Alüminyumdaki safsızlıkların (elementlerin) performans üzerindeki etkisi

02 Kasım Alüminyumdaki safsızlıkların (elementlerin) performans üzerindeki etkisi

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

0 Likes

I. Alaşım elementlerinin etkisi

Bakır elementi :

Alüminyum-bakır alaşımının alüminyum bakımından zengin kısmında bakır elementi 548'deyken, alüminyumdaki bakırın maksimum çözünürlüğü 5,65%'dir ve sıcaklık
302'de bakırın çözünürlüğü 0,45%'dir. Bakır, belirli katı çözelti güçlendirici etkileri olan önemli bir alaşım elementidir.
Yaşlandırma sırasında çökelen CuAl₂ maddesi, önemli bir mukavemet artırıcı etkiye sahiptir. Alüminyum alaşımlarındaki bakır içeriği genellikle
Bakır içeriği 2,5% ile 5% arasında ve 4% ile 6,8% arasında olduğunda, mukavemet artırıcı etki en yüksek seviyededir. Bu nedenle, sert alüminyum alaşımlarının çoğu bakır içerir.
Miktar bu aralık içindedir. Alüminyum-bakır alaşımları daha az silikon, magnezyum, manganez, krom, çinko, demir ve diğer elementler içerebilir.

Silikon:

Silikonun Al-Si alaşım sisteminin alüminyum bakımından zengin kısmının, 577'lik ötektik sıcaklıkta maksimum çözünürlüğü 100%'dir.
Çözünürlük değeri 1,65%’dir. Çözünürlük, sıcaklığın düşmesiyle azalmasına rağmen, bu alaşımlar genellikle ısıl işleme tabi tutulamaz.
Güçlendirilmiş. Alüminyum-silikon alaşımları, mükemmel döküm özelliklerine ve korozyon direncine sahiptir. Alüminyuma magnezyum ve silikon aynı anda eklenirse
MgSi güçlendirme fazına sahip bir Al-Mg-Si alaşımı oluşturulması. Magnezyum ile silikon arasındaki kütle oranı 1,73:1’dir. Al-MgSi tasarımı
Alaşım bileşimi söz konusu olduğunda, magnezyum ve silikon içeriği, matristeki bu orana göre belirlenir. Bazı Al-Mg-Si alaşımları,
Mukavemeti artırmak için uygun miktarda bakır ekleyin ve bakırın korozyon direnci üzerindeki olumsuz etkisini telafi etmek amacıyla uygun miktarda krom ekleyin
Etki. Al-Mg₂Si alaşım sisteminin denge faz diyagramının alüminyum bakımından zengin kısmında, Mg₂Si’nin alüminyum içindeki maksimum çözünürlüğü
1.85% ve sıcaklığın düşmesiyle birlikte hız azalması azdır. Deforme edilmiş alüminyum alaşımlarında, alüminyuma yalnızca silikon ilavesi şu değerle sınırlıdır:
Kaynak malzemelerinde, alüminyuma eklenen silikonun da belirli bir mukavemet artırıcı etkisi vardır.

Magnezyum:

Magnezyum-alüminyum alaşım sisteminin denge faz diyagramının alüminyum bakımından zengin kısmına ait çözünürlük eğrisi, magnezyumun
Çözünürlük, sıcaklığın düşmesiyle birlikte büyük ölçüde azalır; ancak piyasada bulunan çoğu işlenmiş alüminyum alaşımında,
İçerik 6%’den azdır ve silikon içeriği de düşüktür. Bu tür alaşımlar ısıl işlemle mukavemetlendirilemez, ancak kaynaklanabilirler.
İyi, iyi korozyon direnci ve orta düzeyde mukavemet. Magnezyum, alüminyumu önemli ölçüde güçlendirir; magnezyum içeriği her 1% arttıkça,
Çekme mukavemeti yaklaşık 34 MPa artar. 1%’den daha az manganez eklenirse, bu durum mukavemet artırıcı etkiyi destekleyebilir.

Bu nedenle, manganez ilavesi magnezyum içeriğini azaltabilir ve sıcak çatlama eğilimini düşürebilir. Ayrıca, manganez Mg5Al8’in kararlılığını da artırabilir.
Bileşik eşit bir şekilde çökelir; bu da korozyon direncini ve kaynak performansını artırır.

658 eutektik sıcaklıkta manganez içeren Al-Mn alaşım sisteminin denge faz diyagramı
Fe-Mn alaşımlarında Mn’nin maksimum çözünürlüğü 1,82%’dir. Alaşımın mukavemeti, çözünürlüğün artmasıyla birlikte sürekli olarak artar ve manganez içeriği 0,8% olduğunda,
Uzama, maksimum değerine ulaşır. Al-Mn alaşımı, yaşlanma sertleşmesi göstermeyen bir alaşımdır; bu da ısıl işlemle mukavemetinin artırılamayacağı anlamına gelir. Manganez
Alüminyum alaşımının yeniden kristalleşme sürecini önleyebilir, yeniden kristalleşme sıcaklığını artırabilir ve yeniden kristalleşmiş taneleri önemli ölçüde inceltebilir.
Yeniden kristalleşmiş tanelerin inceltilmesi, esas olarak MnAl₆ bileşiğinden oluşan dağınık parçacıkların yeniden kristalleşmiş tanelerin büyümesi üzerindeki etkisiyle sağlanır.
MnAl₆’nın bir diğer işlevi, safsızlık niteliğindeki demiri çözerek (Fe, Mn)Al₆ bileşiğini oluşturmak ve böylece alaşımdaki demir içeriğini azaltmaktır.
Zararlı etkiler. Manganez, alüminyum alaşımlarında önemli bir elementtir ve ayrı olarak eklenerek Al-Mn ikili alaşımları oluşturulabilir.
Genellikle diğer alaşım elementleriyle birlikte kullanıldığından, çoğu alüminyum alaşımı manganez içerir.

