Роли различных легирующих элементов в алюминиеме с липкой

Роли различных легирующих элементов в алюминиеме с липкой

Производительность алюминиевых сплавов-лиц зависит не только от самого алюминия, но и от типа и содержания легирующих элементов. Наиболее распространенные элементы включают кремний (Si), магний (Mg), медь (Cu), марганцерию (Mn), железо (Fe) и цинк (Zn). Каждый играет четкую роль в определении текучести, силы, прочности и коррозионной стойкости сплава.

1. Кремний (SI)

Кремний является наиболее распространенным элементом в алюминиевых сплавах, которые обычно варьируются от 5% до 12%. Это значительно улучшает плавность расплава, уменьшает усадку и позволяет производству тонкостенных и сложных форм. Кремний также образует эвтектические структуры с алюминием, повышая устойчивость к износу. Тем не менее, чрезмерный Si может сделать сплав хрупкой и уменьшить механизм.

2. Магний (мг)

Магний является укрепляющим элементом. Добавление 0,2-0,6% мг к Al-Si сплавы позволяет осадить MG₂SI во время термообработки, что значительно увеличивает прочность и твердость. Это также улучшает коррозионную стойкость, что делает его критическим для сплавов, таких как A356 и A357, используемые в автомобильных и аэрокосмических приложениях. Тем не менее, чрезмерная MG может уменьшить литье и вызвать горячую трещину.

3. Медь (CU)

Медь значительно увеличивает силу и твердость (обычно 2–4% в сплавах Al-Si-Cu) и повышает высокую температуру. Тем не менее, это значительно снижает коррозионную стойкость, делая сплав более подверженным деградации во влажной или солевой среде. В результате сплавы, содержащие Cu, часто используются в приложениях, требующих прочности над коррозионной стойкостью, таких как компоненты двигателя.

4. марганец (MN)

Марганец нейтрализует вредное воздействие железа. Железо часто образует хрупкие фазы β-аль-феси в алюминиевых сплавах, которые нарушают прочность. Добавление 0,3% –0,6% MN изменяет морфологию железных фаз от игольщиков до 'скелетоподобного, ', снижая чувствительность к трещинам и повышение пластичности и коррозионной стойкости.

5. Железо (Fe)

Железо является неизбежной примесей в алюминиевых сплавах, но оно обладает как полезными, так и вредными эффектами. Небольшие количества (0,6–1,2%) улучшают демодальность и уменьшают прилипание к кубике, что полезно при кастинге. Тем не менее, избыток Fe приводит к образованию хрупких фаз β-FE, снижая механические свойства. Промышленные практики часто уравновешивают Fe с MN для смягчения этой проблемы.

6. Цинк (Zn)

Цинк в первую очередь усиливает силу. В сочетании с MG он образует Mgzn₂ осадки, которые обеспечивают дополнительное укрепление. Тем не менее, Zn снижает коррозионную устойчивость и повышает восприимчивость к растрескиванию коррозии напряжения. Следовательно, содержание Zn обычно сохраняется низко в алюминии, за исключением приложений, требующих высокой прочности, таких как определенные оборонные компоненты.

Краткое содержание

Эффекты легирующих элементов в алюминиевом алюминии требуют тщательного баланса: SI и MG обеспечивают листовируемость и укрепление; CU повышает силу, но ставит под угрозу коррозионную стойкость; MN смещает негативные последствия Fe; в то время как Fe и Zn должны быть жестко контролироваться. Благодаря точной конструкции композиции алюминиевые сплавы в лицевой стороне могут достичь оптимального баланса между силой, пластичностью и коррозионной стойкостью.