دور مختلف العناصر في سبائك الألومنيوم

1. تأثير عناصر السبائك

عنصر النحاس مكعب

عندما يكون الجزء الغني بالألومنيوم من سبيكة الألومنيوم والنحاس is ، تكون أقصى قابلية للذوبان في النحاس في الألومنيوم عندما تنخفض درجة الحرارة إلى ، تكون قابلية ذوبان النحاس صوفي. النحاس هو عنصر سبيكة مهم وله تأثير قوي معين لتعزيز الحل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن CuAl2 عجلت به الشيخوخة له تأثير تعزيز الشيخوخة واضح. عادة ما يكون محتوى النحاس في سبائك الألومنيوم بين من من ومن ومن ومن ثم يكون التأثير الأفضل عندما يكون محتوى النحاس بين من من ومن ومن ومن ثم لذا فإن المحتوى النحاسي لمعظم سبائك الألومنيوم الصلبة يقع ضمن هذا النطاق.

يمكن أن تحتوي سبائك الألومنيوم والنحاس على عناصر أقل من السيليكون والمغنيسيوم والماغنيز والكروم والزنك والحديد وغيرها من العناصر.

عنصر السيليكون Si

عندما يكون الجزء الغني بالألومنيوم في نظام سبائك السي درجة حرارة انصبابية تبلغ ، فإن أقصى قابلية للذوبان في السليكون في المحلول الصلب هي على الرغم من انخفاض قابلية الذوبان مع انخفاض درجة الحرارة ، فإن هذه السبائك لا يمكن تقويتها عمومًا عن طريق المعالجة الحرارية. تتميز سبائك السيليكون والألومنيوم بخصائص الصب الممتازة ومقاومة التآكل.

إذا تمت إضافة المغنيسيوم والسيليكون إلى الألومنيوم في نفس الوقت لتشكيل سبيكة الألومنيوم والمغنيسيوم والسليكون ، فإن مرحلة التقوية هي MgSi. نسبة كتلة المغنيسيوم إلى السيليكون هي: 1. عند تصميم تركيبة سبيكة Al-Mg-Si ، يتم تكوين محتويات المغنيسيوم والسيليكون بهذه النسبة على المصفوفة. من أجل تحسين قوة بعض سبائك Al-Mg-Si ، تتم إضافة كمية مناسبة من النحاس ، ويضاف كمية مناسبة من الكروم لتعويض الآثار السلبية للنحاس على مقاومة التآكل.

إن أقصى قابلية للذوبان في الألمونيوم في الجزء الغني بالألمونيوم في مخطط مرحلة التوازن في نظام السبائك من من من من من من من من من من من من من من من aluminium is ، وهو صغير مع انخفاض درجة الحرارة.

في سبائك الألومنيوم المشوهة ، تقتصر إضافة السيليكون وحده إلى الألومنيوم على مواد اللحام. إضافة السيليكون إلى الألومنيوم له أيضا تأثير تعزيز معين.

عنصر المغنيسيوم ملغم

على الرغم من أن منحنى قابلية الذوبان يظهر أن قابلية ذوبان المغنيسيوم في الألومنيوم تتناقص إلى حد كبير مع انخفاض درجة الحرارة ، فإن محتوى المغنيسيوم في معظم سبائك الألومنيوم الصناعية المشوهة أقل مما هو عليه. محتوى السيليكون منخفض أيضًا. لا يمكن تقوية هذا النوع من السبائك عن طريق المعالجة الحرارية ، ولكن لديه قابلية لحام جيدة ، ومقاومة جيدة للتآكل ، وقوة متوسطة.

تعزيز الألومنيوم بواسطة المغنيسيوم واضح. لكل زيادة في المغنيسيوم ، تزداد قوة الشد بحوالي 34MPa. إذا تمت إضافة أقل من المغنيز ، يمكن استكمال تأثير التعزيز. وبالتالي ، فإن إضافة المنجنيز يمكن أن يقلل من محتوى المغنيسيوم ويقلل من ميل التكسير الساخن. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يرسب المنجنيز أيضًا مركبات Mg5Al8 بشكل موحد ، مما يحسن مقاومة التآكل وأداء اللحام.

عنصر من المنجنيز Mn

عندما تكون درجة الحرارة الانضغاطية لمخطط طور التوازن المسطح لنظام سبيكة Al-Mn ، تكون القابلية القصوى للذوبان في المنجنيز في المحلول الصلب هي تزداد قوة السبائك مع زيادة قابلية الذوبان. عندما يكون محتوى المنجنيز ، يصل الاستطالة إلى القيمة القصوى. سبيكة Mn هي سبيكة تصلب غير متعلقة بالعمر ، أي أنه لا يمكن تقويتها عن طريق المعالجة الحرارية.

