Роль различных добавок в алюминиевом сплаве.

Кремний (Si)
Кремний (Si) является основным ингредиентом для улучшения текучести. Наилучшая текучесть может быть достигнута от эвтектики до заэвтектики. Однако кристаллизующийся кремний (Si) имеет тенденцию образовывать твердые точки, ухудшая качество резки. Поэтому обычно не допускается превышение эвтектической точки. Кроме того, кремний (Si) может улучшить прочность на разрыв, твердость, режущие свойства и прочность при высоких температурах, одновременно уменьшая удлинение.
Магний (Mg) Алюминиево-магниевый сплав обладает лучшей коррозионной стойкостью. Таким образом, ADC5 и ADC6 являются коррозионностойкими сплавами. Его диапазон затвердевания очень велик, поэтому он обладает горячеломкостью, а отливки склонны к растрескиванию, что затрудняет литье. Магний (Mg) в качестве примеси в материалах AL-Cu-Si, Mg2Si делает отливку хрупкой, поэтому стандарт обычно находится в пределах 0,3%.

Железо (Fe) Хотя железо (Fe) может значительно повысить температуру рекристаллизации цинка (Zn) и замедлить процесс рекристаллизации, при плавке литьем под давлением железо (Fe) поступает из железных тиглей, трубок с гибкой шеей и плавильных инструментов, а также растворим в цинке (Zn). Железа (Fe), содержащегося в алюминии (Al), чрезвычайно мало, и когда железо (Fe) превышает предел растворимости, оно кристаллизуется в виде FeAl3. Дефекты, вызванные Fe, в основном образуют шлак и всплывают в виде соединений FeAl3. Отливка становится хрупкой, ухудшается обрабатываемость. Текучесть железа влияет на гладкость поверхности отливки.
Примеси железа (Fe) образуют игольчатые кристаллы FeAl3. Поскольку литье под давлением быстро охлаждается, выпавшие кристаллы очень мелкие и не могут считаться вредными компонентами. Если его содержание менее 0,7%, его нелегко извлечь из формы, поэтому содержание железа 0,8–1,0% лучше подходит для литья под давлением. Если присутствует большое количество железа (Fe), будут образовываться соединения металлов, образующие твердые точки. Более того, когда содержание железа (Fe) превышает 1,2%, это снижает текучесть сплава, ухудшает качество литья и сокращает срок службы металлических компонентов в оборудовании для литья под давлением.

Никель (Ni) Как и медь (Cu), существует тенденция к увеличению прочности на разрыв и твердости, что оказывает существенное влияние на коррозионную стойкость. Иногда никель (Ni) добавляют для улучшения жаропрочности и жаростойкости, но он отрицательно влияет на коррозионную стойкость и теплопроводность.

Марганец (Mn) Может улучшить жаропрочность сплавов, содержащих медь (Cu) и кремний (Si). Если оно превышает определенный предел, легко образуются четвертичные соединения Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn, которые могут легко образовывать твердые точки и снижать теплопроводность. Марганец (Mn) может предотвратить процесс рекристаллизации алюминиевых сплавов, повысить температуру рекристаллизации и значительно измельчить зерно рекристаллизации. Измельчение зерен рекристаллизации происходит главным образом за счет тормозящего влияния частиц соединения MnAl6 на рост зерен рекристаллизации. Другая функция MnAl6 – растворение примесей железа (Fe) с образованием (Fe, Mn)Al6 и снижение вредного воздействия железа. Марганец (Mn) является важным элементом алюминиевых сплавов и может добавляться как отдельный бинарный сплав Al-Mn или вместе с другими легирующими элементами. Поэтому большинство алюминиевых сплавов содержат марганец (Mn).

Цинк (Zn)
Если присутствует нечистый цинк (Zn), он будет проявлять высокотемпературную хрупкость. Однако в сочетании с ртутью (Hg) с образованием прочных сплавов HgZn2 она оказывает значительный упрочняющий эффект. JIS предусматривает, что содержание примесей цинка (Zn) должно быть менее 1,0%, тогда как зарубежные стандарты могут допускать до 3%. В этом обсуждении речь идет не о цинке (Zn) как о компоненте сплава, а скорее о его роли как примеси, которая имеет тенденцию вызывать трещины в отливках.

Хром (Cr)
Хром (Cr) образует в алюминии интерметаллические соединения, такие как (CrFe)Al7 и (CrMn)Al12, препятствуя зарождению и росту рекристаллизации и обеспечивая некоторый упрочняющий эффект сплаву. Это также может улучшить ударную вязкость сплава и снизить чувствительность к коррозионному растрескиванию под напряжением. Однако это может повысить чувствительность закалки.

Титан (Ti)
Даже небольшое количество титана (Ti) в сплаве может улучшить его механические свойства, но также может снизить его электропроводность. Критическое содержание титана (Ti) в сплавах серии Al-Ti для дисперсионного твердения составляет около 0,15 %, а его присутствие можно снизить добавкой бора.

Свинец (Pb), олово (Sn) и кадмий (Cd)
В алюминиевых сплавах могут присутствовать кальций (Ca), свинец (Pb), олово (Sn) и другие примеси. Поскольку эти элементы имеют разные температуры плавления и структуру, они образуют разные соединения с алюминием (Al), что приводит к различному влиянию на свойства алюминиевых сплавов. Кальций (Ca) имеет очень низкую растворимость в твердом состоянии в алюминии и образует соединения CaAl4 с алюминием (Al), которые могут улучшить режущие свойства алюминиевых сплавов. Свинец (Pb) и олово (Sn) — это металлы с низкой температурой плавления и низкой растворимостью в алюминии (Al), что может снизить прочность сплава, но улучшить его режущие свойства.

Увеличение содержания свинца (Pb) может снизить твердость цинка (Zn) и повысить его растворимость. Однако если количество свинца (Pb), олова (Sn) или кадмия (Cd) превышает указанное количество в сплаве алюминий: цинк, может возникнуть коррозия. Эта коррозия носит нерегулярный характер, возникает через определенный период времени и особенно выражена в атмосфере с высокой температурой и высокой влажностью.