwm. Mae calsiwm yn elfen superplastig o aloion alwminiwm. Mae gan aloi alwminiwm gyda thua 5% calsiwm a 5% manganîs uwch -blastigrwydd. Mae calsiwm a silicon yn ffurfio casi, sy'n anhydawdd mewn alwminiwm. Gan fod swm toddiant solet silicon yn cael ei leihau, gellir gwella dargludedd trydanol alwminiwm pur diwydiannol ychydig. Gall calsiwm wella perfformiad torri aloion alwminiwm. Ni all CASI2 gryfhau aloion alwminiwm trwy drin gwres. Mae symiau olrhain o galsiwm yn ddefnyddiol wrth dynnu hydrogen o alwminiwm tawdd.
Mae elfennau plwm, tun a bismuth yn fetelau pwynt toddi isel. Mae eu hydoddedd solet mewn alwminiwm yn fach, sy'n lleihau cryfder yr aloi ychydig, ond gall wella'r perfformiad torri. Mae Bismuth yn ehangu yn ystod solidiad, sy'n fuddiol i fwydo. Gall ychwanegu bismuth at aloion magnesiwm uchel atal sodiwm embrittlement.
Defnyddir antimoni yn bennaf fel addasydd mewn aloion alwminiwm cast, ac anaml y caiff ei ddefnyddio mewn aloion alwminiwm dadffurfiedig. Dim ond yn disodli bismuth mewn aloi alwminiwm dadffurfiedig al-MG i atal embrittlement sodiwm. Ychwanegir elfen antimoni at rai aloion al-Zn-MG-CU i wella perfformiad prosesau gwasgu poeth a gwasgu oer.
Gall Beryllium wella strwythur y ffilm ocsid mewn aloion alwminiwm dadffurfiedig a lleihau colled a chynhwysion llosgi wrth doddi a bwrw. Mae Beryllium yn elfen wenwynig a all achosi gwenwyn alergaidd mewn bodau dynol. Felly, ni ellir cynnwys beryllium mewn aloion alwminiwm sy'n dod i gysylltiad â bwyd a diodydd. Mae'r cynnwys beryllium mewn deunyddiau weldio fel arfer yn cael ei reoli o dan 8μg/mL. Dylai aloion alwminiwm a ddefnyddir fel swbstradau weldio hefyd reoli'r cynnwys beryllium.
Mae sodiwm bron yn anhydawdd mewn alwminiwm, ac mae'r hydoddedd solet uchaf yn llai na 0.0025%. Mae pwynt toddi sodiwm yn isel (97.8 ℃), pan fydd sodiwm yn bresennol yn yr aloi, mae'n cael ei adsorbed ar yr wyneb dendrite neu ffin y grawn yn ystod solidiad, yn ystod prosesu poeth, mae'r sodiwm ar y ffin grawn yn ffurfio haen arsugniad hylifol, Gan arwain at gracio brau, ffurfio cyfansoddion naalsi, nid oes sodiwm am ddim yn bodoli, ac nid yw'n cynhyrchu “brau sodiwm”.
Pan fydd y cynnwys magnesiwm yn fwy na 2%, mae magnesiwm yn tynnu silicon i ffwrdd ac yn gwaddodi sodiwm rhydd, gan arwain at “ddisgleirdeb sodiwm”. Felly, ni chaniateir i aloi alwminiwm magnesiwm uchel ddefnyddio fflwcs halen sodiwm. Mae dulliau i atal “sodiwm embrittlement” yn cynnwys clorineiddio, sy'n achosi i sodiwm ffurfio NaCl ac sy'n cael ei ollwng i'r slag, gan ychwanegu bismuth i ffurfio Na2bi a mynd i mewn i'r matrics metel; Gall ychwanegu antimoni i ffurfio NA3SB neu ychwanegu daearoedd prin hefyd gael yr un effaith.
Golygwyd gan May Jiang o Mat Alwminiwm
Amser Post: Awst-08-2024