Çinko elementi:

Al-Zn alaşım sisteminin denge faz diyagramının alüminyum bakımından zengin kısmında, 275 santigrat derecede alüminyumdaki çinkonun çözünürlüğü 31,6%'dir,
Bununla birlikte, çözünürlüğü 125 ℃’de 5,6%’ye düşer. Alüminyuma tek başına çinko eklendiğinde, bu durum alüminyumun aşağıdaki koşullar altında deformasyon davranışı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir:
Alaşımın mukavemetindeki artış oldukça sınırlıdır ve gerilme korozyon çatlaması eğilimi görülmektedir; bu da uygulamasını kısıtlamaktadır.
Uygulama. Alüminyuma hem çinko hem de magnezyum ilave edilerek Mg/Zn₂ güçlendirme fazının oluşturulması, alaşım üzerinde önemli ölçüde güçlendirme etkisi yaratır.
Mg/Zn₂ içeriği 0,5%’den 12%’ye yükseltildiğinde, çekme mukavemeti ve akma mukavemeti önemli ölçüde artırılabilir.
Süper sert alüminyum alaşımında Mg/Zn₂ fazının oluşması için gereken çinko ve magnezyum oranını aşan bir magnezyum içeriği söz konusudur ve bu oran şu şekilde kontrol edilmektedir:
Stres korozyon çatlamasına karşı direnç, yaklaşık 2,7 değerinde en yüksek seviyededir.

Al-Zn-Mg alaşımına bakır eklenerek Al-Zn-Mg-Cu alaşımı oluşturulursa, matrisin mukavemet artırıcı etkisi önemli ölçüde artacaktır.
Tüm alüminyum alaşımları arasında en yaygın olanı ve aynı zamanda uzay, havacılık ve enerji sektörlerinde önemli bir alüminyum alaşım malzemesidir
Malzeme.

II. Eser elementlerin etkisi

Demir ve Silikon:

Demir ve silikon: Al-Cu-Mg-Ni-Fe dövme alüminyum alaşımındaki demir, Al-Mg-Si dövme alüminyumdaki silikon ile Al-In Si bazlı elektrotlarda ve alüminyum-silikon döküm alaşımlarında silikon, alaşım elemanı olarak eklenir. Diğer alüminyum alaşımlarında ise silikon ve demir
Yaygın kirlilik elementleri, alaşımların özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bunlar esas olarak FeCl₃ ve serbest silikon şeklinde bulunurlar.
Silikon içeriği demirden fazla olduğunda β-FeSiAl₃ (veya Fe₂Si₂Al₉) fazı oluşurken, demir içeriği silikondan fazla olduğunda α-Fe₂SiAl₈ (veya
(Fe₃Si₂Al₁₂). Demir ve silikon oranı uygun olmadığında, dökümde çatlaklara neden olabilir ve alüminyum dökümdeki demir
İçerik oranı çok yüksek olduğunda, dökümde kırılganlığa neden olur.

Titanyum ve Bor:

Titanyum, alüminyum alaşımlarında yaygın olarak kullanılan bir katkı elementidir ve Al-Ti veya Al-Ti-B ana alaşımları şeklinde eklenir.
Titanyum ve alüminyum, TiAl₂ fazını oluşturur; bu faz, kristalleşme sırasında kendiliğinden oluşmayan bir çekirdek haline gelir ve dökümlerin ve kaynakların mikro yapısının inceltilmesinde rol oynar.
Al-Ti alaşımı alaşımlama reaksiyonuna girdiğinde, titanyumun kritik içeriği yaklaşık 0,15%’dir. Bor bulunuyorsa, alaşımlama reaksiyonu yavaşlar.
Hız, 0,01% kadar düşüktür.

krom:

Krom Krom, Al-Mg-Si, Al-Mg-Zn ve Al-Mg alaşımlarında yaygın olarak kullanılan bir katkı elementidir. 600 ℃
Oda sıcaklığında, kromun alüminyumdaki çözünürlüğü 0,8%’dir ve oda sıcaklığında çözünmez.

Krom, alüminyumda (CrFe)Al₇ ve (CrMn)Al₁₂ gibi intermetalik bileşikler oluşturur; bu bileşikler, yeniden kristalleşmenin çekirdeklenmesini engeller.
Büyüme süreci boyunca alaşım üzerinde belirli bir güçlendirici etkiye sahiptir; ayrıca alaşımın tokluğunu artırabilir ve gerilme korozyon çatlamasını azaltabilir.
Hassasiyet. Bununla birlikte, işleme ortamına söndürme hassasiyetinin eklenmesi, anodik oksit tabakasının sarı bir renk almasına neden olacaktır.

Bu nedenle, alüminyum alaşımlarındaki safsızlıkları filtrelemek ve gidermek özellikle önemlidir-(seramik köpük filtre, gaz giderme ünitesi).