تاثیر عناصر آلیاژی بر خواص آلومینیم

اولین پست  درباره علم مواد و مهندسی متالورژی 

سیلیسیم:  سیلیسیم مهمترین عنصر آلیاژی در آلیاژهای ریختگی آلومینیم است. سیلیسیم قابلیت سیلان آلومینیم مذاب را بهبود می بخشد. این عنصر باعث می شود که مذاب آسان تر جریان یافته و دیواره های نازک و باریک را پر نموده و جزئیات قطعه مورد نظر منعکس گردد. آلیاژهای حاوی کمتر از مقدار یوتکتیک (7/11/ درصد) سیلیسیم را آلیاژهای سیلیسیم دار فرو یوتکتیک و آلیاژهای حاوی بیش از 7/11 درصد سیلیسیم را آلیاژهای سیلیسیم دار فرا یوتکتیک می نامند. 

مس: مس پس از سیلیسیم مهمترین عنصر در آلیاژهای ریختگی آلومینیم می باشد. این عنصر تشکیل رسوبات  که یکی از مهمترین اجزاء سخت کننده آلیاژهای آلومینیم است را می دهد. مس استحکام آلیاژ در هر دو حالت عملیات حرارتی شده و عملیات حرارتی نشده را افزایش می دهد. مقدار آن از 3 تا 11 درصد است. مس مقدار انقباض داخلی در آلومینیم را کاهش داده و قابلیت ماشینکاری قطعات ریختگی را افزایش می دهد. در هر حال به عالت ایجاد گرم شکنی و کاهش دادن سیالیت، ریخته گری را مشکل می سازد. عیب دیگر مس این است که به مقدار قابل ملاحظه ای مقاومت به خوردگی آلومینیم را کاهش می دهد. 

منیزیم: پس از سیلیسیم و مس، منیزیم مهمترین عنصر آلیاژی است. منیزیم نیز مانند مس، آلومینیم را در هر دو حالت عملیات حرارتی شده و عملیات حرارتی نشده سخت می کند. منیزیم انعطاف پذیری و قابلیت ماشینکاری آلیاژ آلومینیم ریختگی را نیز بهبود می بخشد. در هر حال این عنصر به دلیل تسهیل شرایط تشکیل اکسیدها ریخته گری را مشکل می کند و حتی در آلیاژهای آلومینیم با بیش از 8 درصد منیزیم شرایط ریخته گری خاصی را ایجاب میکند. 

تیتانیم و بر: تیتانیم به عنوان ریزکننده دانه برای کلیه ریخته گری ها در قالب ماسه ای و دائمی اضافه می گردد، ولی برای ریخته گری تحت فشار معمولا استفاده نمی شود، زیرا انجماد سریع در این روش دانه های به حد کافی ریز تولید می نماید. تیتانیم به مقدار زیاد هدایت حرارتی و سیالیت آلیاژهای ریختگی را کاهش می دهد ولی انعطاف پذیری و استحکام آن ها را زیاد می کند. معمولا تیتانیم به مقادیر 05/0 تا 2/0 درصد اضافه می شود. گاهی بر در ترکیب با تیتانیم اضافه می شود تا تیتانیم قابلیت ریزکنندگی خود را پس از ذوب مجدد آلیاژ حفظ کند. مقدار بر مورد استفاده بندرت به بیش از 01/0 درصد می رسد. 

آهن:  در کلیه آلومینیم های تجارتی به عنوان ناخالصی وجود داشته و گاهی برای کم کرن انقباض اضافه می شود. این عنصر در آلیاژهای حاوی 5 درصد یا بیشتر سیلیسیم به عنوان درشت کننده دانه و تولیدکننده ساختمان شکننده عمل می کند. وجود ترکیب  عامل اصلی شکنندگی آلیاژهای حاوی آهن می باشد. اهن معمولا در حدود 15/0 و 2/1 نگه داشته می شود. 

منگنز: همراه با آهن از طریق تشکیل ذرات درشت اجزاء اولیه مقدار انقباض را کم کند. منگنز معمولا در ترکیب با مس یا سیلیسیم برای بهبود بخشیدن استحکام درجه حرارت زیاد آلیاژهای ریختگی مورد استفاده قرار می گیرد. 

کروم: ترک خوردن تنشی و خوردگی تنشی در آلیاژهای Al-Zn-Mg را کاهش می دهد. 

نیکل: استحکام آلیاژهای رختگی آلومینیم در درجات حرارت زیاد را افزایش می دهد. این عنصر معمولا در حدود 5/0 تا 3 درصد اضافه می شود و فقط در ترکیب با سایر عناصر استفاده می گردد. 

روی: معمولا همرا با منیزیم برای تولید آلیاژهای با استحکام کششی و انعطاف پذیری بالا مورد استفاده قرار می گیرد. در هر حال این عنصر باعث گرم شکنی آلومینیم شده و تولید انقیاض زیاد می کند. 

قلع و سرب: به ماشینکاری آلیاژهای ریختگی آلومینیم کمک می کند. 

بریلیم: به مقدار 2/0 درصد به سیالیت آلیاژهای ریختگی آلومینیم کمک می کند. این عنصر به عنوان ریز کننده دانه و بالا برنده استحکام درجه حرارت بالای آلیاژها به آن ها اضافه می شود.