يمكن أن يمنع المنجنيز عملية إعادة التبلور لسبائك الألومنيوم ، ويزيد من درجة حرارة التبلور ، ويصقل الحبوب المعاد التبلور بشكل كبير. يرجع صقل الحبوب المجدولة بشكل رئيسي إلى حقيقة أن الجسيمات المشتتة لمركبات MnAl6 تعيق نمو الحبوب المجدولة. وظيفة أخرى من MnAl6 هي حل الحديد الشوائب لتشكيل (Fe ، Mn)Al6 ، مما يقلل من الآثار الضارة للحديد.

المنجستين عنصر مهم في سبائك الألومنيوم. يمكن إضافتها وحدها لتشكيل البينةسبيكة ري. في كثير من الأحيان ، يتم إضافته جنبا إلى جنب مع عناصر السبائك الأخرى. لذلك ، تحتوي معظم سبائك الألومنيوم على المنجنيز.

عنصر الزنك Zn

إن قابلية ذوبان الزنك في الألومنيوم في الجزء الغني بالألومنيوم من مخطط طور التوازن لنظام سبائك الزن هي في ، في حين تنخفض قابلية ذوبانه إلى وشي.

عندما يضاف الزنك إلى الألومنيوم وحده ، فإن التحسن في قوة سبائك الألومنيوم في ظل ظروف التشوه محدود للغاية. في الوقت نفسه ، هناك ميل للتشقق الناتج عن تآكل الإجهاد ، مما يحد من تطبيقه.

إضافة الزنك والمغنيسيوم إلى الألومنيوم في نفس الوقت يشكل مرحلة التعزيز ملغ/Zn2 ، والتي لها تأثير تقوية كبير على السبائك. عندما يزداد محتوى الملغم/2 من صفيحة الزن إلى ، يمكن زيادة قوة الشد وقوة الإنتاجية بشكل كبير. في سبائك الألومنيوم فائقة الصلابة حيث يتجاوز محتوى المغنيسيوم الكمية المطلوبة لتشكيل المرحلة ملغ/زن 2 ، عندما يتم التحكم في نسبة الزنك إلى المغنيسيوم في جميع أنحاء المكان ، مقاومة تكسير الإجهاد للتآكل هي أعظم.

على سبيل المثال ، إضافة عنصر النحاس إلى الزن-مغ لتشكيل سبيكة سلسلة الزن-مغ-مكعب له أكبر تأثير تعزيز القاعدة بين جميع سبائك الألومنيوم. كما أنها مادة هامة من سبائك الألومنيوم في مجال الطيران وصناعة الطيران وصناعة الطاقة الكهربائية.

2. تأثير العناصر النزرة

الحديد والسيليكون Fe-Si

يضاف الحديد كعناصر سبائكية في سلسلة سبائك الألومنيوم المطاوع Al-Cu-Mg-Ni-Fe ، تتم إضافة السيليكون كعناصر سبائكية في سلسلة Al-Mg-Si من الألومنيوم المطاوع وفي قضبان لحام سلسلة Al-Si وسبائك صب الألومنيوم والسيليكون. في سبائك الألومنيوم الأخرى ، السيليكون والحديد هي عناصر شوائب شائعة ، والتي لها تأثير كبير على خصائص السبائك. أنها موجودة أساسا كما FeCl3 والسيليكون الحرة.

عندما يكون السيليكون أكبر من الحديد ، يتشكل طور β-FeSiAl3 (أو Fe2Si2Al9) ، وعندما يكون الحديد أكبر من السيليكون ، يتشكل α-Fe2SiAl8 (أو Fe3Si2Al12). عندما تكون نسبة الحديد والسيليكون غير مناسبة ، فإنها ستسبب تشققات في الصب. عندما يكون محتوى الحديد في الألومنيوم المصبوب مرتفعًا جدًا ، سيصبح الصب هشًا.

التيتانيوم والبورون Ti-B

التيتانيوم هو عنصر مضاف شائع الاستخدام في سبائك الألومنيوم ، يضاف على شكل سبيكة Al-Ti أو Al-Ti-B الرئيسية. يشكل التيتانيوم والألومنيوم المرحلة TiAl2 ، والتي تصبح نواة غير تلقائية أثناء التبلور وتلعب دورا في صقل هيكل الصب وهيكل اللحام. عندما تخضع سبائك ال تي لرد فعل الطرد ، فإن المحتوى الحرج للتيتانيوم هو حوالي ، من حيث الجوهر. إذا كان البورون موجودًا ، فإن التباطؤ يكون صغيرًا مثل يرسم.

الكروم ج

الكروم هو عنصر مضاف شائع في سلسلة Al-Mg-Si ، وسلسلة Al-Mg-Zn ، وسبائك سلسلة Al-Mg. عند 208 درجة مئوية ، تكون قابلية ذوبان الكروم في الألومنيوم غير قابلة للذوبان في درجة حرارة الغرفة.

