8 Elemente, die das Giessen von Aluminiumlegierungen beeinflussen
Die acht Elemente, die die Eigenschaften von Aluminiumgusslegierungen beeinflussen, sind folgende: Metallelemente wie Vanadium, Calcium, Blei, Zinn, Wismut, Antimon, Beryllium und Natrium. Aufgrund der unterschiedlichen Verwendung der fertigen Aluminiumspule haben die beim Verarbeitungsprozess zugesetzten Verunreinigungselemente unterschiedliche Auswirkungen auf die Eigenschaften der Aluminiumlegierung aufgrund des unterschiedlichen Schmelzpunkts, der unterschiedlichen Struktur und der durch Aluminium gebildeten Verbindungen.
1. Der Einfluss von Kupfer
Kupfer ist ein wichtiges Legierungselement und hat eine gewisse festlösungsverstärkende Wirkung. Außerdem hat durch Alterung ausgefälltes CuAl2 eine bemerkenswerte alterungsverstärkende Wirkung. Der Kupfergehalt in Aluminiumblechen liegt üblicherweise zwischen 2,5% und 5%, und der Kupfergehalt liegt am besten bei 4% bis 6,8%. Daher liegt der Kupfergehalt der meisten harten Aluminiumlegierungen in diesem Bereich.
2, der Einfluss von Silizium
Al-Mg2Si-Legierungs-Gleichgewichtsphasendiagramm Die maximale Löslichkeit von aluminiumreichem Mg2Si in Aluminium beträgt 1,85%. Die Verzögerung ist mit abnehmender Temperatur gering: In der verformten Aluminiumlegierung wird Silizium nur der Aluminiumplatte zugesetzt und ist auf das Schweißmaterial beschränkt, und das Silizium wird auch dem Aluminium zugesetzt, um eine gewisse Verstärkungswirkung zu erzielen.
3. Der Einfluss von Magnesium
Bemerkenswert ist die Verfestigung von Magnesium durch Aluminium: Bei einer Magnesiumzunahme von 1% beträgt die Zugfestigkeit etwa 34 MPa. Wenn 1% oder weniger Mangan zugesetzt wird, kann dies den Verstärkungseffekt ergänzen. Die Zugabe von Mangan kann daher den Magnesiumgehalt verringern und gleichzeitig die Neigung zu Heißrissen verringern.Zusätzlich kann Mangan die Mg5Al8-Verbindung im Durchschnitt ausfällen, wodurch die Korrosionsbeständigkeit und die Schweißleistung verbessert werden.
4, der Einfluss von Mangan
Die maximale Löslichkeit von Mangan in der festen Lösung beträgt 1,82%. Die Festigkeit der Legierung nimmt mit zunehmender Löslichkeit zu, bei einem Mangangehalt von 0,8% erreicht die Dehnung ein Maximum. Die Al-Mn-Legierung ist eine langzeitaushärtende Legierung, das heißt, sie kann nicht wärmebehandelt werden.
5. Der Einfluss von Zink
Al-Zn-Legierungs-Gleichgewichtsphasendiagramm Die Löslichkeit von Zink in Aluminium beträgt 31,6% bei 275, während die Löslichkeit bei 125 auf 5,6% verringert ist. Nur Aluminium wird Zink zugesetzt. Unter der Voraussetzung der Verformung ist der Fortschritt der Festigkeit der Aluminiumlegierung sehr begrenzt, und es besteht eine Tendenz zu Spannungserosionsrissen, die ihre Anwendung einschränkt.
6, die Auswirkungen von Eisen und Silizium
Eisen In der Aluminium-Knetlegierung auf Al-Cu-Mg-Ni-Fe-Basis wird Silizium als Legierungselement in Aluminium-Knetlegierungen auf Al-Mg-Si-Basis sowie in Schweißstäben auf Al-Si-Basis und Aluminium-Silizium-Schmiedelegierungen zugesetzt. Unter den unedlen Metallen sind Silizium und Eisen übliche Verunreinigungselemente und haben einen signifikanten Einfluss auf die Legierungsfunktion. Sie liegen hauptsächlich als FeCl3 und freies Silizium vor. Wenn Silizium größer als Eisen ist, wird eine β-FeSiAl3- (oder Fe2Si2Al9-) Phase gebildet, und wenn Eisen größer als Silizium ist, wird α-Fe2SiAl8 (oder Fe3Si2Al12) gebildet. Wenn das Verhältnis von Eisen zu Silizium nicht korrekt ist, führt dies zu Rissen im Gussstück. Wenn der Eisengehalt im Aluminiumgussstück zu hoch ist, wird das Gussstück spröde.
7, der Einfluss von Titan und Bor
Titan ist ein Additivelement, das üblicherweise in Aluminiumlegierungen verwendet wird und in Form einer Al-Ti oder Al-Ti-B-Vorlegierung zugesetzt wird. Titan bildet mit Aluminium eine TiAl2-Phase, die während der Kristallisation zu einem nicht-spontanen Kern wird, der die geschmiedete Struktur und die Schweißnahtstruktur verfeinert. Wenn die Al-Ti-Legierung einer Packungsreaktion unterworfen wird, beträgt der kritische Gehalt an Titan etwa 0,15%, und wenn Bor vorhanden ist, beträgt die Verzögerung nur 0,01%.
