Влияние примесей (элементов) в алюминии на эксплуатационные характеристики

2 ноября Влияние примесей (элементов) в алюминии на эксплуатационные характеристики

Posted at 05:17h in Новости, SEO by AdTech 0 Comments

0 Likes

I. Влияние легирующих элементов

Медный элемент :

Когда элемент меди находится в обогащённой алюминием части алюминиево-медного сплава при температуре 548, максимальная растворимость меди в алюминии составляет 5,65%, а температура снижается до
При температуре 302 растворимость меди составляет 0,45%. Медь является важным легирующим элементом, обладающим определенными свойствами упрочнения за счет твердого раствора.
CuAl₂, выделяющийся в процессе старения, оказывает значительное упрочняющее действие. Содержание меди в алюминиевых сплавах обычно составляет
Когда содержание меди находится в диапазоне от 2,5% до 5% и от 4% до 6,8%, эффект упрочнения достигает максимального значения. Поэтому большинство твердых алюминиевых сплавов содержат медь
Это количество находится в указанных пределах. Алюминиево-медные сплавы могут содержать меньшее количество кремния, магния, марганца, хрома, цинка, железа и других элементов.

Кремний:

Максимальная растворимость 100% в алюминийсодержащей части системы сплавов кремния и алюминия (Al-Si) при евтектической температуре 577.
Растворимость составляет 1,65%. Хотя растворимость снижается с понижением температуры, эти сплавы, как правило, не поддаются термической обработке
Армированные. Алюминиево-кремниевые сплавы обладают превосходными литейными свойствами и коррозионной стойкостью. Если к алюминию одновременно добавлять магний и кремний
Получение сплава Al-Mg-Si с упрочняющей фазой MgSi. Массовое соотношение магния к кремнию составляет 1,73:1. Разработка сплава Al-MgSi
Что касается состава сплава, содержание магния и кремния определяется исходя из данного соотношения в матрице. Некоторые сплавы Al-Mg-Si,
Для повышения прочности следует добавить необходимое количество меди, а также необходимое количество хрома, чтобы компенсировать негативное влияние меди на коррозионную стойкость
Влияние. Максимальная растворимость Mg₂Si в алюминии в области с высоким содержанием алюминия на равновесной фазовой диаграмме системы сплавов Al-Mg₂Si
1.85%, причем снижение скорости с понижением температуры незначительно. В деформируемых алюминиевых сплавах добавление в алюминий одного лишь кремния ограничивается
В сварочных материалах кремний, добавляемый в алюминий, также оказывает определенное упрочняющее действие.

Магний:

Хотя кривая растворимости в части равновесной фазовой диаграммы системы «магний-алюминий», обогащенной алюминием, указывает на то, что магний является
Растворимость значительно снижается с понижением температуры, однако в большинстве промышленных кованых алюминиевых сплавов
Содержание этого элемента составляет менее 6%, а содержание кремния также низкое. Такие сплавы не поддаются упрочнению термической обработкой, но пригодны для сварки.
Хорошая, хорошая коррозионная стойкость и умеренная прочность. Магний значительно повышает прочность алюминия: с каждым увеличением содержания магния на 1%,
Прочность на разрыв увеличивается примерно на 34 МПа. Если добавить менее 11 TP3T марганца, это может усилить эффект упрочнения.

Таким образом, добавление марганца позволяет снизить содержание магния и уменьшить склонность к горячему растрескиванию. Кроме того, марганец также способствует повышению стабильности сплава Mg5Al8.
Соединение выпадает в осадок равномерно, что повышает коррозионную стойкость и улучшает свариваемость.

Диаграмма фазового равновесия системы сплавов Al-Mn с содержанием марганца при температуре эвтектики 658
Максимальная растворимость марганца в сплавах Fe-Mn составляет 1,82%. Прочность сплава непрерывно увеличивается с ростом растворимости, и при содержании марганца 0,8%,
Относительное удлинение достигает максимального значения. Сплав Al-Mn относится к нестареющим сплавам, что означает, что его невозможно упрочнить термической обработкой. Марганец
Он способен предотвратить процесс рекристаллизации алюминиевого сплава, повысить температуру рекристаллизации и значительно уменьшить размеры рекристаллизованных зерен.
Утончение рекристаллизованных зерен в основном достигается за счет влияния дисперсных частиц соединения MnAl₆ на рост рекристаллизованных зерен.
Еще одной функцией MnAl₆ является растворение примеси железа с образованием (Fe, Mn)Al₆, что позволяет снизить содержание железа в сплаве.
Вредное воздействие. Марганец является важным элементом в алюминиевых сплавах, который может добавляться отдельно для получения бинарных сплавов Al-Mn.
Чаще всего его добавляют вместе с другими легирующими элементами, поэтому большинство алюминиевых сплавов содержат марганец.

