Мис
Вақте ки қисми аз алюминий бойи хӯлаи алюминий-мис 548 аст, ҳадди аксар ҳалшавандагии мис дар алюминий 5,65% аст. Вақте ки ҳарорат то 302 паст мешавад, ҳалшавандагии мис 0,45% аст. Мис як унсури муҳими хӯлаи аст ва дорои таъсири муайяни мустаҳкамкунандаи маҳлул мебошад. Илова бар ин, CuAl2, ки ҳангоми пиршавӣ ба вуҷуд меояд, таъсири равшани мустаҳкамкунандаи пиршавӣ дорад. Мазмуни мис дар хӯлаҳои алюминий одатан аз 2,5% то 5% аст ва таъсири таҳким ҳангоми миқдори мис аз 4% то 6,8% беҳтар аст, бинобар ин миқдори миси аксари хӯлаҳои дуралюминий дар доираи ин диапазон аст. Дар хӯлаҳои алюминий-мис метавонанд камтар кремний, магний, марганец, хром, руҳ, оҳан ва дигар элементҳо дошта бошанд.
Силикон
Вақте ки қисми аз алюминий бойи системаи хӯлаи Al-Si дорои ҳарорати эвтектикии 577 мебошад, ҳадди аксар ҳалшавандагии кремний дар маҳлули сахт 1,65% аст. Гарчанде ки ҳалшавандагӣ бо паст шудани ҳарорат коҳиш меёбад, ин хӯлаҳоро умуман бо коркарди гармӣ мустаҳкам кардан мумкин нест. Хӯлаи алюминий-силикон дорои хосиятҳои аълои рехтагарӣ ва муқовимат ба зангзанӣ мебошад. Агар дар як вақт ба алюминий магний ва кремний илова карда, хӯлаи алюминий-магний-силикониро ба вуҷуд оранд, марҳилаи мустаҳкамкунӣ MgSi мебошад. Таносуби массаи магний ба кремний 1,73:1 аст. Ҳангоми тарҳрезии таркиби хӯлаи Al-Mg-Si, таркиби магний ва кремний дар ин таносуб дар матритса танзим карда мешавад. Барои баланд бардоштани устувории баъзе хӯлаҳои Al-Mg-Si, миқдори мувофиқи мис илова карда мешавад ва миқдори мувофиқи хром илова карда мешавад, то таъсири манфии мисро ба муқовимат ба зангзанӣ ҷуброн кунад.
Ҳаҷми максималии Mg2Si дар алюминий дар қисми аз алюминий бойи диаграммаи марҳилаи мувозинати системаи хӯлаи Al-Mg2Si 1,85% аст ва сустшавии ҳарорат кам аст. Дар хӯлаҳои алюминии деформатсияшуда танҳо ба алюминий илова кардани кремний бо масолеҳи кафшер маҳдуд аст ва илова кардани кремний ба алюминий низ таъсири муайяни мустаҳкамкунанда дорад.
Магний
Гарчанде ки хатти ҳалшавандагӣ нишон медиҳад, ки ҳалшавандагии магний дар алюминий бо паст шудани ҳарорат хеле кам мешавад, аммо миқдори магний дар аксари хӯлаҳои алюминийи деформатсияшудаи саноатӣ камтар аз 6% аст. Микдори кремний низ кам аст. Ин намуди хӯларо бо коркарди гармӣ мустаҳкам кардан мумкин нест, аммо кафшерпазирии хуб, муқовимати хуби зангзанӣ ва қувваи миёна дорад. Бо магний мустахкам шудани алюминий аён аст. Барои ҳар як 1% афзоиши магний, қувваи кашиш тақрибан 34МПа зиёд мешавад. Агар камтар аз 1% марганец илова карда шавад, таъсири тақвиятдиҳанда метавонад илова карда шавад. Аз ин рӯ, илова кардани марганец метавонад миқдори магнийро кам кунад ва тамоюли креккунии гармро коҳиш диҳад. Илова бар ин, марганец инчунин метавонад пайвастагиҳои Mg5Al8-ро яксон таҳрик кунад, ки муқовимат ба зангзанӣ ва иҷрои кафшерро беҳтар мекунад.