8, die Auswirkungen von Chrom und Wismut
Chrom bildet eine intermetallische Verbindung wie (CrFe) Al7 und (CrMn) Al12 in einer Aluminiumplatte. Der Keimbildungs- und Wachstumsprozess, der die Rekristallisation behindert, hat eine gewisse festigende Wirkung auf die Legierung und kann auch die Zähigkeit der Legierung verbessern und die Empfindlichkeit für Spannungsrisskorrosion verringern. Die Abschreckempfindlichkeit ist jedoch erhöht und der anodisierte Film ist gelb. Die Zugabemenge an Chrom in der Aluminiumlegierung überschreitet im Allgemeinen 0,35% nicht und nimmt ab, wenn das Übergangselement in der Legierung zunimmt. Durch Zugabe von 0,015% bis 0,03% zu der Aluminiumlegierung zur Extrusion wird die β-AlFeSi-Phase im Block in eine chinesisch geformte α-AlFeSi-Phase umgewandelt. Es verringert die durchschnittliche Alterungszeit des Barrens um 60% bis 70%, verbessert die mechanischen Eigenschaften und die plastische Verarbeitbarkeit des Materials und verbessert die Rauheit der Oberfläche des Produkts. Bei einer Aluminiumlegierung mit hohem Siliziumgehalt (10 bis 13%) kann die Zugabe von 0,02 bis 0,07% Antimon den Primärkristall auf ein Minimum reduzieren und die mechanische Funktion verbessern. Die Zugfestigkeit bb wird von 233 MPa auf 236 MPa verbessert, die Streckgrenze σ 0,2 wird von 204 MPa auf 210 MPa erhöht und die Dehnung b5 wird von 9% auf 12% erhöht. Die Zugabe von Yttrium zu der übereutektischen Al-Si-Legierung kann die Größe der primären Siliziumteilchen verringern, die plastische Verarbeitungsfunktion verbessern und das Warmwalzen und Kaltwalzen reibungslos durchführen.
Die in den benötigten Teilen verwendete Aluminiumlegierung wird direkt durch einen Gussprozess erhalten. Es ist eine ideale Gießbarkeit erforderlich: Gute Fließfähigkeit, weniger Schrumpfung, Neigung zu Heiß- und Kaltrissen, weniger Entmischung und Getterung. Der Elementgehalt der Aluminiumgusslegierung ist im Allgemeinen höher als der der entsprechenden verformten Aluminiumlegierung, und die meisten Legierungen liegen nahe an der eutektischen Zusammensetzung.
1. Der Einfluss von KupferKupfer ist ein wichtiges Legierungselement und hat eine gewisse festlösungsverstärkende Wirkung. Außerdem hat durch Alterung ausgefälltes CuAl2 eine bemerkenswerte alterungsverstärkende Wirkung. Der Kupfergehalt in Aluminiumblechen liegt üblicherweise zwischen 2,5% und 5%, und der Kupfergehalt liegt am besten bei 4% bis 6,8%. Daher liegt der Kupfergehalt der meisten harten Aluminiumlegierungen in diesem Bereich.
2, der Einfluss von Silizium
Al-Mg2Si-Legierungs-Gleichgewichtsphasendiagramm Die maximale Löslichkeit von aluminiumreichem Mg2Si in Aluminium beträgt 1,85%. Die Verzögerung ist mit abnehmender Temperatur gering: In der verformten Aluminiumlegierung wird Silizium nur der Aluminiumplatte zugesetzt und ist auf das Schweißmaterial beschränkt, und das Silizium wird auch dem Aluminium zugesetzt, um eine gewisse Verstärkungswirkung zu erzielen.
3. Der Einfluss von Magnesium
Bemerkenswert ist die Verfestigung von Magnesium durch Aluminium: Bei einer Magnesiumzunahme von 1% beträgt die Zugfestigkeit etwa 34 MPa. Wenn 1% oder weniger Mangan zugesetzt wird, kann dies den Verstärkungseffekt ergänzen. Die Zugabe von Mangan kann daher den Magnesiumgehalt verringern und gleichzeitig die Neigung zu Heißrissen verringern.Zusätzlich kann Mangan die Mg5Al8-Verbindung im Durchschnitt ausfällen, wodurch die Korrosionsbeständigkeit und die Schweißleistung verbessert werden.
4, der Einfluss von Mangan
Die maximale Löslichkeit von Mangan in der festen Lösung beträgt 1,82%. Die Festigkeit der Legierung nimmt mit zunehmender Löslichkeit zu, bei einem Mangangehalt von 0,8% erreicht die Dehnung ein Maximum. Die Al-Mn-Legierung ist eine langzeitaushärtende Legierung, das heißt, sie kann nicht wärmebehandelt werden.