يشكل الكروم مركبات بين المعادن مثل (CrFe)Al7 و (CrMn)Al12 في الألومنيوم ، مما يعيق عملية التنوي والنمو لإعادة التبلور وله تأثير تقوية معين على السبائك. يمكنه أيضًا تحسين صلابة السبائك وتقليل الحساسية للتشديد على التآكل. ومع ذلك ، يزيد الموقع من حساسية التبريد ، مما يجعل الفيلم الأصفر المؤكسد.

لا تتجاوز كمية الكروم المضافة إلى سبائك الألومنيوم عمومًا ، وتنخفض مع زيادة العناصر الانتقالية في السبائك.

السترونتيوم Sr

السترونتيوم هو عنصر نشط على السطح يمكنه تغيير سلوك مراحل المركب البيني المعدني في علم البلورات. لذلك ، يمكن تعديل العلاج مع عنصر السترونتيوم عفريتروف قابلية تشغيل البلاستيك للسبائك وجودة المنتج النهائي. بسبب وقت التعديل الفعال الطويل ، والتأثير الجيد وقابلية التكرار ، حل السترونتيوم محل استخدام الصوديوم في سبائك الصب في ال سي في السنوات الأخيرة.

إضافة ولي ~ strontium إلى سبيكة الألومنيوم للبثق يحول مرحلة فيسي بيتا في السبيكة إلى مرحلة ألفا-الفيسي على شكل صيني ، مما يقلل من زمن تجانس السبيكة من خلال .. تحسين الخواص الميكانيكية للمواد وقابلية معالجة البلاستيك ؛ تحسين خشونة سطح المنتجات.

بالنسبة لسبيكة الألومنيوم المشوهة العالية من السليكون (من من من من من من من من من من ؟ ؟) ، فإن إضافة عنصر بلورات السترونتيوم يمكن أن يقلل من المستوى الأولي إلى الحد الأدنى ، كما تم تحسين الخواص الميكانيكية بشكل كبير. تزداد قوة الشد من 233MPa إلى 236MPa ، وزادت قوة المحصول б0.2 من 204mpa إلى 210mpa ، وزادت الاستطالة من б5 من يمكن أن يؤدي إضافة السترونتيوم إلى سبيكة آل سي إلى تقليل حجم جزيئات السيليكون الأولية ، وتحسين خصائص معالجة البلاستيك ، وتمكين اللف الساخن والبارد السلس.

Zr عنصر الزركونيوم

الزركونيوم هو أيضا مادة مضافة شائعة الاستخدام في سبائك الألومنيوم. بشكل عام ، الكمية المضافة إلى سبائك الألومنيوم هي من من من من من. مركبات ZrAl3 من الزركونيوم والألومنيوم ، والتي يمكن أن تعيق عملية التبلور وتصقل الحبوب المعاد بلورها. يمكن للزيركونيوم أيضًا تحسين هيكل الصب ، ولكن التأثير أصغر من التيتانيوم. سيؤدي وجود الزركونيوم إلى تقليل تأثير تكرير الحبوب من التيتانيوم والبورون. في سبائك الزن-ملغ-مكعب ، لأن الزركونيوم له تأثير أصغر على حساسية التبريد من الكروم والمينغنز ، من المناسب استخدام الزركونيوم بدلاً من الكروم والمنغنيز لصقل الهيكل المعاد التبلور.

إعادة العناصر الأرضية النادرة

تضاف العناصر الأرضية النادرة إلى سبائك الألومنيوم لزيادة التبريد الفائق للمكونات أثناء صب سبائك الألومنيوم ، وصقل الحبوب ، وتقليل التباعد البلوري الثانوي ، وتقليل الغازات والشوائب في السبائك ، وتميل إلى كروية مرحلة الإدراج. يمكن أن يقلل أيضًا من التوتر السطحي للذوبان ، ويزيد من السيولة ، ويسهل الصب في سبائك ، مما له تأثير كبير على أداء العملية. كمية الإضافة من الأتربة النادرة المتنوعة حوالي: حوالي %. إن إضافة الأتربة النادرة المختلطة (المختلطة لا-سي-بر-ند ، إلخ) تقلل درجة الحرارة الحرجة لتشكيل منطقة الشيخوخة G ؟ P في سبيكة ٪ 50 ٪ Si. سبائك الألومنيوم التي تحتوي على المغنيسيوم يمكن أن تحفز تحول العناصر الأرضية النادرة.

3. تأثير عناصر النجاسة

يشكل الفاناديوم مركب حراري VAl11 في سبائك الألومنيوم ، والذي يلعب دورًا في تكرير الحبوب أثناء عملية الذوبان والصب ، ولكن تأثيره أصغر من تأثير التيتانيوم والزركونيوم. للفاناديوم أيضا تأثير صقل الهيكل المعاد بلورته وزيادة درجة حرارة التبلور.

