תפקידם והשפעתם של אלמנטים שונים בסגסוגת אלומיניום על תכונות האלומיניום

כמו שאתה יודע.שֶׁלָנוּעיטור אריחי אלומיניום/חצאית אלומיניום/פרופיל אלומיניום לד/פרופיל עיטור אלומיניום עשוי מסגסוגת אלומיניום 6063.אלמנט האלומיניום הוא החלק העיקרי.ואלמנט השאר יהיה כמו להלן.

והיום נסביר את תפקידם והשפעתם של אלמנטים שונים בסגסוגות אלומיניום על תכונותיהם של חומרי אלומיניום.

 

אלמנט נחושת

כאשר החלק העשיר באלומיניום בסגסוגת האלומיניום-נחושת הוא 548, המסיסות המקסימלית של נחושת באלומיניום היא 5.65%, וכאשר הטמפרטורה יורדת ל-302, מסיסות הנחושת היא 0.45%.נחושת היא יסוד סגסוג חשוב ויש לה אפקט מסוים של חיזוק פתרון מוצק.בנוסף, ל-CuAl2 הנגזרת על ידי ההזדקנות יש השפעה ברורה לחיזוק ההזדקנות.תכולת הנחושת בסגסוגות האלומיניום היא בדרך כלל 2.5% עד 5%, והשפעת החיזוק היא הטובה ביותר כאשר תכולת הנחושת היא 4% עד 6.8%, כך שתכולת הנחושת של רוב סגסוגות האלומיניום הקשות היא בטווח הזה.

אלמנט סיליקון

כאשר החלק העשיר באלומיניום של מערכת סגסוגת Al-Si נמצא בטמפרטורה האוטקטית של 577 מעלות צלזיוס, המסיסות המקסימלית של סיליקון בתמיסה המוצקה היא 1.65%.למרות שהמסיסות יורדת עם ירידה בטמפרטורה, סגסוגות אלו בדרך כלל אינן ניתנות לטיפול בחום.לסגסוגות Al-Si יש יכולת יציקה מעולה ועמידות בפני קורוזיה.

אם מוסיפים מגנזיום וסיליקון לאלומיניום בו זמנית ליצירת סגסוגת אלומיניום-מגנזיום-סיליקון, שלב החיזוק הוא MgSi.יחס המסה של מגנזיום לסיליקון הוא 1.73:1.בעת תכנון ההרכב של סגסוגת Al-Mg-Si, יש להגדיר את תכולת המגנזיום והסיליקון בהתאם ליחס זה על המצע.חלק מסגסוגות Al-Mg-Si, על מנת לשפר את החוזק, מוסיפים כמות מתאימה של נחושת, ובמקביל מוסיפים כמות מתאימה של כרום כדי לקזז את ההשפעה השלילית של נחושת על עמידות בפני קורוזיה.

דיאגרמת פאזות שיווי משקל מסגסוגת Al-Mg2Si המסיסות המרבית של Mg2Si באלומיניום בחלק העשיר באלומיניום היא 1.85%, וההאטה קטנה עם ירידת הטמפרטורה.

בסגסוגות אלומיניום מעוותות, התוספת של סיליקון לאלומיניום בלבד מוגבלת לחומרי ריתוך, וגם להוספת סיליקון לאלומיניום יש אפקט חיזוק מסוים.

יסוד מגנזיום

החלק העשיר באלומיניום בתרשים פאזות שיווי המשקל של מערכת סגסוגת Al-Mg, למרות שעקומת המסיסות מראה שמסיסות המגנזיום באלומיניום יורדת מאוד עם ירידת הטמפרטורה, אך ברוב סגסוגות האלומיניום המעוותות התעשייתיות, תכולת המגנזיום. הוא פחות מ-6%.גם תכולת הסיליקון נמוכה.סוג זה של סגסוגת לא ניתן לחזק על ידי טיפול בחום, אבל יש לו יכולת ריתוך טובה, עמידות בפני קורוזיה טובה וחוזק בינוני.

