एल्युमिनियम मिश्र मा विभिन्न तत्व को भूमिका

तामा

जब एल्युमिनियम-तामा मिश्रको एल्युमिनियम-धनी भाग 548 हुन्छ, एल्युमिनियममा तामाको अधिकतम घुलनशीलता 5.65% हुन्छ। जब तापमान 302 मा घट्छ, तामाको घुलनशीलता 0.45% हुन्छ। तामा एक महत्त्वपूर्ण मिश्र धातु तत्व हो र एक निश्चित ठोस समाधान बलियो प्रभाव छ। थप रूपमा, उमेर बढ्दै गएको CuAl2 सँग स्पष्ट बुढ्यौली बलियो बनाउने प्रभाव छ। एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूमा तामा सामग्री सामान्यतया 2.5% र 5% बीचमा हुन्छ, र बलियो बनाउने प्रभाव उत्तम हुन्छ जब तामा सामग्री 4% र 6.8% बीचमा हुन्छ, त्यसैले धेरै जसो डुरालुमिन मिश्र धातुहरूको तामा सामग्री यस दायरा भित्र हुन्छ। एल्युमिनियम-तामा मिश्रमा कम सिलिकन, म्याग्नेसियम, म्यांगनीज, क्रोमियम, जस्ता, फलाम र अन्य तत्वहरू समावेश हुन सक्छ।

सिलिकन

जब अल-सी मिश्र धातु प्रणालीको एल्युमिनियम-धनी भागमा 577 को इयुटेटिक तापमान हुन्छ, ठोस समाधानमा सिलिकनको अधिकतम घुलनशीलता 1.65% हुन्छ। तापक्रम घट्दै जाँदा घुलनशीलता कम भए तापनि यी मिश्रहरू सामान्यतया गर्मी उपचारद्वारा बलियो हुन सक्दैनन्। एल्युमिनियम-सिलिकन मिश्र धातुमा उत्कृष्ट कास्टिङ गुण र जंग प्रतिरोध छ। यदि म्याग्नेसियम र सिलिकनलाई एकै समयमा एल्युमिनियम-म्याग्नेसियम-सिलिकन मिश्र धातु बनाउनको लागि थपियो भने, बलियो बनाउने चरण MgSi हो। म्याग्नेसियम र सिलिकन को मास अनुपात 1.73: 1 हो। Al-Mg-Si मिश्र धातुको संरचना डिजाइन गर्दा, म्याग्नेसियम र सिलिकनको सामग्रीहरू म्याट्रिक्समा यो अनुपातमा कन्फिगर गरिएको छ। केही Al-Mg-Si मिश्र धातुहरूको बल सुधार गर्न, तामाको उपयुक्त मात्रा थपिएको छ, र जंग प्रतिरोधमा तामाको प्रतिकूल प्रभावहरू अफसेट गर्न क्रोमियमको उपयुक्त मात्रा थपिएको छ।

Al-Mg2Si मिश्र धातु प्रणालीको सन्तुलन चरण रेखाचित्रको एल्युमिनियम-समृद्ध भागमा एल्युमिनियममा Mg2Si को अधिकतम घुलनशीलता 1.85% छ, र तापमान घट्दै जाँदा गिरावट सानो छ। विकृत एल्युमिनियम मिश्रहरूमा, एल्युमिनियममा सिलिकन एक्लै जोड्ने वेल्डिंग सामग्रीहरूमा सीमित छ, र एल्युमिनियममा सिलिकन थप्दा पनि निश्चित सुदृढिकरण प्रभाव हुन्छ।

