دور وتأثير العناصر المختلفة في سبائك الألومنيوم على خواص الألومنيوم

كما تعلم.ملكناتقليم بلاط الألومنيوم/ حواف من الألومنيوم / هيكل ألومنيوم LED / هيكل ديكور من الألومنيوم مصنوع من سبائك الألومنيوم 6063.عنصر الألومنيوم هو الجزء الرئيسي.وسيكون العنصر الباقي على النحو التالي.

واليوم سنشرح دور وتأثير العناصر المختلفة في سبائك الألومنيوم على خواص مواد الألومنيوم.

 

عنصر النحاس

عندما يكون الجزء الغني بالألمنيوم من سبائك الألومنيوم والنحاس 548، تكون قابلية ذوبان النحاس القصوى في الألومنيوم 5.65%، وعندما تنخفض درجة الحرارة إلى 302، تكون قابلية ذوبان النحاس 0.45%.يعد النحاس عنصرًا مهمًا في صناعة السبائك وله تأثير تقوية معين للمحلول الصلب.بالإضافة إلى ذلك، فإن CuAl2 المترسب بسبب الشيخوخة له تأثير واضح على تقوية الشيخوخة.عادة ما يكون محتوى النحاس في سبائك الألومنيوم من 2.5% إلى 5%، ويكون تأثير التقوية أفضل عندما يكون محتوى النحاس من 4% إلى 6.8%، وبالتالي فإن محتوى النحاس لمعظم سبائك الألومنيوم الصلبة يقع في هذا النطاق.

عنصر السيليكون

عندما يكون الجزء الغني بالألمنيوم من نظام سبائك Al-Si عند درجة حرارة سهلة الانصهار تبلغ 577 درجة مئوية، فإن الحد الأقصى لقابلية ذوبان السيليكون في المحلول الصلب هو 1.65%.على الرغم من أن قابلية الذوبان تتناقص مع انخفاض درجة الحرارة، إلا أن هذه السبائك غير قابلة للمعالجة الحرارية بشكل عام.تتميز سبائك السي بقابلية صب ممتازة ومقاومة للتآكل.

إذا تمت إضافة المغنيسيوم والسيليكون إلى الألومنيوم في نفس الوقت لتشكيل سبيكة الألومنيوم والمغنيسيوم والسيليكون، فإن مرحلة التقوية هي MgSi.نسبة كتلة المغنيسيوم إلى السيليكون هي 1.73:1.عند تصميم تركيبة سبيكة Al-Mg-Si، يجب تكوين محتوى المغنيسيوم والسيليكون وفقًا لهذه النسبة على الركيزة.بعض سبائك Al-Mg-Si، من أجل تحسين القوة، يتم إضافة كمية مناسبة من النحاس، وفي نفس الوقت إضافة كمية مناسبة من الكروم لتعويض التأثير السلبي للنحاس على مقاومة التآكل.

مخطط طور توازن سبيكة Al-Mg2Si الحد الأقصى للذوبان في Mg2Si في الألومنيوم في الجزء الغني بالألمنيوم هو 1.85%، ويكون التباطؤ صغيرًا مع انخفاض درجة الحرارة.

في سبائك الألومنيوم المشوهة، يقتصر إضافة السيليكون إلى الألومنيوم وحده على مواد اللحام، كما أن إضافة السيليكون إلى الألومنيوم له أيضًا تأثير تقوية معين.

عنصر المغنيسيوم

الجزء الغني بالألمنيوم من مخطط طور التوازن لنظام سبائك Al-Mg، على الرغم من أن منحنى الذوبان يوضح أن ذوبان المغنيسيوم في الألومنيوم يتناقص بشكل كبير مع انخفاض درجة الحرارة، ولكن في معظم سبائك الألومنيوم المشوهة صناعيا، يكون محتوى المغنيسيوم أقل من 6%.محتوى السيليكون منخفض أيضًا.لا يمكن تقوية هذا النوع من السبائك عن طريق المعالجة الحرارية، ولكنه يتمتع بقابلية لحام جيدة، ومقاومة جيدة للتآكل، وقوة متوسطة.

