Vpliv nečistoč v aluminijevih zlitinah

Vpliv nečistoč v aluminijevih zlitinah

Vanadij v aluminijevi zlitini tvori ognjevzdržno spojino VA11, ki ima vlogo pri rafiniranju zrn med taljenjem in litjem, vendar je učinek manjši kot pri titanu in cirkoniju. Vanadij ima tudi učinek rafiniranja rekristalizacijske strukture in zvišanja temperature rekristalizacije.

 

Topnost kalcija v trdni snovi v aluminijevi zlitini je izjemno nizka in z aluminijem tvori spojino CaAl4. Kalcij je tudi superplastičen element aluminijeve zlitine. Aluminijeva zlitina s približno 5 % kalcija in 5 % mangana ima superplastičnost. Kalcij in silicij tvorita CaSi, ki je netopen v aluminiju. Ker se količina trdne raztopine silicija zmanjša, se lahko prevodnost industrijskega čistega aluminija nekoliko izboljša. Kalcij lahko izboljša rezalno zmogljivost aluminijeve zlitine. CaSi2 ne more okrepiti toplotne obdelave aluminijeve zlitine. Sledi kalcija so koristne za odstranjevanje vodika v staljenem aluminiju.

 

Svinec, kositer in bizmut so kovine z nizkim tališčem. V aluminiju se slabo topijo v trdni snovi, kar nekoliko zmanjša trdnost zlitine, vendar lahko izboljša rezalno zmogljivost. Bizmut se med strjevanjem širi, kar je koristno za dovajanje. Dodajanje bizmuta zlitinam z visoko vsebnostjo magnezija lahko prepreči "krhkost natrija".

 

Antimon se v glavnem uporablja kot modifikator v litih aluminijevih zlitinah, redko pa v kovanih aluminijevih zlitinah. Bizmut se uporablja le v kovanih aluminijevih zlitinah Al-Mg, da se prepreči krhkost zaradi natrija. Ko se nekaterim zlitinam Al-Zn-Mg-Cu doda antimon, se lahko izboljša učinkovitost vročega in hladnega stiskanja.

 

Berilij lahko izboljša strukturo oksidnega filma v kovanih aluminijevih zlitinah in zmanjša izgube pri gorenju ter vključke med ulivanjem. Berilij je strupen element, ki lahko povzroči alergijsko zastrupitev. Zato aluminijeve zlitine, ki pridejo v stik s hrano in pijačo, ne smejo vsebovati berilija. Vsebnost berilija v varilnih materialih je običajno pod 8 μg/ml. Aluminijeva zlitina, ki se uporablja kot varilna osnova, mora prav tako nadzorovati vsebnost berilija.

 

Natrij je v aluminiju skoraj netopen, največja topnost v trdni snovi je manjša od 0,0025 %, tališče natrija pa je nizko (97,8 °C). Ko je natrij prisoten v zlitini, se med strjevanjem adsorbira na površino dendritov ali meja zrn. Med toplotno obdelavo natrij na meji zrn tvori tekočo adsorpcijsko plast, in ko pride do krhkih razpok, se tvori spojina NaAlSi, prostega natrija ni in ne pride do "krhkosti natrija". Ko vsebnost magnezija preseže 2 %, magnezij veže silicij in izloči prosti natrij, kar povzroči "krhkost natrija". Zato se pri aluminijevih zlitinah z visoko vsebnostjo magnezija ne smejo uporabljati talila z natrijevo soljo. Metoda za preprečevanje "krhkosti natrija" je kloriranje, pri katerem natrij tvori NaCl in se sprošča v žlindro, bizmutu pa se doda Na2Bi, ki vstopi v kovinsko matrico; dodajanje antimona za tvorbo Na3Sb ali dodajanje redkih zemelj lahko prav tako igra enako vlogo.

 

Uredil May Jiang iz MAT Aluminum


Čas objave: 11. november 2023