Ο ρόλος και η επίδραση διαφόρων στοιχείων στο κράμα αλουμινίου στις ιδιότητες του αλουμινίου

6

Οπως ξέρεις.μαςεπένδυση πλακιδίων αλουμινίου/Σοβατεπί αλουμινίου/προφίλ αλουμινίου led/το προφίλ διακόσμησης αλουμινίου είναι κατασκευασμένο από κράμα αλουμινίου 6063.το στοιχείο αλουμινίου είναι το κύριο μέρος.και το υπόλοιπο στοιχείο θα είναι όπως παρακάτω.

Και σήμερα θα εξηγήσουμε τον ρόλο και την επίδραση διαφόρων στοιχείων στα κράματα αλουμινίου στις ιδιότητες των υλικών αλουμινίου.

 

στοιχείο χαλκού

Όταν το πλούσιο σε αλουμίνιο μέρος του κράματος αλουμινίου-χαλκού είναι 548, η μέγιστη διαλυτότητα του χαλκού στο αλουμίνιο είναι 5,65%, και όταν η θερμοκρασία πέσει στους 302, η διαλυτότητα του χαλκού είναι 0,45%.Ο χαλκός είναι ένα σημαντικό στοιχείο κράματος και έχει μια ορισμένη επίδραση ενίσχυσης του στερεού διαλύματος.Επιπλέον, το CuAl2 που κατακρημνίζεται από τη γήρανση έχει προφανή επίδραση ενίσχυσης της γήρανσης.Η περιεκτικότητα σε χαλκό στα κράματα αλουμινίου είναι συνήθως 2,5% έως 5%, και το ενισχυτικό αποτέλεσμα είναι καλύτερο όταν η περιεκτικότητα σε χαλκό είναι 4% έως 6,8%, επομένως η περιεκτικότητα σε χαλκό των περισσότερων σκληρών κραμάτων αλουμινίου βρίσκεται σε αυτό το εύρος.

Στοιχείο πυριτίου

Όταν το πλούσιο σε αλουμίνιο μέρος του συστήματος κράματος Al-Si βρίσκεται στην ευτηκτική θερμοκρασία των 577 °C, η μέγιστη διαλυτότητα του πυριτίου στο στερεό διάλυμα είναι 1,65%.Αν και η διαλυτότητα μειώνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας, αυτά τα κράματα γενικά δεν είναι θερμικά επεξεργάσιμα.Τα κράματα Al-Si έχουν εξαιρετική ικανότητα χύτευσης και αντοχή στη διάβρωση.

Εάν προστεθούν μαγνήσιο και πυρίτιο στο αλουμίνιο ταυτόχρονα για να σχηματιστεί ένα κράμα αλουμινίου-μαγνήσιου-πυριτίου, η φάση ενίσχυσης είναι MgSi.Η αναλογία μάζας μαγνησίου προς πυρίτιο είναι 1,73:1.Κατά το σχεδιασμό της σύνθεσης του κράματος Al-Mg-Si, η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο και πυρίτιο θα πρέπει να διαμορφώνεται σύμφωνα με αυτή την αναλογία στο υπόστρωμα.Ορισμένα κράματα Al-Mg-Si, προκειμένου να βελτιωθεί η αντοχή, προσθέτουν κατάλληλη ποσότητα χαλκού και ταυτόχρονα προσθέτουν κατάλληλη ποσότητα χρωμίου για να αντισταθμίσουν την αρνητική επίδραση του χαλκού στην αντοχή στη διάβρωση.

Διάγραμμα φάσης ισορροπίας κράματος Al-Mg2Si Η μέγιστη διαλυτότητα του Mg2Si στο αλουμίνιο στο πλούσιο σε αλουμίνιο τμήμα είναι 1,85% και η επιβράδυνση είναι μικρή με τη μείωση της θερμοκρασίας.

Στα παραμορφωμένα κράματα αλουμινίου, η προσθήκη πυριτίου μόνο στο αλουμίνιο περιορίζεται στα υλικά συγκόλλησης και η προσθήκη πυριτίου στο αλουμίνιο έχει επίσης ένα ορισμένο ενισχυτικό αποτέλεσμα.

Στοιχείο μαγνησίου

Το πλούσιο σε αλουμίνιο μέρος του διαγράμματος φάσης ισορροπίας του συστήματος κράματος Al-Mg, αν και η καμπύλη διαλυτότητας δείχνει ότι η διαλυτότητα του μαγνησίου στο αλουμίνιο μειώνεται πολύ με τη μείωση της θερμοκρασίας, αλλά στα περισσότερα βιομηχανικά παραμορφωμένα κράματα αλουμινίου, η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο είναι λιγότερο από 6%.Η περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι επίσης χαμηλή.Αυτός ο τύπος κράματος δεν μπορεί να ενισχυθεί με θερμική επεξεργασία, αλλά έχει καλή συγκολλησιμότητα, καλή αντοχή στη διάβρωση και μέτρια αντοχή.