म्याग्नेसियम

यद्यपि घुलनशीलता वक्रले देखाउँछ कि एल्युमिनियममा म्याग्नेसियमको घुलनशीलता तापमान घट्दा धेरै कम हुन्छ, धेरैजसो औद्योगिक विकृत एल्युमिनियम मिश्रहरूमा म्याग्नेसियम सामग्री 6% भन्दा कम हुन्छ। सिलिकन सामग्री पनि कम छ। यस प्रकारको मिश्र धातुलाई तातो उपचारद्वारा बलियो बनाउन सकिँदैन, तर राम्रो वेल्डेबिलिटी, राम्रो जंग प्रतिरोध, र मध्यम शक्ति छ। म्याग्नेसियम द्वारा एल्युमिनियम को सुदृढीकरण स्पष्ट छ। म्याग्नेसियममा प्रत्येक 1% वृद्धिको लागि, तन्य शक्ति लगभग 34MPa द्वारा बढ्छ। यदि 1% भन्दा कम म्यांगनीज थपिएको छ भने, बलियो बनाउने प्रभाव पूरक हुन सक्छ। त्यसकारण, म्याग्नेसियम थप्दा म्याग्नेसियम सामग्री कम गर्न र तातो क्र्याकिंगको प्रवृत्ति कम गर्न सकिन्छ। थप रूपमा, म्यांगनीजले Mg5Al8 यौगिकहरूलाई समान रूपले अवक्षेपण गर्न सक्छ, जंग प्रतिरोध र वेल्डिंग कार्यसम्पादनमा सुधार गर्दछ।

म्यांगनीज

जब Al-Mn मिश्र धातु प्रणालीको समतल सन्तुलन चरण रेखाचित्रको eutectic तापमान 658 हुन्छ, ठोस समाधानमा म्यांगनीजको अधिकतम घुलनशीलता 1.82% हुन्छ। घुलनशीलता मा वृद्धि संग मिश्र को बल बढ्छ। जब म्यांगनीज सामग्री 0.8% हुन्छ, लम्बाइ अधिकतम मानमा पुग्छ। Al-Mn मिश्र धातु एक गैर-उमेर कडा मिश्र धातु हो, त्यो हो, यो गर्मी उपचार द्वारा बलियो हुन सक्दैन। म्यांगनीजले एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूको पुन: स्थापना प्रक्रियालाई रोक्न सक्छ, पुन: स्थापनाको तापमान बढाउन सक्छ, र पुन: स्थापना गरिएको अन्नलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा परिष्कृत गर्न सक्छ। MnAl6 यौगिकहरूको छरिएका कणहरूले पुन:क्रिस्टल गरिएको अन्नको वृद्धिमा बाधा पुर्‍याउने तथ्यको कारणले पुन: प्रशोधन गरिएको अन्नको शुद्धीकरण हो। MnAl6 को अर्को कार्य भनेको अशुद्ध फलामलाई (Fe, Mn)Al6 बनाउन, फलामको हानिकारक प्रभावहरूलाई कम गर्ने हो। म्यांगनीज एल्युमिनियम मिश्र मा एक महत्वपूर्ण तत्व हो। यसलाई अल-Mn बाइनरी मिश्र धातु बनाउन एक्लै थप्न सकिन्छ। अक्सर, यो अन्य मिश्र धातु तत्वहरु संग जोडिएको छ। त्यसकारण, अधिकांश एल्युमिनियम मिश्रहरूमा म्यांगनीज हुन्छ।