Марганец
Вакте ки харорати эвтектикии диаграммаи фазахои мувозинати хамвори системаи хӯлаи Al-Mn 658 аст, ҳадди ҳалшавандагии марганец дар маҳлули сахт 1,82% аст. Қувваи хӯла бо афзоиши маҳлул меафзояд. Вақте ки таркиби марганец 0,8% аст, дарозшавӣ ба ҳадди аксар мерасад. Хӯлаи Al-Mn як хӯлаи сахтгиранда нест, яъне онро бо коркарди гармӣ мустаҳкам кардан мумкин нест. Марганец метавонад раванди дубора кристаллизатсияи хӯлаҳои алюминийро пешгирӣ кунад, ҳарорати дубора кристаллизатсияро баланд кунад ва донаҳои дубора кристаллшударо ба таври назаррас тоза кунад. Тозакунии донаҳои дубора кристаллизатсияшуда асосан аз он иборат аст, ки зарраҳои парокандаи пайвастагиҳои MnAl6 ба афзоиши донаҳои дубора кристаллизатсияшуда монеъ мешаванд. Вазифаи дигари MnAl6 он аст, ки оҳани наҷосатро барои ба вуҷуд овардани (Fe, Mn)Al6, коҳиш додани таъсири зараровари оҳан. Марганец як унсури муҳим дар хӯлаҳои алюминий мебошад. Он метавонад танҳо илова карда шавад, то хӯлаи дуӣ Al-Mn ташкил кунад. Бештари вақт, он дар якҷоягӣ бо дигар унсурҳои хӯлакунанда илова карда мешавад. Аз ин рӯ, аксари хӯлаҳои алюминий дорои марганец мебошанд.
руҳ
Ҳалпазирии руҳ дар алюминий 31,6% дар 275 дар қисми аз алюминий бой дар диаграммаи марҳилаи мувозинати системаи хӯлаи Al-Zn аст, дар ҳоле ки ҳалшавандагии он то 5,6% дар 125 коҳиш меёбад. Илова кардани руҳ танҳо ба алюминий беҳбудии хеле маҳдуд дорад. устувории хӯлаи алюминий дар шароити деформация. Дар айни замон, тамоюли крекинги зангзании стресс вуҷуд дорад, ки истифодаи онро маҳдуд мекунад. Илова кардани руҳ ва магний ба алюминий дар як вақт марҳилаи мустаҳкамкунии Mg/Zn2-ро ташкил медиҳад, ки ба хӯла таъсири назарраси мустаҳкамкунанда дорад. Вақте ки миқдори Mg/Zn2 аз 0,5% то 12% зиёд карда мешавад, қувваи кашиш ва қобилияти ҳосилнокӣ метавонад ба таври назаррас афзоиш ёбад. Дар хӯлаҳои алюминийи сахт, ки миқдори магний аз миқдори зарурӣ барои ташаккули марҳилаи Mg/Zn2 зиёд аст, вақте ки таносуби руҳ ба магний тақрибан 2,7 назорат карда мешавад, муқовимат ба шикастани зангзании стресс бештар аст. Масалан, илова кардани элементи мис ба Al-Zn-Mg хӯлаи силсилаи Al-Zn-Mg-Cu-ро ташкил медиҳад. Таъсири таҳкими пойгоҳ дар байни ҳама хӯлаҳои алюминий бузургтарин аст. Он инчунин як маводи муҳими хӯлаи алюминий дар соҳаи аэрокосмос, саноати авиатсия ва электроэнергетика мебошад.
