Wpływ elementów zanieczyszczających w stopie aluminium

Wpływ elementów zanieczyszczających w stopie aluminium

Wanad tworzy ogniotrwały związek VAl11 w stopie aluminium, który odgrywa rolę w rafinacji ziaren w procesie topienia i odlewania, ale efekt jest mniejszy niż w przypadku tytanu i cyrkonu. Wanad ma również wpływ na rafinację struktury rekrystalizacji i zwiększenie temperatury rekrystalizacji.

 

Stała rozpuszczalność wapnia w stopie aluminium jest wyjątkowo niska i tworzy związek CaAl4 z aluminium. Wapń jest również superplastycznym pierwiastkiem stopu aluminium. Stop aluminium zawierający około 5% wapnia i 5% manganu ma superplastyczność. Wapń i krzem tworzą CaSi, który jest nierozpuszczalny w aluminium. Ponieważ ilość stałego roztworu krzemu jest zmniejszona, przewodność czystego aluminium przemysłowego może być nieznacznie poprawiona. Wapń może poprawić wydajność cięcia stopu aluminium. CaSi2 nie może wzmocnić obróbki cieplnej stopu aluminium. Śladowe ilości wapnia są korzystne w usuwaniu wodoru w stopionym aluminium.

 

Ołów, cyna i bizmut to metale o niskiej temperaturze topnienia. Mają one niewielką rozpuszczalność w aluminium, co nieznacznie zmniejsza wytrzymałość stopu, ale może poprawić wydajność cięcia. Bizmut rozszerza się podczas krzepnięcia, co jest korzystne dla zasilania. Dodanie bizmutu do stopów o wysokiej zawartości magnezu może zapobiec „kruchości sodu”.

 

Antymon jest głównie używany jako modyfikator w odlewanych stopach aluminium i rzadko jest używany w stopach aluminium do obróbki plastycznej. Zastąp bizmut tylko w stopach aluminium do obróbki plastycznej Al-Mg, aby zapobiec kruchości sodowej. Gdy pierwiastek antymonu zostanie dodany do niektórych stopów Al-Zn-Mg-Cu, wydajność prasowania na gorąco i na zimno może zostać poprawiona.

 

Beryl może poprawić strukturę warstwy tlenkowej w stopie aluminium obrabianym plastycznie i zmniejszyć straty spalania i wtrącenia podczas odlewania. Beryl jest toksycznym pierwiastkiem, który może powodować zatrucia alergiczne. Dlatego stopy aluminium, które mają kontakt z żywnością i napojami, nie mogą zawierać berylu. Zawartość berylu w materiałach spawalniczych jest zwykle kontrolowana poniżej 8 μg/ml. Stop aluminium używany jako baza spawalnicza powinien również kontrolować zawartość berylu.

 

Sód jest prawie nierozpuszczalny w aluminium, maksymalna rozpuszczalność w stanie stałym wynosi mniej niż 0,0025%, a temperatura topnienia sodu jest niska (97,8°C). Gdy sód występuje w stopie, jest adsorbowany na powierzchni dendrytów lub granic ziaren podczas krzepnięcia. Podczas obróbki cieplnej sód na granicy ziaren tworzy warstwę adsorpcyjną cieczy, a gdy dochodzi do kruchego pękania, powstaje związek NaAlSi, nie występuje wolny sód i nie występuje „kruchość sodu”. Gdy zawartość magnezu przekroczy 2%, magnez pochłonie krzem i wytrąci wolny sód, co spowoduje „kruchość sodu”. Dlatego stopy aluminium o wysokiej zawartości magnezu nie mogą być stosowane z topnikami soli sodowej. Metodą zapobiegania „kruchości sodu” jest metoda chlorowania, która powoduje, że sód tworzy NaCl i odprowadza go do żużla, a następnie dodaje bizmut, aby utworzyć Na2Bi i wejść do matrycy metalu; dodanie antymonu w celu utworzenia Na3Sb lub dodanie pierwiastków ziem rzadkich może również spełniać tę samą rolę.

 

Edytowane przez May Jiang z MAT Aluminium


Czas publikacji: 11-11-2023