نقش و تاثیر عناصر مختلف در آلیاژ آلومینیوم بر خواص آلومینیوم

همانطور که می دانید.ماتریم کاشی آلومینیومی/ دامن آلومینیومی / پروفیل آلومینیوم led / پروفیل تزئینی آلومینیومی از آلیاژ آلومینیوم 6063 ساخته شده است.عنصر آلومینیوم بخش اصلی است.و عنصر بقیه مانند زیر خواهد بود.

و امروز نقش و تأثیر عناصر مختلف در آلیاژهای آلومینیوم را بر خواص مواد آلومینیوم توضیح خواهیم داد.

 

عنصر مس

هنگامی که قسمت غنی از آلومینیوم آلیاژ آلومینیوم-مس 548 باشد، حداکثر حلالیت مس در آلومینیوم 5.65٪ است و هنگامی که دما به 302 کاهش می یابد، حلالیت مس 0.45٪ است.مس یک عنصر آلیاژی مهم است و خاصیت تقویت کننده محلول جامد خاصی دارد.علاوه بر این، CuAl2 رسوب شده توسط پیری دارای اثر تقویت کننده پیری آشکار است.محتوای مس در آلیاژهای آلومینیوم معمولاً 2.5٪ تا 5٪ است و اثر تقویت زمانی بهترین است که محتوای مس 4٪ تا 6.8٪ باشد، بنابراین میزان مس اکثر آلیاژهای آلومینیوم سخت در این محدوده است.

عنصر سیلیکون

هنگامی که قسمت غنی از آلومینیوم سیستم آلیاژ Al-Si در دمای یوتکتیک 577 درجه سانتیگراد باشد، حداکثر حلالیت سیلیکون در محلول جامد 1.65٪ است.اگرچه حلالیت با کاهش دما کاهش می یابد، اما این آلیاژها معمولاً قابل عملیات حرارتی نیستند.آلیاژهای Al-Si قابلیت ریخته گری و مقاومت در برابر خوردگی عالی دارند.

اگر منیزیم و سیلیکون به طور همزمان به آلومینیوم اضافه شوند تا یک آلیاژ آلومینیوم- منیزیم-سیلیکون تشکیل شود، فاز تقویتی MgSi است.نسبت جرمی منیزیم به سیلیکون 1.73:1 است.هنگام طراحی ترکیب آلیاژ Al-Mg-Si، محتوای منیزیم و سیلیکون باید بر اساس این نسبت روی بستر تنظیم شود.برخی از آلیاژهای Al-Mg-Si به منظور بهبود استحکام، مقدار مناسبی مس و در عین حال مقدار مناسبی کروم اضافه می کنند تا اثر نامطلوب مس بر مقاومت در برابر خوردگی را جبران کند.

نمودار فاز تعادل آلیاژ آلیاژ Al-Mg2Si حداکثر حلالیت Mg2Si در آلومینیوم در قسمت غنی از آلومینیوم 1.85٪ است و کاهش سرعت با کاهش دما کم است.

در آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته، افزودن سیلیکون به آلومینیوم به تنهایی به مواد جوشکاری محدود می شود و افزودن سیلیکون به آلومینیوم نیز اثر تقویتی خاصی دارد.

عنصر منیزیم

بخش غنی از آلومینیوم نمودار فاز تعادل سیستم آلیاژ Al-Mg، اگرچه منحنی حلالیت نشان می دهد که حلالیت منیزیم در آلومینیوم با کاهش دما بسیار کاهش می یابد، اما در اکثر آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته صنعتی، محتوای منیزیم کمتر از 6 درصد است.محتوای سیلیکون نیز کم است.این نوع آلیاژ را نمی توان با عملیات حرارتی تقویت کرد، اما جوش پذیری خوب، مقاومت در برابر خوردگی خوب و استحکام متوسط ​​دارد.