يحتوي الكالسيوم على قابلية ذوبان صلبة منخفضة للغاية في سبائك الألومنيوم ، ويشكل مركبات CaAl4 مع الألومنيوم. الكالسيوم هو أيضا عنصر superplastic من سبائك الألومنيوم. سبيكة ألومنيوم مع ما يقرب من الكالسيوم والمنجن لديها مرونة فائقة. شكل الكالسيوم والسيليكون كاسي ، وهو غير قابل للذوبان في الألومنيوم. نظرًا لتقليل كمية محلول السيليكون الصلب ، يمكن تحسين التوصيل الكهربائي للألمنيوم النقي الصناعي قليلاً. يمكن للكالسيوم تحسين أداء قطع سبائك الألومنيوم. CaSi2 لا يمكنه تقوية سبائك الألومنيوم من خلال المعالجة الحرارية. كميات ضئيلة من الكالسيوم مفيدة في إزالة الهيدروجين من الألومنيوم المنصهر.

عناصر الرصاص والقصدير والبزموت هي فلزات ذات نقطة انصهار منخفضة. إن قابليتها الصلبة للذوبان في الألومنيوم صغيرة ، مما يقلل قليلاً من قوة السبائك ، ولكن يمكن أن يحسن أداء القطع. يتمدد البزموت أثناء التصلب ، وهو مفيد للتغذية. إضافة البزموت إلى سبائك المغنيسيوم العالية يمكن أن يمنع تقشير الصوديوم.

يستخدم الأنتيمون بشكل رئيسي كمعدل في سبائك الألومنيوم المصبوب ، ونادرا ما يستخدم في سبائك الألومنيوم المشوهة. استبدال البزموت فقط في سبائك الألومنيوم المشوهة من Al-Mg لمنع تقصف الصوديوم. يضاف عنصر الأنتيمون إلى بعض سبائك الزن-ملغ-مكعب لتحسين أداء عمليات الضغط الساخن والبرد.

يمكن للبريليوم تحسين هيكل طبقة الأكسيد في سبائك الألومنيوم المشوهة وتقليل فقد الاحتراق والشوائب أثناء الذوبان والصب. البريليوم هو عنصر سام يمكن أن يسبب تسمم الحساسية لدى البشر. لذلك ، لا يمكن للبريليوم بE الواردة في سبائك الألومنيوم التي تتلامس مع المواد الغذائية والمشروبات. عادة ما يتم التحكم في محتوى البريليوم في مواد اللحام أقل من 8 ميكروغرام/مل. سبائك الألومنيوم المستخدمة كركائز لحام يجب أيضا التحكم في محتوى البريليوم.

الصوديوم غير قابل للذوبان تقريبًا في الألومنيوم ، والحد الأقصى للذوبان في المواد الصلبة أقل من ، من من من الألومنيوم. نقطة انصهار الصوديوم منخفضة (من من من الخارج). عندما يكون الصوديوم موجودًا في السبائك ، يتم امتصاصه على سطح تغصنات أو حدود الحبوب أثناء عملية التصلب. أثناء المعالجة الحرارية ، تشكل الحبوب حدود الصوديوم على السطح طبقة امتزاز سائلة. عندما يحدث تكسير هش ، تتشكل مركبات النالنالنسي. لا يوجد صوديوم مجاني ولا يحدث "تقشير الصوديوم".

عندما يتجاوز محتوى المغنيسيوم ، يأخذ المغنيسيوم السيليكون ويترسب الصوديوم الحر ، مما يؤدي إلى تقصف الصوديوم. لذلك ، لا يسمح بتدفق ملح الصوديوم لسبائك الألومنيوم عالية المغنيسيوم. تشمل طرق منع "تقشير الصوديوم" الكلورة ، التي تسبب تكوين الصوديوم في NaCl ويتم تصريفه في الخبث ، بإضافة البزموت لتشكيل Na2Bi ودخول المصفوفة المعدنية ؛ إضافة الأنتيمون لتشكيل Na3Sb أو إضافة الأتراب النادرة يمكن أن يكون له نفس التأثير.

في Shanghai Yixing ، نصنع العديد من منتجات الألمنيوم مثل الأبواب والنوافذ المصنوعة من الألومنيوم ، وجسور الألومنيوم ، وصناديق الألومنيوم ، والأسقف ، وسقوف الألومنيوم ، ودرابزين الألومنيوم ، ومصاريع الألومنيوم ، وسقالات الألومنيوم ، خزائن الألومنيوم ، مشعات الألومنيوم ، صناديق الألومنيوم ، أقواس الألومنيوم الخ. لدينا قدرة القطع بالليزر ، الختم ، الرسم العميق ، واللحام ، والحفر ، وتصنيع الآلات وأنواع مختلفة من المعالجة السطحية.