Vai trò của các nguyên tố phụ gia khác nhau trong hợp kim nhôm

Silic (Si)
Silicon (Si) là thành phần chính để cải thiện tính lưu loát.Tính lưu loát tốt nhất có thể đạt được từ eutectic đến hypereutectic.Tuy nhiên, silicon (Si) kết tinh có xu hướng tạo thành các điểm cứng, khiến hiệu suất cắt kém hơn.Vì vậy, nó thường không được phép vượt quá điểm eutectic.Ngoài ra, silicon (Si) có thể cải thiện độ bền kéo, độ cứng, hiệu suất cắt và độ bền ở nhiệt độ cao đồng thời giảm độ giãn dài.
Hợp kim nhôm-magiê Magiê (Mg) có khả năng chống ăn mòn tốt nhất.Vì vậy, ADC5 và ADC6 là hợp kim chống ăn mòn.Phạm vi hóa rắn của nó rất lớn nên có độ giòn nóng, vật đúc dễ bị nứt, gây khó khăn cho việc đúc.Magiê (Mg) là tạp chất trong vật liệu AL-Cu-Si, Mg2Si sẽ làm cho vật đúc trở nên giòn nên tiêu chuẩn thường nằm trong khoảng 0,3%.

Sắt (Fe) Mặc dù sắt (Fe) có thể làm tăng đáng kể nhiệt độ tái kết tinh của kẽm (Zn) và làm chậm quá trình tái kết tinh, nhưng trong quá trình nấu chảy khuôn đúc, sắt (Fe) có nguồn gốc từ nồi nấu kim loại bằng sắt, ống cổ ngỗng và dụng cụ nấu chảy, và tan trong kẽm (Zn).Sắt (Fe) mang trong nhôm (Al) cực kỳ nhỏ, khi sắt (Fe) vượt quá giới hạn hòa tan sẽ kết tinh thành FeAl3.Các khuyết tật do Fe gây ra chủ yếu tạo ra xỉ và nổi dưới dạng hợp chất FeAl3.Vật đúc trở nên giòn và khả năng gia công kém.Tính lưu động của sắt ảnh hưởng đến độ mịn của bề mặt vật đúc.
Các tạp chất của sắt (Fe) sẽ tạo ra các tinh thể FeAl3 hình kim.Vì vật đúc được làm nguội nhanh chóng nên các tinh thể kết tủa rất mịn và không thể coi là thành phần có hại.Nếu hàm lượng sắt nhỏ hơn 0,7% thì không dễ bán ra, vì vậy hàm lượng sắt 0,8-1,0% sẽ tốt hơn cho đúc khuôn.Nếu có một lượng lớn sắt (Fe), các hợp chất kim loại sẽ hình thành, tạo thành các điểm cứng.Hơn nữa, khi hàm lượng sắt (Fe) vượt quá 1,2% sẽ làm giảm tính lưu động của hợp kim, làm hỏng chất lượng vật đúc và rút ngắn tuổi thọ của các bộ phận kim loại trong thiết bị đúc khuôn.

Niken (Ni) Giống như đồng (Cu), có xu hướng tăng độ bền kéo và độ cứng, ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chống ăn mòn.Đôi khi, niken (Ni) được thêm vào để cải thiện độ bền nhiệt độ cao và khả năng chịu nhiệt, nhưng nó có tác động tiêu cực đến khả năng chống ăn mòn và tính dẫn nhiệt.

