บทบาทของธาตุผสมและสิ่งเจือปนในอะลูมิเนียมซีรีส์ 5xxx

องค์ประกอบหลักของ 5xxx ซีรีส์อลูมิเนียม คือแมกนีเซียม, และแมงกานีสจำนวนเล็กน้อย, โครเมียม, เพิ่มไทเทเนียมและองค์ประกอบอื่น ๆ, และธาตุเจือปนส่วนใหญ่เป็นธาตุเหล็ก, ซิลิคอน, ทองแดง, สังกะสีและอื่นๆ. แนะนำบทบาทเฉพาะดังนี้:

(1) แมกนีเซียม: แมกนีเซียมส่วนใหญ่มีอยู่ในสถานะสารละลายที่เป็นของแข็งและ β (มก 2 อัล 3 หรือ Mg 5 อัล 8) เฟส. แม้ว่าการละลายของแมกนีเซียมในโลหะผสมจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิลดลง, เกิดการตกตะกอนและเกิดนิวเคลียสได้ยาก. น้อย, ระยะตกตะกอนนั้นหยาบ, ดังนั้นผลการเสริมความแข็งแกร่งของอายุของโลหะผสมจึงต่ำ, และโดยทั่วไปจะใช้ในสถานะการหลอมหรือเย็น. ดังนั้น, โลหะผสมชุดนี้เรียกอีกอย่างว่าโลหะผสมอลูมิเนียมที่ไม่แข็งแรง. ความแข็งแรงของโลหะผสมชุดนี้เพิ่มขึ้นตามปริมาณแมกนีเซียมที่เพิ่มขึ้น, ในขณะที่ความเป็นพลาสติกลดลงตามไปด้วย, และประสิทธิภาพการประมวลผลก็ลดลงเช่นกัน. ปริมาณแมกนีเซียมมีอิทธิพลอย่างมากต่ออุณหภูมิการตกผลึกใหม่ของโลหะผสม. เมื่อ ω(มก)<5%, อุณหภูมิการตกผลึกใหม่จะลดลงตามปริมาณแมกนีเซียมที่เพิ่มขึ้น; เมื่อ ω(มก)>5%, อุณหภูมิการตกผลึกใหม่จะเปลี่ยนไปตามปริมาณแมกนีเซียม. เพิ่มขึ้นและเพิ่มขึ้น. ปริมาณแมกนีเซียมมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการเชื่อมของโลหะผสม. เมื่อ ω(มก)<6%, แนวโน้มการเกิดรอยร้าวจากการเชื่อมของโลหะผสมจะลดลงเมื่อปริมาณแมกนีเซียมเพิ่มขึ้น. เมื่อ ω(มก)>6%, ตรงกันข้ามเป็นความจริง; เมื่อ ω( เมื่อ Mg)<9%, ความแข็งแรงของรอยเชื่อมจะเพิ่มขึ้นอย่างมากตามปริมาณแมกนีเซียมที่เพิ่มขึ้น. ณ ขณะนี้, แม้ว่าความเป็นพลาสติกและค่าสัมประสิทธิ์การเชื่อมจะค่อยๆ ลดลงเล็กน้อย, การเปลี่ยนแปลงไม่สำคัญ. เมื่อปริมาณแมกนีเซียมมากกว่า 9%, ความแข็งแกร่งของมัน, ความเป็นพลาสติกและค่าสัมประสิทธิ์การเชื่อมลดลงอย่างมาก.

5xxx ซีรีส์อลูมิเนียม

(2) แมงกานีส: ใน 5 ชุดอลูมิเนียมอัลลอยด์, ω(มิน)<1.0% มักจะเป็น. แมงกานีสส่วนหนึ่งในโลหะผสมจะละลายในเมทริกซ์, และส่วนที่เหลืออยู่ในโครงสร้างในรูปของ MnAl 6 เฟส. แมงกานีสสามารถเพิ่มอุณหภูมิการตกผลึกของโลหะผสมได้, ป้องกันการหยาบของเม็ดคริสตัล, และเพิ่มความแข็งแรงของโลหะผสมเล็กน้อย, โดยเฉพาะความแข็งแรงของผลผลิต. ในโลหะผสมแมกนีเซียมสูง, การเพิ่มแมงกานีสสามารถลดความสามารถในการละลายของแมกนีเซียมในเมทริกซ์, ลดแนวโน้มการเกิดรอยร้าวของรอยเชื่อม, และเพิ่มความแข็งแรงของรอยเชื่อมและโลหะฐาน.