जस्ता

Al-Zn मिश्र धातु प्रणालीको सन्तुलन चरण रेखाचित्रको एल्युमिनियम युक्त भागमा 275 मा एल्युमिनियममा जिंकको घुलनशीलता 31.6% छ, जबकि यसको घुलनशीलता 5.6% मा 125 मा झर्छ। एल्युमिनियममा मात्र जस्ता थप्दा धेरै सीमित सुधारहरू छन्। विरूपण अवस्था अन्तर्गत एल्युमिनियम मिश्र धातु को बल। एकै समयमा, तनाव जंग क्र्याकिंग को लागी एक प्रवृत्ति छ, यसरी यसको आवेदन सीमित। जस्ता र म्याग्नेसियमलाई एकै समयमा एल्युमिनियममा थप्दा बलियो बनाउने चरण Mg/Zn2 बनाउँछ, जसले मिश्र धातुमा महत्त्वपूर्ण बलियो प्रभाव पार्छ। जब Mg/Zn2 सामग्री 0.5% बाट 12% सम्म बढाइन्छ, तन्य शक्ति र उपज शक्ति उल्लेखनीय रूपमा वृद्धि गर्न सकिन्छ। सुपरहार्ड एल्युमिनियम मिश्रहरूमा जहाँ म्याग्नेसियम सामग्री Mg/Zn2 चरण बनाउन आवश्यक मात्रा भन्दा बढी हुन्छ, जब जिंक र म्याग्नेसियमको अनुपात लगभग 2.7 मा नियन्त्रण गरिन्छ, तनाव जंग क्र्याकिंग प्रतिरोध सबैभन्दा ठूलो हुन्छ। उदाहरणका लागि, Al-Zn-Mg मा तामा तत्व थप्दा एक Al-Zn-Mg-Cu श्रृंखला मिश्र धातु बनाउँछ। आधार सुदृढीकरण प्रभाव सबै एल्युमिनियम मिश्रहरू बीच सबैभन्दा ठूलो हो। यो एयरोस्पेस, उड्डयन उद्योग, र बिजुली पावर उद्योग मा एक महत्वपूर्ण एल्युमिनियम मिश्र धातु सामग्री पनि हो।

फलाम र सिलिकन

Al-Cu-Mg-Ni-Fe श्रृङ्खलाबाट बनेको एल्युमिनियम मिश्रहरूमा फलामलाई मिश्र धातुको रूपमा थपिएको छ, र अल-Mg-Si शृंखलामा बनाइएको एल्युमिनियममा र अल-सी श्रृंखलाको वेल्डिङ रडहरू र एल्युमिनियम-सिलिकन कास्टिङमा सिलिकनलाई मिश्र धातुको रूपमा थपिएको छ। मिश्र धातु। आधारभूत एल्युमिनियम मिश्रहरूमा, सिलिकन र फलाम सामान्य अशुद्ध तत्वहरू हुन्, जसले मिश्र धातुको गुणहरूमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ। तिनीहरू मुख्यतया FeCl3 र नि: शुल्क सिलिकनको रूपमा अवस्थित छन्। जब सिलिकन फलाम भन्दा ठूलो हुन्छ, β-FeSiAl3 (वा Fe2Si2Al9) चरण बनाइन्छ, र जब फलाम सिलिकन भन्दा ठूलो हुन्छ, α-Fe2SiAl8 (वा Fe3Si2Al12) गठन हुन्छ। जब फलाम र सिलिकन को अनुपात अनुचित छ, यसले कास्टिङ मा दरार पैदा गर्नेछ। जब कास्ट एल्युमिनियममा फलामको सामग्री धेरै उच्च हुन्छ, कास्टिङ भंगुर हुनेछ।

टाइटेनियम र बोरोन

टाइटेनियम एल्युमिनियम मिश्रहरूमा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने additive तत्व हो, Al-Ti वा Al-Ti-B मास्टर मिश्र धातुको रूपमा थपिएको। टाइटेनियम र एल्युमिनियमले TiAl2 चरण बनाउँछ, जुन क्रिस्टलाइजेशनको समयमा गैर-स्वस्फूर्त कोर बन्छ र कास्टिङ संरचना र वेल्ड संरचनालाई परिष्कृत गर्न भूमिका खेल्छ। जब Al-Ti मिश्रहरू प्याकेज प्रतिक्रियाबाट गुजर्छन्, टाइटेनियमको महत्वपूर्ण सामग्री लगभग 0.15% हुन्छ। यदि बोरोन अवस्थित छ भने, मन्दी ०.०१% जति सानो हुन्छ।

