Olika tillsatsämnens roll i aluminiumlegering

Kisel (Si)
Kisel (Si) är den viktigaste ingrediensen för att förbättra fluiditeten. Den bästa fluiditeten kan uppnås från eutektisk till hypereutektisk. Kisel (Si) som kristalliserar tenderar dock att bilda hårda punkter, vilket försämrar skärprestandan. Därför är det i allmänhet inte tillåtet att överskrida den eutektiska punkten. Dessutom kan kisel (Si) förbättra draghållfasthet, hårdhet, skärprestanda och hållfasthet vid höga temperaturer samtidigt som det minskar töjningen.
Magnesium (Mg) Aluminium-magnesiumlegering har bäst korrosionsbeständighet. Därför är ADC5 och ADC6 korrosionsbeständiga legeringar. Dess stelningsintervall är mycket stort, så den har varmsprödhet och gjutgods är benäget att spricka, vilket gör gjutning svår. Magnesium (Mg) som en förorening i AL-Cu-Si-material, Mg2Si, gör gjutgodset sprött, så standarden ligger generellt inom 0,3 %.

Järn (Fe) Även om järn (Fe) kan öka omkristallisationstemperaturen för zink (Zn) avsevärt och bromsa omkristallisationsprocessen, kommer järn (Fe) vid pressgjutning från järndeglar, svanhalsrör och smältverktyg och är lösligt i zink (Zn). Järnet (Fe) som bärs av aluminium (Al) är extremt litet, och när järnet (Fe) överskrider löslighetsgränsen kristalliserar det som FeAl3. Defekterna som orsakas av Fe genererar mestadels slagg och flyter som FeAl3-föreningar. Gjutgodset blir sprött och bearbetbarheten försämras. Järnets flytförmåga påverkar gjutytans jämnhet.
Föroreningar i järn (Fe) kommer att generera nålliknande kristaller av FeAl3. Eftersom pressgjutning kyls ner snabbt är de utfällda kristallerna mycket fina och kan inte betraktas som skadliga komponenter. Om halten är mindre än 0,7 % är den inte lätt att urforma, så en järnhalt på 0,8–1,0 % är bättre för pressgjutning. Om det finns en stor mängd järn (Fe) kommer metallföreningar att bilda hårda punkter. Dessutom, när järnhalten (Fe) överstiger 1,2 % kommer det att minska legeringens flytbarhet, skada gjutgodsets kvalitet och förkorta livslängden på metallkomponenterna i pressgjutningsutrustningen.

Nickel (Ni) Liksom koppar (Cu) finns det en tendens att öka draghållfastheten och hårdheten, och det har en betydande inverkan på korrosionsbeständigheten. Ibland tillsätts nickel (Ni) för att förbättra högtemperaturhållfastheten och värmebeständigheten, men det har en negativ inverkan på korrosionsbeständighet och värmeledningsförmåga.

Mangan (Mn) Det kan förbättra högtemperaturhållfastheten hos legeringar som innehåller koppar (Cu) och kisel (Si). Om det överskrider en viss gräns är det lätt att generera Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn kvaternära föreningar, vilka lätt kan bilda hårda punkter och minska värmeledningsförmågan. Mangan (Mn) kan förhindra omkristallisationsprocessen hos aluminiumlegeringar, öka omkristallisationstemperaturen och avsevärt förfina omkristallisationskornen. Förfiningen av omkristallisationskorn beror främst på den hämmande effekten av MnAl6-föreningspartiklar på tillväxten av omkristallisationskorn. En annan funktion hos MnAl6 är att lösa upp föroreningar i järn (Fe) för att bilda (Fe, Mn)Al6 och minska järnets skadliga effekter. Mangan (Mn) är ett viktigt element i aluminiumlegeringar och kan tillsättas som en fristående Al-Mn binär legering eller tillsammans med andra legeringselement. Därför innehåller de flesta aluminiumlegeringar mangan (Mn).

Zink (Zn)
Om oren zink (Zn) är närvarande kommer den att uppvisa högtemperatursprödhet. Men när den kombineras med kvicksilver (Hg) för att bilda starka HgZn2-legeringar ger den en betydande förstärkningseffekt. JIS föreskriver att innehållet av oren zink (Zn) bör vara mindre än 1,0 %, medan utländska standarder kan tillåta upp till 3 %. Denna diskussion hänvisar inte till zink (Zn) som en legeringskomponent utan snarare dess roll som en förorening som tenderar att orsaka sprickor i gjutgods.

Krom (Cr)
Krom (Cr) bildar intermetalliska föreningar som (CrFe)Al7 och (CrMn)Al12 i aluminium, vilket hindrar kärnbildning och tillväxt av omkristallisation och ger legeringen vissa förstärkande effekter. Det kan också förbättra legeringens seghet och minska känsligheten för spänningskorrosion. Det kan dock öka härdningskänsligheten.

Titan (Ti)
Även en liten mängd titan (Ti) i legeringen kan förbättra dess mekaniska egenskaper, men det kan också minska dess elektriska ledningsförmåga. Det kritiska innehållet av titan (Ti) i Al-Ti-serielegeringar för utskiljningshärdning är cirka 0,15 %, och dess närvaro kan minskas med tillsats av bor.

Bly (Pb), tenn (Sn) och kadmium (Cd)
Kalcium (Ca), bly (Pb), tenn (Sn) och andra föroreningar kan förekomma i aluminiumlegeringar. Eftersom dessa element har olika smältpunkter och strukturer bildar de olika föreningar med aluminium (Al), vilket resulterar i varierande effekter på aluminiumlegeringarnas egenskaper. Kalcium (Ca) har mycket låg löslighet i fasta ämnen i aluminium och bildar CaAl4-föreningar med aluminium (Al), vilket kan förbättra skärprestanda hos aluminiumlegeringar. Bly (Pb) och tenn (Sn) är metaller med låg smältpunkt och låg löslighet i fasta ämnen i aluminium (Al), vilket kan sänka legeringens hållfasthet men förbättra dess skärprestanda.

Att öka blyhalten (Pb) kan minska hårdheten hos zink (Zn) och öka dess löslighet. Om dock något av bly (Pb), tenn (Sn) eller kadmium (Cd) överstiger den angivna mängden i en aluminium:zinklegering kan korrosion uppstå. Denna korrosion är oregelbunden, inträffar efter en viss period och är särskilt uttalad i atmosfärer med hög temperatur och hög luftfuktighet.