إن تقوية المغنيسيوم للألمنيوم واضحة.لكل زيادة بنسبة 1% في المغنيسيوم، تزيد قوة الشد بحوالي 34MPa.إذا تمت إضافة المنغنيز أقل من 1%، فإنه قد يكمل تأثير التقوية.ولذلك، بعد إضافة المنغنيز، يمكن تقليل محتوى المغنيسيوم، وفي الوقت نفسه، يمكن تقليل ميل التكسير الساخن.بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمنجنيز أيضًا أن يجعل مركب Mg5Al8 يترسب بالتساوي، ويحسن مقاومة التآكل وأداء اللحام.

المنغنيز

الحد الأقصى للذوبان في المنجنيز في المحلول الصلب هو 1.82٪ عندما تكون درجة حرارة الانصهار 658 في مخطط طور التوازن لنظام سبائك المن.تزداد قوة السبيكة بشكل مستمر مع زيادة الذوبان، وتصل الاستطالة إلى الحد الأقصى عندما يكون محتوى المنغنيز 0.8٪.سبائك المن هي سبائك غير قابلة للتصلب، أي أنها لا يمكن تقويتها بالمعالجة الحرارية.

يمكن للمنغنيز أن يمنع عملية إعادة تبلور سبائك الألومنيوم، ويزيد من درجة حرارة إعادة التبلور، ويمكنه تحسين حبيبات إعادة التبلور بشكل كبير.يرجع صقل الحبوب المعاد بلورتها بشكل رئيسي إلى إعاقة نمو الحبوب المعاد بلورتها من خلال الجزيئات المشتتة لمركب MnAl6.وظيفة أخرى لـ MnAl6 هي إذابة شوائب الحديد لتكوين (Fe, Mn) Al6، مما يقلل من التأثيرات الضارة للحديد.

يعد المنغنيز عنصرًا مهمًا في سبائك الألومنيوم، والتي يمكن إضافتها بمفردها لتكوين سبائك المنغنيز الثنائية، وغالبًا ما يتم إضافتها مع عناصر صناعة السبائك الأخرى، لذلك تحتوي معظم سبائك الألومنيوم على المنغنيز.

عنصر الزنك

تبلغ قابلية ذوبان الزنك في الألومنيوم 31.6% عندما يكون الجزء الغني بالألمنيوم من مخطط طور توازن نظام سبائك الزنك 275، وتنخفض قابلية ذوبانه إلى 5.6% عندما تكون 125.

عندما يتم إضافة الزنك إلى الألومنيوم وحده، فإن تحسين قوة سبائك الألومنيوم في ظل ظروف التشوه يكون محدودًا للغاية، وهناك أيضًا ميل للضغط على التشقق الناتج عن التآكل، مما يحد من تطبيقه.

تتم إضافة الزنك والمغنيسيوم إلى الألومنيوم في نفس الوقت لتكوين مرحلة تقوية Mg/Zn2، والتي لها تأثير تقوية كبير على السبيكة.عندما يزيد محتوى Mg/Zn2 من 0.5% إلى 12%، يمكن زيادة قوة الشد ومقاومة الخضوع بشكل ملحوظ.محتوى المغنيسيوم يتجاوز المطلوب لتكوين مرحلة Mg/Zn2.في سبائك الألومنيوم فائقة الصلابة، عندما يتم التحكم في نسبة الزنك إلى المغنيسيوم عند حوالي 2.7، تكون مقاومة التشقق والتآكل الإجهادي هي الأكبر.

إذا تمت إضافة النحاس إلى Al-Zn-Mg لتكوين سبيكة Al-Zn-Mg-Cu، فإن تأثير تقوية المصفوفة يكون الأكبر بين جميع سبائك الألومنيوم، كما أنه مادة سبائك الألومنيوم مهمة في الفضاء وصناعة الطيران والكهرباء. مجال انتاج الطاقة.