Kupari (Cu)
Kun kuparia (Cu) liuotetaan alumiiniseoksiin, mekaaniset ominaisuudet paranevat ja leikkauskyky paranee. Korroosionkestävyys kuitenkin heikkenee ja kuumahalkeilu on alttiimpaa. Kuparilla (Cu) epäpuhtautena on sama vaikutus.
Seoksen lujuutta ja kovuutta voidaan merkittävästi lisätä, kun kupari (Cu) -pitoisuus ylittää 1,25 %. Al-Cu:n saostuminen aiheuttaa kuitenkin kutistumista painevalun aikana, jota seuraa laajeneminen, mikä tekee valukappaleen koosta epävakaan.
Magnesium (Mg)
Pieni määrä magnesiumia (Mg) lisätään raerajakorroosion estämiseksi. Kun magnesiumpitoisuus (Mg) ylittää määritellyn arvon, juoksevuus heikkenee ja lämpöhauraus ja iskunkestävyys heikkenevät.
Pii (Si)
Pii (Si) on tärkein juoksevuuden parantaja. Paras juoksevuus saavutetaan eutektisesta hypereutektiseen. Kiteytynyt pii (Si) kuitenkin muodostaa kovia pisteitä, mikä heikentää leikkauskykyä. Siksi sen ei yleensä sallita ylittävän eutektista pistettä. Lisäksi pii (Si) voi parantaa vetolujuutta, kovuutta, leikkauskykyä ja lujuutta korkeissa lämpötiloissa samalla vähentäen venymää.
Magnesium (Mg) Alumiini-magnesiumseoksella on paras korroosionkestävyys. Siksi ADC5 ja ADC6 ovat korroosionkestäviä seoksia. Sen jähmettymisalue on erittäin laaja, joten se on kuumahauraampi ja valukappaleet ovat alttiita halkeilulle, mikä vaikeuttaa valamista. Magnesium (Mg) epäpuhtautena AL-Cu-Si-materiaaleissa, Mg2Si, tekee valukappaleesta hauraan, joten standardi on yleensä 0,3 %.
Rauta (Fe) Vaikka rauta (Fe) voi merkittävästi nostaa sinkin (Zn) uudelleenkiteytymislämpötilaa ja hidastaa uudelleenkiteytymisprosessia, painevaletussa sulatuksessa rautaa (Fe) on peräisin rautapaloista, joutsenkaulaputkista ja sulatustyökaluista, ja se liukenee sinkkiin (Zn). Alumiinin (Al) kuljettama rauta (Fe) on erittäin pieni, ja kun raudan (Fe) liukoisuus ylittää rajan, se kiteytyy FeAl3:na. Fe:n aiheuttamat viat tuottavat enimmäkseen kuonaa ja kelluvat FeAl3-yhdisteinä. Valoksesta tulee hauras ja sen työstettävyys heikkenee. Raudan juoksevuus vaikuttaa valupinnan sileyteen.
Raudan (Fe) epäpuhtaudet muodostavat neulamaisia FeAl3-kiteitä. Koska painevalu jäähdytetään nopeasti, saostuneet kiteet ovat hyvin hienojakoisia eikä niitä voida pitää haitallisina komponentteina. Jos pitoisuus on alle 0,7 %, muotista irtoaminen on vaikeaa, joten 0,8–1,0 %:n rautapitoisuus on parempi painevaluun. Jos rautaa (Fe) on paljon, muodostuu metalliyhdisteitä, jotka muodostavat kovia kohtia. Lisäksi, kun rautapitoisuus (Fe) ylittää 1,2 %, seos heikentää juoksevuutta, heikentää valun laatua ja lyhentää metalliosien käyttöikää painevalulaitteistossa.
Nikkeli (Ni) Kuten kuparilla (Cu), sillä on taipumus lisätä vetolujuutta ja kovuutta, ja sillä on merkittävä vaikutus korroosionkestävyyteen. Joskus nikkeliä (Ni) lisätään parantamaan korkean lämpötilan lujuutta ja lämmönkestävyyttä, mutta sillä on negatiivinen vaikutus korroosionkestävyyteen ja lämmönjohtavuuteen.