Оҳан ва кремний
Оҳан ҳамчун унсурҳои хӯлакунанда дар хӯлаҳои коркарди алюминийи Al-Cu-Mg-Ni-Fe ва кремний ҳамчун элементҳои хӯлакунанда дар силсилаи алюминийи коркарди Al-Mg-Si ва дар асои кафшери силсилаи Ал-Си ва рехтани алюминий-силикон илова карда мешавад. хӯлаҳо. Дар хӯлаҳои асосии алюминий, кремний ва оҳан унсурҳои маъмулии наҷосат мебошанд, ки ба хосиятҳои хӯла таъсири назаррас доранд. Онҳо асосан ҳамчун FeCl3 ва кремний озод мавҷуданд. Вақте ки кремний аз оҳан калонтар аст, фазаи β-FeSiAl3 (ё Fe2Si2Al9) ва вақте ки оҳан аз кремний калонтар аст, α-Fe2SiAl8 (ё Fe3Si2Al12) ба вуҷуд меояд. Вақте ки таносуби оҳан ва кремний нодуруст аст, он боиси тарқишҳо дар рехтагарӣ мегардад. Вақте ки миқдори оҳан дар алюминийи рехташуда аз ҳад зиёд баланд аст, рехтагарӣ шикаста мешавад.
Титан ва Бор
Титан як унсури иловагии маъмул дар хӯлаҳои алюминий мебошад, ки дар шакли хӯлаи устои Al-Ti ё Al-Ti-B илова карда мешавад. Титан ва алюминий марҳилаи TiAl2-ро ташкил медиҳанд, ки ҳангоми кристаллизатсия як ядрои стихиявӣ мегардад ва дар такмил додани сохтори рехтагарӣ ва сохтори кафшер нақш мебозад. Вақте ки хӯлаҳои Al-Ti реаксияи бастаро мегузаранд, мундариҷаи муҳими титан тақрибан 0,15% -ро ташкил медиҳад. Агар бор мавҷуд бошад, сустшавӣ то 0,01% кам мешавад.
Хром
Хром як унсури иловагии маъмул дар силсилаи Al-Mg-Si, силсилаи Al-Mg-Zn ва хӯлаҳои силсилаи Al-Mg мебошад. Дар ҳарорати 600°С, маҳлулияти хром дар алюминий 0,8% аст ва он асосан дар ҳарорати хонагӣ ҳал намешавад. Хром дар алюминий пайвастагиҳои байниметаллӣ ба монанди (CrFe)Al7 ва (CrMn)Al12 ба вуҷуд меорад, ки ба ядрошавӣ ва афзоиши раванди дубора кристаллизатсия халал мерасонад ва ба хӯла таъсири муайяни мустаҳкамкунанда дорад. Он инчунин метавонад устувории хӯларо беҳтар кунад ва ҳассосияти крекинги зангзании стрессро коҳиш диҳад.
Бо вуҷуди ин, сайт ҳассосияти хомӯшкуниро афзоиш дода, филми анодиро зард мекунад. Микдори хром, ки ба хӯлаҳои алюминий илова карда мешавад, умуман аз 0,35% зиёд нест ва бо зиёд шудани элементҳои гузаранда дар хӯла кам мешавад.
Стронций
Стронций як унсури сатҳи фаъол аст, ки метавонад рафтори фазаҳои пайвастаи байниметаллӣ кристаллографиро тағир диҳад. Аз ин рӯ, коркарди модификация бо элементи стронций метавонад қобилияти коркарди пластикии хӯла ва сифати маҳсулоти ниҳоӣ беҳтар шавад. Бо сабаби муддати тӯлонии самараноки тағир додани он, таъсири хуб ва такроршавандагӣ, стронций дар солҳои охир истифодаи натрийро дар хӯлаҳои рехтагарии Ал-Си иваз кард. Илова кардани 0,015% ~ 0,03% стронций ба хӯлаи алюминий барои экструзия марҳилаи β-AlFeSi-ро дар зарф ба марҳилаи α-AlFeSi табдил дода, вақти гомогенизатсияи куймаро 60% ~ 70% кам мекунад, хосиятҳои механикӣ ва коркарди пластикии маводҳоро беҳтар мекунад; бехтар намудани нохамвории сатхи махсулот.