क्रोमियम

क्रोमियम Al-Mg-Si श्रृंखला, Al-Mg-Zn श्रृंखला, र Al-Mg श्रृंखला मिश्रहरूमा एक सामान्य additive तत्व हो। 600 डिग्री सेल्सियसमा, एल्युमिनियममा क्रोमियमको घुलनशीलता 0.8% हुन्छ, र यो मूल रूपमा कोठाको तापमानमा अघुलनशील हुन्छ। क्रोमियमले एल्युमिनियममा (CrFe)Al7 र (CrMn)Al12 जस्ता इन्टरमेटालिक यौगिकहरू बनाउँछ, जसले न्यूक्लिएशन र पुन: स्थापनाको वृद्धि प्रक्रियामा बाधा पुर्‍याउँछ र मिश्र धातुमा निश्चित बलियो प्रभाव पार्छ। यसले मिश्र धातुको कठोरतालाई पनि सुधार गर्न सक्छ र तनाव जंग क्र्याकिंगको लागि संवेदनशीलता कम गर्न सक्छ।

यद्यपि, साइटले शमन संवेदनशीलता बढाउँछ, एनोडाइज्ड फिल्म पहेंलो बनाउँछ। एल्युमिनियम मिश्रहरूमा थपिएको क्रोमियमको मात्रा सामान्यतया ०.३५% भन्दा बढी हुँदैन, र मिश्र धातुमा संक्रमण तत्वहरूको वृद्धिसँगै घट्छ।

स्ट्रन्टियम

स्ट्रन्टियम एक सतह-सक्रिय तत्व हो जसले इन्टरमेटलिक यौगिक चरणहरू क्रिस्टलोग्राफिक रूपमा व्यवहार परिवर्तन गर्न सक्छ। तसर्थ, स्ट्रन्टियम तत्वको साथ परिमार्जन उपचारले मिश्र धातुको प्लास्टिक कार्यशीलता र अन्तिम उत्पादनको गुणस्तर सुधार गर्न सक्छ। यसको लामो प्रभावकारी परिमार्जन समय, राम्रो प्रभाव र प्रजनन क्षमताको कारण, स्ट्रन्टियमले हालका वर्षहरूमा अल-सी कास्टिङ मिश्रहरूमा सोडियमको प्रयोगलाई प्रतिस्थापन गरेको छ। ०.०१५% ~ ०.०३% स्ट्रन्टियमलाई एक्स्ट्रुसनको लागि एल्युमिनियम मिश्र धातुमा थप्दा इन्गटको β-AlFeSi चरणलाई α-AlFeSi चरणमा परिणत गर्दछ, 60% ~ 70% ले इन्गट होमोजेनाइजेसन समय घटाउँछ, मेकानिकल गुणहरू र सामग्रीको प्लास्टिक प्रक्रियाशीलता सुधार गर्दछ; उत्पादनहरु को सतह को नरमपन सुधार।

उच्च-सिलिकन (10% ~ 13%) विकृत एल्युमिनियम मिश्रहरूको लागि, 0.02% ~ 0.07% स्ट्रन्टियम तत्व थप्दा प्राथमिक क्रिस्टलहरूलाई न्यूनतममा घटाउन सक्छ, र मेकानिकल गुणहरू पनि उल्लेखनीय रूपमा सुधार भएका छन्। तन्य शक्ति бb 233MPa बाट 236MPa मा बढेको छ, र उपज शक्ति б0.2 204MPa बाट 210MPa मा बढेको छ, र लम्बाइ б5 9% बाट 12% मा बढेको छ। Hypereutectic Al-Si मिश्र धातुमा स्ट्रन्टियम थप्दा प्राथमिक सिलिकन कणहरूको आकार घटाउन सक्छ, प्लास्टिक प्रशोधन गुणहरू सुधार गर्न सक्छ, र चिल्लो तातो र चिसो रोलिङ सक्षम गर्न सक्छ।

जिरकोनियम

Zirconium पनि एल्युमिनियम मिश्र मा एक सामान्य additive छ। सामान्यतया, एल्युमिनियम मिश्रहरूमा थपिएको रकम ०.१% ~ ०.३% हुन्छ। Zirconium र एल्युमिनियमले ZrAl3 यौगिकहरू बनाउँछ, जसले पुन: स्थापना प्रक्रियामा बाधा पुर्‍याउन सक्छ र पुन: स्थापना गरिएको अन्नलाई परिष्कृत गर्न सक्छ। जिरकोनियमले कास्टिङ संरचनालाई पनि परिष्कृत गर्न सक्छ, तर प्रभाव टाइटेनियम भन्दा सानो छ। जिरकोनियमको उपस्थितिले टाइटेनियम र बोरनको अनाज रिफाइनिङ प्रभावलाई कम गर्नेछ। Al-Zn-Mg-Cu मिश्रहरूमा, क्रोमियम र म्यांगनीजको तुलनामा जिरकोनियमले शमन संवेदनशीलतामा सानो प्रभाव पारेको हुनाले, क्रोमियम र म्यांगनीजको सट्टा जिरकोनियम प्रयोग गर्नु उपयुक्त हुन्छ।

दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू

दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू एल्युमिनियम मिश्र धातु कास्टिङ, अनाज परिष्कृत गर्न, माध्यमिक क्रिस्टल स्पेसिङ घटाउन, ग्यासहरू र मिश्र धातुमा समावेशहरू घटाउने, र समावेशी चरणलाई गोलाकार बनाउनको लागि कम्पोनेन्ट सुपर कूलिङ बढाउन एल्युमिनियम मिश्रहरूमा थपिन्छन्। यसले पिघलिएको सतहको तनावलाई पनि कम गर्न सक्छ, तरलता बढाउन सक्छ, र इन्गटहरूमा कास्टिङको सुविधा दिन्छ, जसले प्रक्रिया प्रदर्शनमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ। लगभग ०.१% को मात्रामा विभिन्न दुर्लभ पृथ्वीहरू थप्न राम्रो छ। मिश्रित दुर्लभ पृथ्वीहरू (मिश्रित La-Ce-Pr-Nd, आदि) को थपले Al-0.65% Mg-0.61% Si मिश्र धातुमा वृद्ध G?P क्षेत्रको गठनको लागि महत्वपूर्ण तापक्रम घटाउँछ। म्याग्नेसियम युक्त एल्युमिनियम मिश्रहरूले दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको मेटामोर्फिज्मलाई उत्तेजित गर्न सक्छ।

अशुद्धता

भ्यानेडियमले एल्युमिनियम मिश्रहरूमा VAl11 अपवर्तक यौगिक बनाउँछ, जसले पग्लने र कास्टिङ प्रक्रियाको समयमा अनाजलाई परिष्कृत गर्न भूमिका खेल्छ, तर यसको भूमिका टाइटेनियम र जिरकोनियमको भन्दा सानो छ। भानाडियमले पुन: स्थापित संरचनालाई परिष्कृत गर्ने र पुन: स्थापना तापमान बढाउने प्रभाव पनि राख्छ।

एल्युमिनियम मिश्रहरूमा क्याल्सियमको ठोस घुलनशीलता अत्यन्त कम छ, र यसले एल्युमिनियमसँग CaAl4 कम्पाउन्ड बनाउँछ। क्याल्सियम एल्युमिनियम मिश्र को एक सुपरप्लास्टिक तत्व हो। लगभग 5% क्याल्सियम र 5% म्यांगनीज भएको एल्युमिनियम मिश्रमा सुपरप्लास्टिकिटी हुन्छ। क्याल्सियम र सिलिकन CaSi बनाउँछ, जुन एल्युमिनियममा अघुलनशील हुन्छ। सिलिकन को ठोस समाधान मात्रा कम भएकोले, औद्योगिक शुद्ध एल्युमिनियम को विद्युत चालकता थोरै सुधार गर्न सकिन्छ। क्याल्सियमले एल्युमिनियम मिश्रको काटन कार्यसम्पादन सुधार गर्न सक्छ। CaSi2 ले तातो उपचार मार्फत एल्युमिनियम मिश्रलाई बलियो बनाउन सक्दैन। क्याल्सियमको ट्रेस मात्राले पग्लिएको एल्युमिनियमबाट हाइड्रोजन हटाउन मद्दत गर्दछ।

