Rollen til ulike tilsetningsstoffer i aluminiumslegering

Silisium (Si)
Silisium (Si) er hovedingrediensen for å forbedre fluiditeten. Den beste fluiditeten kan oppnås fra eutektisk til hypereutektisk. Imidlertid har silisium (Si) som krystalliserer en tendens til å danne harde punkter, noe som forverrer skjæreytelsen. Derfor er det vanligvis ikke tillatt å overskride det eutektiske punktet. I tillegg kan silisium (Si) forbedre strekkfasthet, hardhet, skjæreytelse og styrke ved høye temperaturer, samtidig som det reduserer forlengelsen.
Magnesium (Mg) Aluminium-magnesiumlegering har den beste korrosjonsbestandigheten. Derfor er ADC5 og ADC6 korrosjonsbestandige legeringer. Størkningsområdet er veldig stort, så det har varmsprøhet, og støpegodset er utsatt for sprekker, noe som gjør støping vanskelig. Magnesium (Mg) som en urenhet i AL-Cu-Si-materialer, Mg2Si, vil gjøre støpegodset sprøtt, så standarden er vanligvis innenfor 0,3 %.

Jern (Fe) Selv om jern (Fe) kan øke omkrystalliseringstemperaturen til sink (Zn) betydelig og forsinke omkrystalliseringsprosessen, kommer jern (Fe) fra jerndigler, svanehalsrør og smelteverktøy i støpesmelting, og er løselig i sink (Zn). Jernmengden (Fe) som finnes i aluminium (Al) er ekstremt liten, og når jernmengden (Fe) overstiger løselighetsgrensen, vil det krystallisere som FeAl3. Defektene forårsaket av Fe genererer for det meste slagg og flyter som FeAl3-forbindelser. Støpegodset blir sprøtt, og maskinbearbeidbarheten forringes. Jernets flyteevne påvirker glattheten på støpeoverflaten.
Urenheter i jern (Fe) vil generere nålelignende krystaller av FeAl3. Siden støping avkjøles raskt, er de utfelte krystallene svært fine og kan ikke betraktes som skadelige komponenter. Hvis innholdet er mindre enn 0,7 %, er det ikke lett å ta ut formen, så et jerninnhold på 0,8–1,0 % er bedre for støping. Hvis det er en stor mengde jern (Fe), vil det dannes metallforbindelser som danner harde punkter. Dessuten, når jerninnholdet (Fe) overstiger 1,2 %, vil det redusere legeringens flyteevne, skade støpekvaliteten og forkorte levetiden til metallkomponentene i støpeutstyret.

Nikkel (Ni) I likhet med kobber (Cu) er det en tendens til å øke strekkfastheten og hardheten, og det har en betydelig innvirkning på korrosjonsmotstanden. Noen ganger tilsettes nikkel (Ni) for å forbedre høytemperaturstyrken og varmemotstanden, men det har en negativ innvirkning på korrosjonsmotstand og varmeledningsevne.

Mangan (Mn) Det kan forbedre høytemperaturstyrken til legeringer som inneholder kobber (Cu) og silisium (Si). Hvis den overskrider en viss grense, er det lett å generere Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn kvaternære forbindelser, som lett kan danne harde punkter og redusere varmeledningsevnen. Mangan (Mn) kan forhindre omkrystalliseringsprosessen av aluminiumslegeringer, øke omkrystalliseringstemperaturen og betydelig raffinere omkrystalliseringskornene. Raffineringen av omkrystalliseringskorn skyldes hovedsakelig den hindrende effekten av MnAl6-forbindelsespartikler på veksten av omkrystalliseringskorn. En annen funksjon til MnAl6 er å løse opp urent jern (Fe) for å danne (Fe, Mn)Al6 og redusere de skadelige effektene av jern. Mangan (Mn) er et viktig element i aluminiumslegeringer og kan tilsettes som en frittstående Al-Mn binærlegering eller sammen med andre legeringselementer. Derfor inneholder de fleste aluminiumslegeringer mangan (Mn).

Sink (Zn)
Hvis uren sink (Zn) er tilstede, vil den vise høytemperatursprøhet. Når den kombineres med kvikksølv (Hg) for å danne sterke HgZn2-legeringer, gir den imidlertid en betydelig forsterkende effekt. JIS fastsetter at innholdet av uren sink (Zn) bør være mindre enn 1,0 %, mens utenlandske standarder kan tillate opptil 3 %. Denne diskusjonen refererer ikke til sink (Zn) som en legeringskomponent, men snarere dens rolle som en urenhet som har en tendens til å forårsake sprekker i støpegods.

Krom (Cr)
Krom (Cr) danner intermetalliske forbindelser som (CrFe)Al7 og (CrMn)Al12 i aluminium, noe som hindrer kimdannelse og vekst av omkrystallisering og gir legeringen noen forsterkende effekter. Det kan også forbedre legeringens seighet og redusere følsomheten for spenningskorrosjonssprekker. Det kan imidlertid øke bråkjølingsfølsomheten.

Titan (Ti)
Selv en liten mengde titan (Ti) i legeringen kan forbedre dens mekaniske egenskaper, men det kan også redusere dens elektriske ledningsevne. Det kritiske innholdet av titan (Ti) i Al-Ti-serielegeringer for utskillingsherding er omtrent 0,15 %, og dets tilstedeværelse kan reduseres ved tilsetning av bor.

Bly (Pb), tinn (Sn) og kadmium (Cd)
Kalsium (Ca), bly (Pb), tinn (Sn) og andre urenheter kan forekomme i aluminiumslegeringer. Siden disse elementene har forskjellige smeltepunkter og strukturer, danner de forskjellige forbindelser med aluminium (Al), noe som resulterer i varierende effekter på egenskapene til aluminiumslegeringer. Kalsium (Ca) har svært lav løselighet i faste stoffer i aluminium og danner CaAl4-forbindelser med aluminium (Al), noe som kan forbedre skjæreytelsen til aluminiumslegeringer. Bly (Pb) og tinn (Sn) er metaller med lavt smeltepunkt og lav løselighet i faste stoffer i aluminium (Al), noe som kan redusere legeringens styrke, men forbedre skjæreytelsen.

Å øke blyinnholdet (Pb) kan redusere hardheten til sink (Zn) og øke løseligheten. Men hvis noe av bly (Pb), tinn (Sn) eller kadmium (Cd) overstiger den spesifiserte mengden i en aluminium:sinklegering, kan det oppstå korrosjon. Denne korrosjonen er uregelmessig, oppstår etter en viss periode og er spesielt uttalt i atmosfærer med høy temperatur og høy luftfuktighet.