Барои хӯлаҳои алюминийи деформатсияшудаи баландсифати кремний (10% ~ 13%), илова кардани 0,02% ~ 0,07% элементи стронций метавонад кристаллҳои ибтидоиро ба ҳадди ақал кам кунад ва хосиятҳои механикӣ низ ба таври назаррас беҳтар карда шаванд. Ќувваи кашиш бб аз 233МПа то 236МПа ва ќувваи њосилнокї б0,2 аз 204МПа то 210МПа ва дарозшавї б5 аз 9% то 12% зиёд шуд. Илова кардани стронций ба хӯлаи гиперутектикии Al-Si метавонад андозаи зарраҳои кремнийи аввалияро кам кунад, хосиятҳои коркарди пластикиро беҳтар кунад ва гардиши ҳамвор ва гармро фароҳам орад.
Цирконий
Цирконий инчунин як иловаи маъмул дар хӯлаҳои алюминий мебошад. Умуман, миқдори ба хӯлаҳои алюминий иловашуда 0,1% ~ 0,3% аст. Цирконий ва алюминий пайвастагиҳои ZrAl3-ро ташкил медиҳанд, ки метавонанд ба раванди дубора кристаллизатсия монеъ шаванд ва донаҳои дубора кристаллшударо тоза кунанд. Цирконий инчунин метавонад сохтори рехтагариро такмил диҳад, аммо таъсири он аз титан хурдтар аст. Мавҷудияти цирконий таъсири тозакунии донаи титан ва борро коҳиш медиҳад. Дар хӯлаҳои Al-Zn-Mg-Cu, азбаски цирконий нисбат ба хром ва марганец ба ҳассосияти хомӯшшавӣ таъсири камтар дорад, барои тоза кардани сохтори дубора кристаллизатсияшуда ба ҷои хром ва марганец истифода бурдани цирконий мувофиқ аст.
Унсурҳои нодири замин
Элементҳои заминии нодир ба хӯлаҳои алюминий илова карда мешаванд, то суперхулдшавии ҷузъҳо ҳангоми рехтани хӯлаи алюминий зиёд карда шаванд, донаҳо тоза карда шаванд, фосилаи кристаллҳои дуюмдараҷа кам карда шаванд, газҳо ва дохилшавӣ дар хӯла кам карда шаванд ва майл ба сфероидизатсияи марҳилаи дохилшавӣ. Он инчунин метавонад шиддати сатҳи гудохтаро коҳиш диҳад, моеъро афзоиш диҳад ва рехтанро ба зарфҳо осон кунад, ки ба иҷрои раванд таъсири назаррас мерасонад. Беҳтар аст, ки заминҳои гуногуни нодир ба миқдори тақрибан 0,1% илова карда шаванд. Иловаи омехтаи заминҳои нодир (омехтаи La-Ce-Pr-Nd ва ғайра) ҳарорати муҳимро барои ташаккули минтақаи пиршавии G?P дар хӯлаи Al-0,65%Mg-0,61%Si коҳиш медиҳад. Хӯлаҳои алюминийи дорои магний метавонанд метаморфизми элементҳои нодири заминро ҳавасманд кунанд.
Наҷосат
Ванадий дар хӯлаҳои алюминий пайвастагии ба оташ тобовар VAl11-ро ба вуҷуд меорад, ки дар коркарди донаҳо дар ҷараёни обшавӣ ва рехтагарӣ нақш дорад, аммо нақши он нисбат ба титан ва цирконий хурдтар аст. Ванадий инчунин таъсири тоза кардани сохтори дубора кристаллизатсияшуда ва баланд бардоштани ҳарорати дубора кристаллизатсия дорад.
Ҳалшавандагии сахти калсий дар хӯлаҳои алюминий ниҳоят паст аст ва он пайвастагии CaAl4-ро бо алюминий ташкил медиҳад. Калсий як унсури суперпластикии хӯлаҳои алюминий мебошад. Хӯлаи алюминий бо тақрибан 5% калсий ва 5% марганец дорои суперпластикӣ мебошад. Калсий ва кремний CaSi-ро ташкил медиҳанд, ки дар алюминий ҳалнашаванда аст. Азбаски миқдори маҳлули сахти кремний кам мешавад, гузариши электрикии алюминийи софи саноатиро каме беҳтар кардан мумкин аст. Калсий метавонад қобилияти буридани хӯлаҳои алюминийро беҳтар кунад. CaSi2 наметавонад хӯлаҳои алюминийро тавассути коркарди гармӣ мустаҳкам кунад. Миқдори микроэлементҳои калсий барои хориҷ кардани гидроген аз алюминийи гудохта муфид аст.