सिसा, टिन र बिस्मथ तत्वहरू कम पग्लने बिन्दु धातुहरू हुन्। एल्युमिनियममा तिनीहरूको ठोस घुलनशीलता सानो छ, जसले मिश्रको बललाई थोरै कम गर्छ, तर काट्ने प्रदर्शन सुधार गर्न सक्छ। बिस्मुथ ठोसीकरणको समयमा विस्तार हुन्छ, जुन खुवाउनको लागि लाभदायक हुन्छ। उच्च म्याग्नेसियम मिश्रहरूमा बिस्मुथ थप्दा सोडियम भ्रष्ट हुनबाट बच्न सक्छ।

एन्टिमोनी मुख्यतया कास्ट एल्युमिनियम मिश्रहरूमा परिमार्जकको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र विरक्त एल्युमिनियम मिश्रहरूमा विरलै प्रयोग गरिन्छ। सोडियम भ्रष्ट हुनबाट जोगाउन Al-Mg विकृत एल्युमिनियम मिश्रमा मात्र बिस्मथ बदल्नुहोस्। तातो थिच्ने र चिसो थिच्ने प्रक्रियाहरूको कार्यसम्पादन सुधार गर्न केही Al-Zn-Mg-Cu मिश्रहरूमा एन्टिमोनी तत्व थपिएको छ।

बेरिलियमले विकृत एल्युमिनियम मिश्रहरूमा अक्साइड फिल्मको संरचना सुधार गर्न सक्छ र पिघल्ने र कास्टिङको समयमा जलाउने हानि र समावेशहरू कम गर्न सक्छ। बेरिलियम एक विषाक्त तत्व हो जसले मानिसमा एलर्जीको विषाक्तता निम्त्याउन सक्छ। त्यसकारण, बेरिलियम एल्युमिनियम मिश्रहरूमा समावेश हुन सक्दैन जुन खाना र पेय पदार्थहरूसँग सम्पर्कमा आउँछ। वेल्डिङ सामग्रीमा बेरिलियम सामग्री सामान्यतया 8μg/ml भन्दा कम नियन्त्रण गरिन्छ। वेल्डिङ सब्सट्रेटको रूपमा प्रयोग हुने एल्युमिनियम मिश्रहरूले बेरिलियम सामग्रीलाई पनि नियन्त्रण गर्नुपर्छ।

सोडियम एल्युमिनियममा लगभग अघुलनशील छ, र अधिकतम ठोस घुलनशीलता 0.0025% भन्दा कम छ। सोडियमको पिघलाउने बिन्दु कम हुन्छ (97.8 ℃), जब सोडियम मिश्र धातुमा हुन्छ, यो डेन्ड्राइट सतहमा वा ग्रेन बाउन्डरीमा सोखिन्छ ठोसीकरणको क्रममा, तातो प्रशोधनको समयमा, अन्नको सीमामा रहेको सोडियमले तरल शोषण तह बनाउँछ, भंगुर क्र्याकिंगको परिणामस्वरूप, NaAlSi यौगिकहरूको गठन, कुनै मुक्त सोडियम अवस्थित छैन, र "सोडियम भंगुर" उत्पादन गर्दैन।

जब म्याग्नेसियम सामग्री 2% भन्दा बढि हुन्छ, म्याग्नेसियमले सिलिकन लिन्छ र मुक्त सोडियमलाई बढाउँछ, परिणामस्वरूप "सोडियम भंगुरता" हुन्छ। त्यसैले, उच्च म्याग्नेशियम एल्युमिनियम मिश्र धातु सोडियम नुन प्रवाह प्रयोग गर्न अनुमति छैन। "सोडियम एम्ब्रिटलमेन्ट" लाई रोक्नको लागि विधिहरूमा क्लोरिनेशन समावेश छ, जसले सोडियमलाई NaCl बनाउँछ र स्ल्यागमा डिस्चार्ज हुन्छ, Na2Bi बनाउन बिस्मुथ थप्छ र धातु म्याट्रिक्समा प्रवेश गर्दछ; Na3Sb बनाउन एन्टिमोनी थप्दा वा दुर्लभ अर्थहरू थप्दा पनि त्यस्तै प्रभाव हुन सक्छ।

MAT Aluminium बाट May Jiang द्वारा सम्पादन गरिएको