(3) โครเมียม: โครเมียมและแมงกานีสมีผลคล้ายคลึงกัน, ซึ่งสามารถเพิ่มความแข็งแรงของโลหะฐานและรอยเชื่อมได้, ลดแนวโน้มการเชื่อมแตกร้าวร้อน, และปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของความเค้น, แต่ความเป็นพลาสติกจะลดลงเล็กน้อย. สามารถใช้โครเมียมแทนแมงกานีสได้ในโลหะผสมบางชนิด. ในแง่ของการเสริมสร้างความแข็งแกร่ง, โครเมียมไม่ดีเท่าแมงกานีส. หากเพิ่มสององค์ประกอบพร้อมกัน, ผลกระทบมากกว่าการเพิ่มเพียงครั้งเดียว.

(4) เบริลเลียม: เติม be . เล็กน้อย (ω(เป็น)=0.0001%~0.005%) กับโลหะผสมแมกนีเซียมสูงสามารถลดแนวโน้มการแตกร้าวของแท่งโลหะและปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของแผ่นรีด, และในขณะเดียวกันก็ช่วยลดการเผาไหม้ของแมกนีเซียมในระหว่างการหลอม อีกทั้งยังสามารถลดออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุในระหว่างกระบวนการให้ความร้อนได้อีกด้วย.

(5) ไทเทเนียม: เพิ่มไทเทเนียมจำนวนเล็กน้อยลงในโลหะผสมแมกนีเซียมสูง, ส่วนใหญ่สำหรับการปรับแต่งเมล็ดพืช.

(6) เหล็ก: เหล็กสามารถสร้างสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำกับแมงกานีสและโครเมียม, จึงช่วยลดบทบาทของแมงกานีสและโครเมียมในโลหะผสม. เมื่อสารประกอบแข็งและเปราะขึ้นในโครงสร้างแท่งโลหะ, มีแนวโน้มที่จะเกิดรอยร้าวในการประมวลผล. นอกจากนี้, เหล็กจะลดความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมชุดนี้ด้วย, โดยทั่วไปแล้ว, ω(เฟ)<0.4% ควรควบคุม, และ ω(เฟ)<0.2% สำหรับวัสดุลวดเชื่อม.

(7) ซิลิคอน: ซิลิคอนเป็นสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย (ยกเว้นโลหะผสม 5A03). ซิลิคอนและแมกนีเซียมก่อตัวเป็น Mg 2 ถ้าเฟส. ปริมาณแมกนีเซียมที่มากเกินไปจะลดความสามารถในการละลายของMg 2 Si เฟสในเมทริกซ์, จึงไม่เพียงแค่มีความแข็งแกร่งเพียงเล็กน้อย, แต่ยังช่วยลดความเป็นพลาสติกของโลหะผสม. เมื่อกลิ้ง, ซิลิคอนมีผลเสียมากกว่าเหล็ก, ดังนั้นโดยทั่วไปควรจำกัด ω (และ) <0.5%. ในโลหะผสม 5A03, ω(และ)=0.5%~0.8%, ซึ่งสามารถลดแนวโน้มการเกิดรอยร้าวในการเชื่อมและปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อมของโลหะผสม.

(8) ทองแดง: ทองแดงจำนวนเล็กน้อยสามารถทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมแย่ลง, ดังนั้น ω(กับ) ควรจะจำกัดอยู่ที่ <0.2%, และโลหะผสมบางชนิดก็ถูกจำกัดให้เข้มงวดมากขึ้น.

(9) สังกะสี: เมื่อ ω(สังกะสี)<0.2%, มันไม่มีอิทธิพลอย่างชัดเจนต่อคุณสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสม. การเติมสังกะสีเล็กน้อยลงในโลหะผสมแมกนีเซียมสูงสามารถเพิ่มความต้านทานแรงดึงได้ 10-20MPa. สิ่งเจือปน ω(สังกะสี) ในโลหะผสมควร จำกัด ไว้ที่ <0.2%.

(10) โซเดียม: โซเดียมเจือปนตามรอยสามารถทำลายคุณสมบัติการเปลี่ยนรูปจากความร้อนของโลหะผสมได้อย่างมาก, และ "ความเปราะบางของโซเดียม" ปรากฏขึ้น, ซึ่งโดดเด่นกว่าในโลหะผสมแมกนีเซียมสูง. วิธีการกำจัดความเปราะบางของโซเดียมคือการทำให้โซเดียมอิสระที่อุดมไปด้วยขอบเกรนกลายเป็นสารประกอบ. วิธีการคลอรีนสามารถใช้ในการผลิต NaCl และถูกปล่อยออกด้วยตะกรัน, หรือวิธีการเติมพลวงเล็กน้อยก็ได้.