Ролята на различните добавъчни елементи в алуминиевата сплав

Силиций (Si)
Силицият (Si) е основната съставка за подобряване на течливостта. Най-добра течливост може да се постигне от евтектична до хиперевтектична среда. Кристализиращият силиций (Si) обаче е склонен да образува твърди върхове, което влошава режещите характеристики. Поради това обикновено не се допуска превишаване на евтектичната точка. Освен това, силицийът (Si) може да подобри якостта на опън, твърдостта, режещите характеристики и якостта при високи температури, като същевременно намалява удължението.
Магнезият (Mg) Алуминиево-магнезиевият сплав има най-добра устойчивост на корозия. Следователно, ADC5 и ADC6 са устойчиви на корозия сплави. Диапазонът им на втвърдяване е много широк, така че имат гореща крехкост и отливките са склонни към напукване, което затруднява леенето. Магнезият (Mg) като примес в AL-Cu-Si материалите, Mg2Si, ще направи отливката крехка, така че стандартът обикновено е в рамките на 0,3%.

Желязо (Fe) Въпреки че желязото (Fe) може значително да повиши температурата на рекристализация на цинка (Zn) и да забави процеса на рекристализация, при леене под налягане, желязото (Fe) се отделя от железни тигли, тръби тип „гъши врат“ и инструменти за топене и е разтворимо в цинк (Zn). Желязото (Fe), носено от алуминий (Al), е изключително малко и когато желязото (Fe) надвиши границата на разтворимост, то ще кристализира като FeAl3. Дефектите, причинени от Fe, най-вече генерират шлака и плават като FeAl3 съединения. Отливката става крехка и обработваемостта се влошава. Течливостта на желязото влияе върху гладкостта на повърхността на отливката.
Примесите от желязо (Fe) ще генерират игловидни кристали FeAl3. Тъй като леенето под налягане се охлажда бързо, утаените кристали са много фини и не могат да се считат за вредни компоненти. Ако съдържанието е по-малко от 0,7%, не е лесно да се отдели от формата, така че съдържанието на желязо от 0,8-1,0% е по-добро за леене под налягане. Ако има голямо количество желязо (Fe), ще се образуват метални съединения, образуващи твърди точки. Освен това, когато съдържанието на желязо (Fe) надвиши 1,2%, това ще намали течливостта на сплавта, ще влоши качеството на отливката и ще съкрати живота на металните компоненти в оборудването за леене под налягане.

Никел (Ni) Подобно на медта (Cu), има тенденция към повишаване на якостта на опън и твърдостта и това има значително влияние върху устойчивостта на корозия. Понякога се добавя никел (Ni), за да се подобри якостта при високи температури и топлоустойчивостта, но това има отрицателно въздействие върху устойчивостта на корозия и топлопроводимостта.

Манган (Mn) Може да подобри якостта при висока температура на сплави, съдържащи мед (Cu) и силиций (Si). Ако надвиши определена граница, лесно се генерират кватернерни съединения Al-Si-Fe-P+o{T*T f;X Mn, които лесно образуват твърди точки и намаляват топлопроводимостта. Манганът (Mn) може да предотврати процеса на рекристализация на алуминиевите сплави, да повиши температурата на рекристализация и значително да прецизира зърното на рекристализация. Прецизирането на зърната на рекристализация се дължи главно на възпрепятстващия ефект на частиците на съединението MnAl6 върху растежа на зърната на рекристализация. Друга функция на MnAl6 е да разтваря примесите желязо (Fe), за да образува (Fe, Mn)Al6 и да намали вредното въздействие на желязото. Манганът (Mn) е важен елемент в алуминиевите сплави и може да се добавя като самостоятелна бинарна сплав Al-Mn или заедно с други легиращи елементи. Следователно, повечето алуминиеви сплави съдържат манган (Mn).

Цинк (Zn)
Ако присъства нечист цинк (Zn), той ще прояви високотемпературна крехкост. Когато обаче се комбинира с живак (Hg), за да образува здрави HgZn2 сплави, това води до значителен укрепващ ефект. JIS постановява, че съдържанието на нечист цинк (Zn) трябва да бъде по-малко от 1,0%, докато чуждестранните стандарти позволяват до 3%. Тази дискусия не се отнася до цинка (Zn) като компонент на сплавта, а по-скоро до неговата роля като примес, който има тенденция да причинява пукнатини в отливките.

Хром (Cr)
Хромът (Cr) образува интерметални съединения като (CrFe)Al7 и (CrMn)Al12 в алуминия, като възпрепятства образуването на зародиши и растежа на рекристализацията и осигурява някои укрепващи ефекти на сплавта. Той може също така да подобри жилавостта на сплавта и да намали чувствителността към корозия под напрежение. Въпреки това, може да увеличи чувствителността към закаляване.

Титан (Ti)
Дори малко количество титан (Ti) в сплавта може да подобри механичните ѝ свойства, но също така може да намали електрическата ѝ проводимост. Критичното съдържание на титан (Ti) в сплавите от серията Al-Ti за валежно втвърдяване е около 0,15% и присъствието му може да бъде намалено с добавянето на бор.

Олово (Pb), калай (Sn) и кадмий (Cd)
В алуминиевите сплави могат да съществуват калций (Ca), олово (Pb), калай (Sn) и други примеси. Тъй като тези елементи имат различни точки на топене и структури, те образуват различни съединения с алуминий (Al), което води до различно въздействие върху свойствата на алуминиевите сплави. Калцият (Ca) има много ниска разтворимост в твърдо вещество в алуминий и образува CaAl4 съединения с алуминий (Al), което може да подобри режещите характеристики на алуминиевите сплави. Оловото (Pb) и калаят (Sn) са метали с ниска точка на топене и ниска разтворимост в твърдо вещество в алуминий (Al), което може да намали якостта на сплавта, но да подобри режещите ѝ характеристики.

Увеличаването на съдържанието на олово (Pb) може да намали твърдостта на цинка (Zn) и да увеличи неговата разтворимост. Ако обаче някое от оловото (Pb), калая (Sn) или кадмия (Cd) надвиши определеното количество в алуминиево-цинкова сплав, може да възникне корозия. Тази корозия е неравномерна, възниква след определен период и е особено силно изразена при високи температури и влажност.