Mangan (Mn) Nó có thể cải thiện độ bền nhiệt độ cao của hợp kim chứa đồng (Cu) và silicon (Si).Nếu vượt quá một giới hạn nhất định, dễ tạo ra các hợp chất bậc bốn Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn, dễ tạo thành điểm cứng và giảm độ dẫn nhiệt.Mangan (Mn) có thể ngăn chặn quá trình kết tinh lại của hợp kim nhôm, tăng nhiệt độ kết tinh lại và tinh chỉnh đáng kể hạt kết tinh lại.Sự tinh chế các hạt tái kết tinh chủ yếu là do tác dụng cản trở của các hạt hợp chất MnAl6 đối với sự phát triển của các hạt kết tinh lại.Một chức năng khác của MnAl6 là hòa tan tạp chất sắt (Fe) thành (Fe, Mn)Al6 và làm giảm tác hại của sắt.Mangan (Mn) là một nguyên tố quan trọng của hợp kim nhôm và có thể được thêm vào dưới dạng hợp kim nhị phân Al-Mn độc lập hoặc cùng với các nguyên tố hợp kim khác.Vì vậy, hầu hết các hợp kim nhôm đều chứa mangan (Mn).

Kẽm (Zn)
Nếu có kẽm tạp chất (Zn), nó sẽ có độ giòn ở nhiệt độ cao.Tuy nhiên, khi kết hợp với thủy ngân (Hg) để tạo thành hợp kim HgZn2 mạnh, nó tạo ra tác dụng tăng cường đáng kể.JIS quy định hàm lượng kẽm tạp chất (Zn) phải nhỏ hơn 1,0%, trong khi tiêu chuẩn nước ngoài có thể cho phép lên tới 3%.Cuộc thảo luận này không đề cập đến kẽm (Zn) như một thành phần hợp kim mà là vai trò của nó như một tạp chất có xu hướng gây ra các vết nứt trong vật đúc.

Crom (Cr)
Crom (Cr) tạo thành các hợp chất liên kim loại như (CrFe)Al7 và (CrMn)Al12 trong nhôm, cản trở quá trình tạo mầm và phát triển của quá trình kết tinh lại và mang lại một số tác dụng tăng cường độ bền cho hợp kim.Nó cũng có thể cải thiện độ dẻo dai của hợp kim và giảm độ nhạy nứt do ăn mòn ứng suất.Tuy nhiên, nó có thể làm tăng độ nhạy dập tắt.

Titan (Ti)
Ngay cả một lượng nhỏ titan (Ti) trong hợp kim cũng có thể cải thiện tính chất cơ học của nó, nhưng nó cũng có thể làm giảm tính dẫn điện của nó.Hàm lượng quan trọng của titan (Ti) trong hợp kim dòng Al-Ti để làm cứng kết tủa là khoảng 0,15% và sự hiện diện của nó có thể giảm đi khi bổ sung boron.

Chì (Pb), Thiếc (Sn) và Cadmium (Cd)
Canxi (Ca), chì (Pb), thiếc (Sn) và các tạp chất khác có thể tồn tại trong hợp kim nhôm.Vì các nguyên tố này có điểm nóng chảy và cấu trúc khác nhau nên chúng tạo thành các hợp chất khác nhau với nhôm (Al), dẫn đến những ảnh hưởng khác nhau đến tính chất của hợp kim nhôm.Canxi (Ca) có độ hòa tan rắn rất thấp trong nhôm và tạo thành hợp chất CaAl4 với nhôm (Al), có thể cải thiện hiệu suất cắt của hợp kim nhôm.Chì (Pb) và thiếc (Sn) là những kim loại có điểm nóng chảy thấp, độ hòa tan rắn thấp trong nhôm (Al), có thể làm giảm độ bền của hợp kim nhưng cải thiện hiệu suất cắt của nó.

Việc tăng hàm lượng chì (Pb) có thể làm giảm độ cứng của kẽm (Zn) và tăng khả năng hòa tan của nó.Tuy nhiên, nếu bất kỳ lượng chì (Pb), thiếc (Sn) hoặc cadimi (Cd) nào vượt quá lượng quy định trong hợp kim nhôm: kẽm thì sự ăn mòn có thể xảy ra.Sự ăn mòn này không đều, xảy ra sau một thời gian nhất định và đặc biệt rõ rệt trong môi trường có nhiệt độ cao, độ ẩm cao.