Efeito e influência de vários elementos na liga de alumínio nas propriedades do alumínio
Elemento de cobre
Quando a liga de alumínio-cobre é rica na porção de alumínio 548, a solubilidade máxima do cobre em alumínio é de 5,65%, e quando a temperatura é reduzida para 302, a solubilidade do cobre é de 0,45%. O cobre é um importante elemento de liga e possui um certo efeito de fortalecimento da solução sólida. Além disso, o CuAl2 precipitado pelo envelhecimento tem um efeito óbvio de fortalecimento do envelhecimento. O teor de cobre em ligas de alumínio é geralmente entre 2,5% e 5%, e o teor de cobre é melhor em 4% a 6,8%, então o teor de cobre da maioria das ligas de alumínio duras está nesta faixa.
Elemento de silício
Na temperatura euttica de 577 na poro de alumio rica em liga de Al-Si, a solubilidade mima de silio na soluo sida de 1,65%. Embora a solubilidade diminua com a diminuição da temperatura, tais ligas geralmente não são tratáveis termicamente. As ligas de alumínio-silício possuem excelentes propriedades de fundição e resistência à corrosão.
Se magnésio e silício forem simultaneamente adicionados ao alumínio para formar uma liga de alumínio-magnésio-silício, a fase de fortalecimento é MgSi. A relação de massa de magnésio para silício é 1,73: 1. Quando a composição da liga de Al-Mg-Si é projetada, os conteúdos de magnésio e silício são dispostos nesta relação no substrato. Em algumas ligas de Al-Mg-Si, a fim de aumentar a resistência, uma quantidade apropriada de cobre é adicionada, e uma quantidade apropriada de cromo é adicionada para compensar o efeito adverso do cobre na resistência à corrosão.
Diagrama de fase de equilíbrio da liga de liga de Al-Mg2Si A solubilidade máxima do Mg2Si em alumínio é de 1,85%, e a desaceleração é pequena com a diminuição da temperatura.
Na liga de alumínio deformada, o silício é adicionado apenas ao alumínio e é limitado ao material de soldagem, e o silício também é adicionado ao alumínio para ter um certo efeito de fortalecimento.
Magnésio
O diagrama de fase de equilíbrio da liga Al-Mg é rico em alumínio. Embora a curva de solubilidade indique que a solubilidade do magnésio no alumínio é bastante reduzida com a temperatura, na maioria das ligas de alumínio industrialmente deformadas, o teor de magnésio é inferior a 6%. O teor de silício também é baixo, e essas ligas não são tratadas termicamente, mas têm boa soldabilidade, boa resistência à corrosão e resistência moderada.
O fortalecimento do magnésio pelo alumínio é óbvio. Para cada aumento de 1% em magnésio, a resistência à tração é de cerca de 34 MPa. Se menos de 1% de manganês for adicionado, pode ser complementado com reforço. Portanto, a adição de manganês pode reduzir o teor de magnésio e, ao mesmo tempo, reduzir a tendência à quebra a quente. Além disso, o manganês pode precipitar uniformemente o composto Mg5Al8 para melhorar a resistência à corrosão e o desempenho da soldagem.
Elemento de manganês
No diagrama de fase de equilíbrio do sistema de liga Al-Mn, a solubilidade máxima do manganês na solução sólida foi de 1,82% na temperatura eutética de 658. A resistência da liga aumenta com o aumento da solubilidade. Quando o teor de manganês é de 0,8%, o alongamento atinge o máximo. A liga Al-Mn é uma liga de endurecimento sem envelhecimento, ou seja, não pode ser tratada termicamente.
O manganês pode prevenir o processo de recristalização de ligas de alumínio, aumentar a temperatura de recristalização e refinar notavelmente os grãos recristalizados. O refinamento de grãos recristalizados é causado principalmente pela difusão de partículas do composto MnAl6 para impedir o crescimento de grãos recristalizados. Outra função do MnAl6 é dissolver a impureza do ferro e formar (Fe, Mn) Al6 para reduzir os efeitos nocivos do ferro.
O manganês é um elemento importante da liga de alumínio, e pode ser adicionado separadamente para formar uma liga binária Al-Mn, e mais é adicionado junto com outros elementos de liga, de modo que a maioria das ligas de alumínio contém manganês.
Elemento de zinco
Diagrama de fase de equilíbrio da liga de Al-Zn A solubilidade do zinco no alumínio é de 31,6% na fração rica em alumínio 275, enquanto a sua solubilidade diminui para 5,6% em 125.
O zinco é adicionado ao alumínio sozinho. Sob a condição de deformação, a resistência da liga de alumínio é muito limitada, e há uma tendência de corrosão sob tensão, o que limita sua aplicação.
A adição simultânea de zinco e magnésio em alumínio forma uma fase de fortalecimento Mg / Zn2, que tem um efeito fortalecedor significativo sobre a liga. Quando o teor de Mg / Zn2 é aumentado de 0,5% para 12%, a resistência à tracção e a resistência ao escoamento podem ser significativamente aumentadas. O teor de magnésio excede o da liga de alumínio super dura necessária para formar a fase Mg / Zn2. Quando a proporção de zinco para magnésio é controlada em cerca de 2,7, a resistência à corrosão sob tensão é a maior.
Por exemplo, ao adicionar o elemento de cobre ao Al-Zn-Mg para formar uma liga de Al-Zn-Mg-Cu, o efeito de reforço de base é o maior entre todas as ligas de alumínio e também é um importante material de liga de alumínio no setor aeroespacial. indústria e indústrias de energia elétrica.