Mangaani (Mn) Se voi parantaa kuparia (Cu) ja piitä (Si) sisältävien seosten korkean lämpötilan lujuutta. Jos se ylittää tietyn rajan, on helppo muodostaa Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn -kvaternäärisiä yhdisteitä, jotka voivat helposti muodostaa kovia pisteitä ja heikentää lämmönjohtavuutta. Mangaani (Mn) voi estää alumiiniseosten uudelleenkiteytymisprosessia, nostaa uudelleenkiteytymislämpötilaa ja hienontaa merkittävästi uudelleenkiteytymisrakeita. Uudelleenkiteytymisrakeiden hienontuminen johtuu pääasiassa MnAl6-yhdistehiukkasten estävästä vaikutuksesta uudelleenkiteytymisrakeiden kasvuun. MnAl6:n toinen tehtävä on liuottaa epäpuhtausrautaa (Fe) muodostaen (Fe, Mn)Al6:ta ja vähentää raudan haitallisia vaikutuksia. Mangaani (Mn) on tärkeä alkuaine alumiiniseoksissa, ja sitä voidaan lisätä itsenäisenä Al-Mn-binääriseoksena tai yhdessä muiden seosaineiden kanssa. Siksi useimmat alumiiniseokset sisältävät mangaania (Mn).
Sinkki (Zn)
Jos seoksessa on epäpuhdasta sinkkiä (Zn), se on haurasta korkeissa lämpötiloissa. Yhdessä elohopean (Hg) kanssa se kuitenkin muodostaa vahvoja HgZn2-seoksia, sillä on merkittävä lujittava vaikutus. JIS-standardin mukaan epäpuhtaan sinkin (Zn) pitoisuuden tulisi olla alle 1,0 %, kun taas ulkomaiset standardit sallivat jopa 3 %. Tässä ei viitata sinkkiin (Zn) seoskomponenttina, vaan pikemminkin sen rooliin epäpuhtautena, joka aiheuttaa halkeamia valukappaleissa.
Kromi (Cr)
Kromi (Cr) muodostaa alumiinissa metallien välisiä yhdisteitä, kuten (CrFe)Al7 ja (CrMn)Al12, jotka estävät uudelleenkiteytymisen ydintymistä ja kasvua sekä vahvistavat seosta. Se voi myös parantaa seoksen sitkeyttä ja vähentää jännityskorroosiohalkeilun herkkyyttä. Se voi kuitenkin lisätä sammutusherkkyyttä.
Titaani (Ti)
Jo pieni määrä titaania (Ti) seoksessa voi parantaa sen mekaanisia ominaisuuksia, mutta se voi myös heikentää sen sähkönjohtavuutta. Titaanin (Ti) kriittinen pitoisuus Al-Ti-sarjan seoksissa erkautuskarkaisun kannalta on noin 0,15 %, ja sen pitoisuutta voidaan vähentää lisäämällä booria.
Lyijy (Pb), tina (Sn) ja kadmium (Cd)
Alumiiniseoksissa voi olla kalsiumia (Ca), lyijyä (Pb), tinaa (Sn) ja muita epäpuhtauksia. Koska näillä alkuaineilla on erilaiset sulamispisteet ja rakenteet, ne muodostavat erilaisia yhdisteitä alumiinin (Al) kanssa, mikä johtaa vaihteleviin vaikutuksiin alumiiniseosten ominaisuuksiin. Kalsiumin (Ca) kiinteän aineen liukoisuus alumiiniin on erittäin alhainen, ja se muodostaa alumiinin (Al) kanssa CaAl4-yhdisteitä, jotka voivat parantaa alumiiniseosten leikkauskykyä. Lyijy (Pb) ja tina (Sn) ovat matalan sulamispisteen metalleja, joiden kiinteän aineen liukoisuus alumiiniin (Al) on alhainen, mikä voi heikentää seoksen lujuutta, mutta parantaa sen leikkauskykyä.
Lyijypitoisuuden (Pb) lisääminen voi vähentää sinkin (Zn) kovuutta ja lisätä sen liukoisuutta. Jos kuitenkin lyijyn (Pb), tinan (Sn) tai kadmiumin (Cd) pitoisuus ylittää alumiinisinkkiseoksessa määritellyn määrän, voi esiintyä korroosiota. Tämä korroosio on epäsäännöllistä, tapahtuu tietyn ajan kuluttua ja on erityisen voimakasta korkeassa lämpötilassa ja kosteudessa.
Julkaisun aika: 09.03.2023