تقویت منیزیم به آلومینیوم آشکار است.به ازای هر 1% افزایش منیزیم، استحکام کششی حدود 34 مگاپاسکال افزایش می یابد.اگر منگنز کمتر از 1% اضافه شود، ممکن است اثر تقویتی را تکمیل کند.بنابراین، پس از افزودن منگنز، می توان محتوای منیزیم را کاهش داد و در عین حال، تمایل به ترک گرم را کاهش داد.علاوه بر این، منگنز همچنین می تواند ترکیب Mg5Al8 را به طور یکنواخت رسوب کند و مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد جوش را بهبود بخشد.

منگنز

حداکثر حلالیت منگنز در محلول جامد زمانی که دمای یوتکتیک 658 در نمودار فاز تعادلی سیستم آلیاژ Al-Mn باشد 82/1 درصد است.استحکام آلیاژ به طور مداوم با افزایش حلالیت افزایش می یابد و ازدیاد طول زمانی که محتوای منگنز 0.8٪ باشد به حداکثر می رسد.آلیاژهای Al-Mn آلیاژهای سخت‌شدنی غیر پیری هستند، یعنی نمی‌توان آنها را با عملیات حرارتی تقویت کرد.

منگنز می تواند از فرآیند تبلور مجدد آلیاژ آلومینیوم جلوگیری کند، دمای تبلور مجدد را افزایش دهد و به طور قابل توجهی دانه های تبلور مجدد را تصفیه کند.پالایش دانه‌های تبلور مجدد عمدتاً به دلیل ممانعت از رشد دانه‌های تبلور مجدد از طریق ذرات پراکنده ترکیب MnAl6 است.یکی دیگر از عملکردهای MnAl6 حل کردن آهن ناخالص برای تشکیل (Fe, Mn) Al6 است که از اثرات مضر آهن می کاهد.

منگنز عنصر مهمی از آلیاژهای آلومینیوم است که می‌توان آن را به تنهایی برای تشکیل آلیاژهای دوتایی Al-Mn اضافه کرد و بیشتر اوقات با سایر عناصر آلیاژی اضافه کرد، بنابراین بیشتر آلیاژهای آلومینیوم حاوی منگنز هستند.

عنصر روی

حلالیت روی در آلومینیوم زمانی که قسمت غنی از آلومینیوم نمودار فاز تعادل سیستم آلیاژ Al-Zn 275 باشد 31.6% است و حلالیت آن در 125 به 5.6% کاهش می یابد.

هنگامی که روی به تنهایی به آلومینیوم اضافه می شود، بهبود استحکام آلیاژ آلومینیوم در شرایط تغییر شکل بسیار محدود است و همچنین تمایل به ترک خوردگی تنشی وجود دارد که کاربرد آن را محدود می کند.

روی و منیزیم به طور همزمان به آلومینیوم اضافه می شوند تا فاز تقویتی Mg/Zn2 را تشکیل دهند که اثر تقویتی قابل توجهی روی آلیاژ دارد.هنگامی که محتوای Mg/Zn2 از 0.5٪ به 12٪ افزایش می یابد، استحکام کششی و استحکام تسلیم می تواند به طور قابل توجهی افزایش یابد.محتوای منیزیم بیشتر از مقدار مورد نیاز برای تشکیل فاز Mg/Zn2 است.در آلیاژهای آلومینیوم فوق سخت، هنگامی که نسبت روی به منیزیم در حدود 2.7 کنترل می شود، مقاومت در برابر خوردگی تنشی در برابر ترک بیشترین مقدار را دارد.

اگر مس به Al-Zn-Mg اضافه شود تا آلیاژ Al-Zn-Mg-Cu را تشکیل دهد، اثر تقویت ماتریس در بین همه آلیاژهای آلومینیوم بزرگترین است و همچنین یک ماده آلیاژ آلومینیوم مهم در هوافضا، صنعت هوانوردی و برق است. صنعت برق