Gli otto elementi che influenzano le prestazioni delle leghe di alluminio sono vanadio, calcio, piombo, stagno, bismuto, antimonio, berillio e sodio, oltre ad altri elementi metallici. A causa dei diversi utilizzi della bobina di alluminio finita, queste impurità vengono aggiunte al processo di lavorazione.
A causa dei diversi punti di fusione, delle diverse strutture e dei diversi composti formati dall'alluminio, anche gli effetti sulle proprietà delle leghe di alluminio sono diversi. Pertanto, gli scenari applicativi di prodotti come lastre di alluminio e cerchi in alluminio Anche quelli prodotti utilizzando diversi tipi di leghe di alluminio sono diversi.
1. L'influenza dell'elemento rame sulla lega di alluminio
Il rame è un importante elemento di lega e possiede un certo effetto di rafforzamento in soluzione solida. Inoltre, il CuAl₂ precipitato dall'invecchiamento ha un significativo effetto di rafforzamento. Il contenuto di rame nelle piastre di alluminio è solitamente compreso tra il 2% e il 2.5%, e l'effetto di rafforzamento è massimo quando il contenuto di rame è compreso tra il 5% e il 4%, quindi il contenuto di rame della maggior parte delle leghe di alluminio dure rientra in questo intervallo.
2. L'effetto del silicio sulle leghe di alluminio
Diagramma di fase di equilibrio della lega Al-Mg2Si. La solubilità massima di Mg2Si nell'alluminio è dell'1.85% nella parte ricca di alluminio e la velocità di decelerazione diminuisce con la diminuzione della temperatura. Nella lega di alluminio deformata, l'aggiunta di silicio alla piastra di alluminio è limitata al materiale di saldatura e l'aggiunta di silicio all'alluminio ha anche un certo effetto rinforzante.
3. L'effetto del magnesio sulle leghe di alluminio
Il magnesio è di grande importanza per il rinforzo dell'alluminio. Per ogni aumento dell'1% di magnesio, la resistenza alla trazione aumenta di circa 34 MPa. Aggiungendo meno dell'1% di manganese, l'effetto di rinforzo può essere potenziato. Pertanto, dopo l'aggiunta di manganese, è possibile ridurre il contenuto di magnesio e, allo stesso tempo, la tendenza alla criccatura a caldo. Inoltre, il manganese può uniformare la precipitazione del composto Mg5Al8 e migliorare la resistenza alla corrosione e le prestazioni di saldatura.
4. Influenza dell'elemento manganese sulla lega di alluminio
La massima solubilità del manganese in soluzione solida è dell'1.82%. La resistenza della lega aumenta costantemente con l'aumentare della solubilità e l'allungamento raggiunge il valore massimo quando il contenuto di manganese è dello 0.8%. Le leghe Al-Mn sono leghe ad invecchiamento breve e lungo, ovvero non possono essere rinforzate mediante trattamento termico.
5. L'effetto dell'elemento zinco sulla lega di alluminio
La solubilità dello zinco nell'alluminio è del 31.6% quando la parte ricca di alluminio del sistema di lega Al-Zn è 275, e scende al 5.6% quando è 125. Quando lo zinco viene aggiunto al solo alluminio, il miglioramento della resistenza della lega di alluminio è molto limitato a causa della deformazione, e si verifica una tendenza alla criccatura e alla criccatura da corrosione sotto sforzo, limitandone così l'applicazione.
6. Effetti del titanio e del boro
Il titanio è un elemento additivo comunemente utilizzato nelle leghe di alluminio e viene aggiunto sotto forma di leghe madri Al-Ti o Al-Ti-B. Titanio e alluminio formano la fase TiAl₂, che diventa il nucleo non spontaneo durante la cristallizzazione e svolge il ruolo di raffinazione della struttura di forgiatura e della struttura di saldatura. Quando la lega a base di Al-Ti subisce una reazione di clatrato, il contenuto critico di titanio è di circa lo 2% e, in presenza di boro, la decelerazione è pari solo allo 0.15%.
7. Effetti del cromo e dello stronzio
Il cromo forma composti intermetallici quali (CrFe) Al7 e (Crum) Al12 nella piastra di alluminio, che ostacolano il processo di nucleazione e crescita della ricristallizzazione, hanno un certo effetto rinforzante sulla lega e possono anche migliorare la tenacità della lega e ridurre la sensibilità alla criccatura da corrosione sotto sforzo.
Tuttavia, la sensibilità alla tempra del sito aumenta, rendendo giallo il film di ossido anodico. L'aggiunta di cromo nella lega di alluminio generalmente non supera lo 0.35% e diminuisce con l'aumento degli elementi di transizione nella lega. L'aggiunta di stronzio alla lega di alluminio per estrusione è dello 0.015% ~0.03% di stronzio, in modo che la fase β-AlFeSi nel lingotto si trasformi in una fase α-AlFeSi a forma di carattere cinese, riducendo il tempo medio di formazione del lingotto del 60%~70%, migliorando le proprietà meccaniche e la lavorabilità plastica del materiale e migliorando la rugosità superficiale del prodotto.
Per le leghe di alluminio deformate ad alto contenuto di silicio (10%~13%), l'aggiunta di stronzio (0.02%~0.07%) può ridurre al minimo la cristallizzazione primaria e migliorare significativamente anche le proprietà meccaniche. La resistenza alla trazione αb è migliorata da 233 MPa a 236 MPa, il limite di snervamento α0.2 è aumentato da 204 MPa a 210 MPa e l'allungamento α5 è aumentato dal 9% al 12%. L'aggiunta di stronzio alla lega ipereutettica Al-Si può ridurre la dimensione delle particelle di silicio cristalline primarie, migliorare le prestazioni di lavorazione della plastica e consentire una laminazione a caldo e a freddo senza problemi.