Элементҳои сурб, қалъа ва висмут металлҳои нуқтаи обшавии паст мебошанд. Ҳалпазирии сахти онҳо дар алюминий хурд аст, ки қувваи хӯларо каме коҳиш медиҳад, аммо метавонад кори буриданро беҳтар кунад. Висмут ҳангоми сахтшавӣ васеъ мешавад, ки барои ғизодиҳӣ муфид аст. Илова кардани висмут ба хӯлаҳои баланди магний метавонад шикастани натрийро пешгирӣ кунад.
Сурма асосан дар хӯлаҳои алюминийи рехташуда ҳамчун тағирдиҳанда истифода мешавад ва дар хӯлаҳои алюминийи деформатсияшуда хеле кам истифода мешавад. Танҳо висмутро дар хӯлаи алюминии деформатсияшудаи Al-Mg иваз кунед, то аз шикастани натрий пешгирӣ карда шавад. Элементи сурма ба баъзе хӯлаҳои Al-Zn-Mg-Cu барои беҳтар кардани кори пресскунии гарм ва хунуккунии хунук илова карда мешавад.
Бериллий метавонад сохтори филми оксидиро дар хӯлаҳои алюминийи деформатсияшуда беҳтар созад ва талафоти сӯзиш ва дохилшавиро ҳангоми гудохт ва рехтан коҳиш диҳад. Бериллий як унсури заҳролуд аст, ки метавонад боиси заҳролудшавии аллергия дар одамон гардад. Аз ин рӯ, бериллий дар хӯлаҳои алюминий, ки бо хӯрок ва нӯшокиҳо тамос мегиранд, мавҷуд нест. Мазмуни бериллий дар маводи кафшер одатан аз 8 мкг/мл зери назорат гирифта мешавад. Хӯлаҳои алюминий, ки ҳамчун субстратҳои кафшер истифода мешаванд, инчунин бояд таркиби бериллийро назорат кунанд.
Натрий дар алюминий қариб ҳалнашаванда аст ва ҳадди ҳалшавандагии сахт аз 0,0025% камтар аст. нуқтаи обшавии натрий паст аст (97,8 ℃), вақте ки натрий дар хӯла мавҷуд аст, дар сатҳи дендрит ё сарҳади дона ҳангоми сахтшавӣ, ҳангоми коркарди гарм, натрий дар сарҳади дона қабати адсорбсияи моеъ ба вуҷуд меорад, ки дар натиҷа крекинги шикаста, пайдоиши пайвастагиҳои NaAlSi ба амал меояд, натрийи озод вуҷуд надорад ва тавлид намекунад «натрий шикаста».
Ҳангоме ки миқдори магний аз 2% зиёд мешавад, магний кремнийро мегирад ва натрийи озодро таҳрик медиҳад, ки дар натиҷа “натрий нарасидани” мешавад. Аз ин рӯ, хӯлаи алюминийи магнийи баланд барои истифодаи флюси намаки натрий иҷозат дода намешавад. Усулҳои пешгири кардани «майдашавии натрий» аз хлоризатсия иборатанд, ки натрийро ба ташаккули NaCl оварда мерасонад ва ба шлак партофта мешавад, висмутро ба Na2Bi дохил мекунад ва ба матритсаи металлӣ дохил мешавад; илова кардани сурма барои ба вучуд овардани Na3Sb ё илова кардани заминхои нодир низ хамин гуна таъсир расонда метавонад.
Таҳрири Май Цзян аз MAT Aluminium
Вақти фиристодан: 08-08-2024