5. Der Einfluss von Zink
Al-Zn-Legierungs-Gleichgewichtsphasendiagramm Die Löslichkeit von Zink in Aluminium beträgt 31,6% bei 275, während die Löslichkeit bei 125 auf 5,6% verringert ist. Nur Aluminium wird Zink zugesetzt. Unter der Voraussetzung der Verformung ist der Fortschritt der Festigkeit der Aluminiumlegierung sehr begrenzt, und es besteht eine Tendenz zu Spannungserosionsrissen, die ihre Anwendung einschränkt.
6, die Auswirkungen von Eisen und Silizium
Eisen In der Aluminium-Knetlegierung auf Al-Cu-Mg-Ni-Fe-Basis wird Silizium als Legierungselement in Aluminium-Knetlegierungen auf Al-Mg-Si-Basis sowie in Schweißstäben auf Al-Si-Basis und Aluminium-Silizium-Schmiedelegierungen zugesetzt. Unter den unedlen Metallen sind Silizium und Eisen übliche Verunreinigungselemente und haben einen signifikanten Einfluss auf die Legierungsfunktion. Sie liegen hauptsächlich als FeCl3 und freies Silizium vor. Wenn Silizium größer als Eisen ist, wird eine β-FeSiAl3- (oder Fe2Si2Al9-) Phase gebildet, und wenn Eisen größer als Silizium ist, wird α-Fe2SiAl8 (oder Fe3Si2Al12) gebildet. Wenn das Verhältnis von Eisen zu Silizium nicht korrekt ist, führt dies zu Rissen im Gussstück. Wenn der Eisengehalt im Aluminiumgussstück zu hoch ist, wird das Gussstück spröde.
7, der Einfluss von Titan und Bor
Titan ist ein Additivelement, das üblicherweise in Aluminiumlegierungen verwendet wird und in Form einer Al-Ti oder Al-Ti-B-Vorlegierung zugesetzt wird. Titan bildet mit Aluminium eine TiAl2-Phase, die während der Kristallisation zu einem nicht-spontanen Kern wird, der die geschmiedete Struktur und die Schweißnahtstruktur verfeinert. Wenn die Al-Ti-Legierung einer Packungsreaktion unterworfen wird, beträgt der kritische Gehalt an Titan etwa 0,15%, und wenn Bor vorhanden ist, beträgt die Verzögerung nur 0,01%.
8, die Auswirkungen von Chrom und Wismut
Chrom bildet eine intermetallische Verbindung wie (CrFe) Al7 und (CrMn) Al12 in einer Aluminiumplatte. Der Keimbildungs- und Wachstumsprozess, der die Rekristallisation behindert, hat eine gewisse festigende Wirkung auf die Legierung und kann auch die Zähigkeit der Legierung verbessern und die Empfindlichkeit für Spannungsrisskorrosion verringern. Die Abschreckempfindlichkeit ist jedoch erhöht und der anodisierte Film ist gelb. Die Zugabemenge an Chrom in der Aluminiumlegierung überschreitet im Allgemeinen 0,35% nicht und nimmt ab, wenn das Übergangselement in der Legierung zunimmt. Durch Zugabe von 0,015% bis 0,03% zu der Aluminiumlegierung zur Extrusion wird die β-AlFeSi-Phase im Block in eine chinesisch geformte α-AlFeSi-Phase umgewandelt. Es verringert die durchschnittliche Alterungszeit des Barrens um 60% bis 70%, verbessert die mechanischen Eigenschaften und die plastische Verarbeitbarkeit des Materials und verbessert die Rauheit der Oberfläche des Produkts. Bei einer Aluminiumlegierung mit hohem Siliziumgehalt (10 bis 13%) kann die Zugabe von 0,02 bis 0,07% Antimon den Primärkristall auf ein Minimum reduzieren und die mechanische Funktion verbessern. Die Zugfestigkeit bb wird von 233 MPa auf 236 MPa verbessert, die Streckgrenze σ 0,2 wird von 204 MPa auf 210 MPa erhöht und die Dehnung b5 wird von 9% auf 12% erhöht. Die Zugabe von Yttrium zu der übereutektischen Al-Si-Legierung kann die Größe der primären Siliziumteilchen verringern, die plastische Verarbeitungsfunktion verbessern und das Warmwalzen und Kaltwalzen reibungslos durchführen.
Die in den benötigten Teilen verwendete Aluminiumlegierung wird direkt durch einen Gussprozess erhalten. Es ist eine ideale Gießbarkeit erforderlich: Gute Fließfähigkeit, weniger Schrumpfung, Neigung zu Heiß- und Kaltrissen, weniger Entmischung und Getterung. Der Elementgehalt der Aluminiumgusslegierung ist im Allgemeinen höher als der der entsprechenden verformten Aluminiumlegierung, und die meisten Legierungen liegen nahe an der eutektischen Zusammensetzung.