Η ενίσχυση του μαγνησίου σε αλουμίνιο είναι εμφανής.Για κάθε αύξηση 1% στο μαγνήσιο, η αντοχή σε εφελκυσμό θα αυξάνεται κατά περίπου 34 MPa.Εάν προστεθεί μαγγάνιο κάτω από 1%, μπορεί να συμπληρώσει το ενισχυτικό αποτέλεσμα.Επομένως, μετά την προσθήκη μαγγανίου, η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο μπορεί να μειωθεί και ταυτόχρονα να μειωθεί η τάση θερμής πυρόλυσης.Επιπλέον, το μαγγάνιο μπορεί επίσης να κάνει την ένωση Mg5Al8 να καθιζάνει ομοιόμορφα και να βελτιώσει την αντίσταση στη διάβρωση και την απόδοση συγκόλλησης.

Μαγγάνιο

Η μέγιστη διαλυτότητα του μαγγανίου σε στερεό διάλυμα είναι 1,82% όταν η ευτηκτική θερμοκρασία είναι 658 στο διάγραμμα φάσης ισορροπίας του συστήματος κράματος Al-Mn.Η αντοχή του κράματος αυξάνεται συνεχώς με την αύξηση της διαλυτότητας και η επιμήκυνση φτάνει στο μέγιστο όταν η περιεκτικότητα σε μαγγάνιο είναι 0,8%.Τα κράματα Al-Mn είναι σκληρυνόμενα κράματα μη γήρανσης, δηλαδή δεν μπορούν να ενισχυθούν με θερμική επεξεργασία.

Το μαγγάνιο μπορεί να αποτρέψει τη διαδικασία ανακρυστάλλωσης του κράματος αλουμινίου, να αυξήσει τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης και μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τους κόκκους ανακρυστάλλωσης.Η τελειοποίηση των ανακρυσταλλωμένων κόκκων οφείλεται κυρίως στην παρεμπόδιση της ανάπτυξης ανακρυσταλλωμένων κόκκων μέσω των διεσπαρμένων σωματιδίων της ένωσης MnAl6.Μια άλλη λειτουργία του MnAl6 είναι να διαλύει τον πρόσμικτο σίδηρο για να σχηματίσει (Fe, Mn) Al6, μειώνοντας τις βλαβερές συνέπειες του σιδήρου.

Το μαγγάνιο είναι ένα σημαντικό στοιχείο των κραμάτων αλουμινίου, το οποίο μπορεί να προστεθεί μόνο του για να σχηματίσει δυαδικά κράματα Al-Mn, και συχνότερα να προστεθεί μαζί με άλλα κράματα, έτσι τα περισσότερα κράματα αλουμινίου περιέχουν μαγγάνιο.

Στοιχείο ψευδάργυρου

Η διαλυτότητα του ψευδαργύρου στο αλουμίνιο είναι 31,6% όταν το πλούσιο σε αλουμίνιο μέρος του διαγράμματος φάσης ισορροπίας του συστήματος κράματος Al-Zn είναι 275 και η διαλυτότητά του πέφτει στο 5,6% όταν είναι 125.

Όταν ο ψευδάργυρος προστίθεται μόνο στο αλουμίνιο, η βελτίωση της αντοχής του κράματος αλουμινίου υπό συνθήκες παραμόρφωσης είναι πολύ περιορισμένη και υπάρχει επίσης μια τάση για ρωγμές λόγω διάβρωσης, γεγονός που περιορίζει την εφαρμογή του.

Ψευδάργυρος και μαγνήσιο προστίθενται ταυτόχρονα στο αλουμίνιο για να σχηματιστεί μια φάση ενίσχυσης Mg/Zn2, η οποία έχει σημαντική ενισχυτική επίδραση στο κράμα.Όταν η περιεκτικότητα σε Mg/Zn2 αυξάνεται από 0,5% σε 12%, η αντοχή σε εφελκυσμό και η αντοχή διαρροής μπορούν να αυξηθούν σημαντικά.Η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο υπερβαίνει αυτή που απαιτείται για το σχηματισμό της φάσης Mg/Zn2.Στα υπερσκληρά κράματα αλουμινίου, όταν η αναλογία ψευδαργύρου προς μαγνήσιο ελέγχεται περίπου στο 2,7, η αντίσταση στη διάβρωση της τάσης είναι η μεγαλύτερη.

Εάν προστεθεί χαλκός στο Al-Zn-Mg για να σχηματιστεί κράμα Al-Zn-Mg-Cu, το αποτέλεσμα ενίσχυσης της μήτρας είναι το μεγαλύτερο μεταξύ όλων των κραμάτων αλουμινίου και είναι επίσης ένα σημαντικό υλικό κράματος αλουμινίου στην αεροδιαστημική, την αεροπορική βιομηχανία και την ηλεκτρική βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας.


Ώρα δημοσίευσης: 17 Ιουλίου 2023