ההתחזקות של מגנזיום לאלומיניום ברורה.על כל עלייה של 1% במגנזיום, חוזק המתיחה יגדל בכ-34MPa.אם מוסיפים מנגן מתחת ל-1%, זה עשוי להשלים את האפקט המחזק.לכן, לאחר הוספת מנגן ניתן להפחית את תכולת המגנזיום, ובמקביל להפחית את נטיית הפיצוח החם.בנוסף, מנגן יכול גם לגרום לתרכובת Mg5Al8 לזרז באופן שווה, ולשפר את עמידות בפני קורוזיה וביצועי הריתוך.

מַנגָן

המסיסות המרבית של מנגן בתמיסה מוצקה היא 1.82% כאשר הטמפרטורה האוטקטית היא 658 בתרשים פאזות שיווי המשקל של מערכת סגסוגת Al-Mn.חוזק הסגסוגת עולה ברציפות עם עליית המסיסות, וההתארכות מגיעה למקסימום כאשר תכולת המנגן היא 0.8%.סגסוגות Al-Mn הן סגסוגות הניתנות להקשה שאינן מתיישנות, כלומר, לא ניתן לחזק אותן על ידי טיפול בחום.

מנגן יכול למנוע את תהליך ההתגבשות מחדש של סגסוגת אלומיניום, להגביר את טמפרטורת ההתגבשות מחדש, ויכול לעדן באופן משמעותי את גרגרי ההתגבשות.העידון של גרגירים מתגבשים נובע בעיקר מההפרעה לצמיחת גרגרים מחדש דרך החלקיקים המפוזרים של תרכובת MnAl6.תפקיד נוסף של MnAl6 הוא להמיס ברזל לטומאה ליצירת (Fe, Mn) Al6, להפחית את ההשפעות המזיקות של ברזל.

מנגן הוא יסוד חשוב של סגסוגות אלומיניום, שניתן להוסיף לבד ליצירת סגסוגות בינאריות של Al-Mn, ולעתים קרובות יותר להוסיף יחד עם יסודות סגסוגת אחרים, כך שרוב סגסוגות האלומיניום מכילות מנגן.

אלמנט אבץ

המסיסות של אבץ באלומיניום היא 31.6% כאשר החלק העשיר באלומיניום של דיאגרמת פאזות שיווי המשקל של מערכת Al-Zn הוא 275, והמסיסות שלו יורדת ל-5.6% כאשר היא 125.

כאשר מוסיפים אבץ לאלומיניום בלבד, השיפור בחוזקה של סגסוגת האלומיניום בתנאי דפורמציה מוגבל מאוד, וישנה גם נטייה לסדיקת קורוזיה, מה שמגביל את היישום שלה.

אבץ ומגנזיום מתווספים לאלומיניום במקביל ליצירת שלב מחזק Mg/Zn2, בעל השפעה מחזקת משמעותית על הסגסוגת.כאשר תכולת Mg/Zn2 עולה מ-0.5% ל-12%, ניתן להגדיל באופן משמעותי את חוזק המתיחה וחוזק התפוקה.תכולת המגנזיום עולה על זה הנדרש להיווצרות שלב Mg/Zn2.בסגסוגות אלומיניום סופר-קשות, כאשר היחס בין אבץ למגנזיום נשלט על כ-2.7, ההתנגדות לסדקים בפני קורוזיה היא הגדולה ביותר.

אם מוסיפים נחושת ל-Al-Zn-Mg ליצירת סגסוגת Al-Zn-Mg-Cu, אפקט חיזוק המטריצה ​​הוא הגדול ביותר מבין כל סגסוגות האלומיניום, והוא גם חומר סגסוגת אלומיניום חשוב בתעופה וחלל, תעופה וחשמל תעשיית החשמל.