Элемент цинк:

Растворимость цинка в алюминии при температуре 275 градусов Цельсия в области с высоким содержанием алюминия на равновесной фазовой диаграмме системы сплавов Al-Zn составляет 31,6%,
Однако при температуре 125 °C его растворимость снижается до 5,61 TP3T. При добавлении цинка к чистому алюминию это оказывает значительное влияние на деформационное поведение алюминия при
Повышение прочности сплава носит весьма ограниченный характер, при этом наблюдается склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением, что ограничивает сферу его применения.
Применение. Добавление в алюминий как цинка, так и магния с целью образования упрочняющей фазы Mg/Zn₂ приводит к значительному повышению прочности сплава.
При увеличении содержания Mg/Zn₂ с 0,5% до 12% прочность на разрыв и предел текучести можно значительно повысить.
Содержание магния превышает соотношение цинка и магния, необходимое для образования фазы Mg/Zn₂ в сверхтвердом алюминиевом сплаве, и это соотношение поддерживается на уровне
Устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением максимальна при значении около 2,7.

Если в сплав Al-Zn-Mg добавить медь, получив таким образом сплав Al-Zn-Mg-Cu, то эффект упрочнения матрицы значительно усилится.
Самый распространённый из всех алюминиевых сплавов, а также важный материал на основе алюминиевых сплавов в аэрокосмической, авиационной и энергетической отраслях
Материал.

II. Влияние микроэлементов

Железо и кремний:

Железо и кремний. Железо в кованом алюминиевом сплаве Al-Cu-Mg-Ni-Fe, кремний — в кованом алюминии Al-Mg-Si, а также в электродах на основе Al-In-Si и алюминиево-кремниевых литейных сплавах кремний добавляется в качестве легирующего элемента. В других алюминиевых сплавах кремний и железо являются
Распространенные примесные элементы оказывают значительное влияние на свойства сплавов. Они присутствуют в основном в виде FeCl₃ и свободного кремния.
Когда содержание кремния превышает содержание железа, образуется фаза β-FeSiAl₃ (или Fe₂Si₂Al₉), а когда содержание железа превышает содержание кремния, образуется фаза α-Fe₂SiAl₈ (или
Fe₃Si₂Al₁₂). Если соотношение железа и кремния не соответствует норме, это может привести к появлению трещин в отливке, а железо в литом алюминии
Если содержание этого элемента слишком высокое, это приведет к хрупкости отливки.

Титан и бор:

Титан является широко используемым легирующим элементом в алюминиевых сплавах, который добавляется в виде мастер-сплавов Al-Ti или Al-Ti-B.
Титан и алюминий образуют фазу TiAl₂, которая в процессе кристаллизации превращается в несамопроизвольное ядро и способствует утончению микроструктуры отливок и сварных швов.
Когда сплав Al-Ti подвергается реакции легирования, критическое содержание титана составляет примерно 0,15%. При наличии бора скорость реакции легирования снижается.
Скорость составляет всего 0,011 TP3T.

хром:

Хром. Хром является распространенным легирующим элементом в сплавах Al-Mg-Si, Al-Mg-Zn и Al-Mg. 600 ℃
При комнатной температуре растворимость хрома в алюминии составляет 0,8%, при комнатной температуре он нерастворим.

Хром образует в алюминии интерметаллические соединения, такие как (CrFe)Al₇ и (CrMn)Al₁₂, которые препятствуют зарождению рекристаллизации
В процессе роста он оказывает определенное упрочняющее действие на сплав, а также способен повысить его вязкость и снизить риск коррозионного растрескивания под напряжением.
Чувствительность. Однако добавление в состав средства для гашения вещества, повышающего чувствительность, приведет к появлению желтого оттенка на анодной оксидной пленке.

Поэтому особенно важно проводить фильтрацию и удаление примесей из алюминиевых сплавов-(керамический пенопластовый фильтр, установка дегазации).