Il ruolo dei vari elementi additivi nella lega di alluminio

Silicio (Si)
Il silicio (Si) è l'ingrediente principale per migliorare la fluidità. La migliore fluidità può essere ottenuta da eutettico a ipereutettico. Tuttavia, il silicio (Si) che cristallizza tende a formare punti duri, peggiorando le prestazioni di taglio. Pertanto, generalmente non è consentito superare il punto eutettico. Inoltre, il silicio (Si) può migliorare la resistenza alla trazione, la durezza, le prestazioni di taglio e la resistenza alle alte temperature riducendo al tempo stesso l'allungamento.
Magnesio (Mg) La lega di alluminio-magnesio ha la migliore resistenza alla corrosione. Pertanto, ADC5 e ADC6 sono leghe resistenti alla corrosione. Il suo intervallo di solidificazione è molto ampio, quindi presenta fragilità a caldo e i getti sono soggetti a fessurazioni, rendendo difficile la fusione. Il magnesio (Mg) come impurità nei materiali AL-Cu-Si, Mg2Si renderà fragile la fusione, quindi lo standard è generalmente entro lo 0,3%.

Ferro (Fe) Sebbene il ferro (Fe) possa aumentare significativamente la temperatura di ricristallizzazione dello zinco (Zn) e rallentare il processo di ricristallizzazione, nella fusione pressofusione, il ferro (Fe) proviene da crogioli di ferro, tubi a collo di cigno e strumenti di fusione, e è solubile in zinco (Zn). Il ferro (Fe) trasportato dall'alluminio (Al) è estremamente piccolo e quando il ferro (Fe) supera il limite di solubilità, cristallizzerà come FeAl3. I difetti causati dal Fe generano per lo più scorie e galleggiano come composti FeAl3. La fusione diventa fragile e la lavorabilità si deteriora. La fluidità del ferro influisce sulla levigatezza della superficie della fusione.
Le impurità di ferro (Fe) genereranno cristalli aghiformi di FeAl3. Poiché la pressofusione viene raffreddata rapidamente, i cristalli precipitati sono molto fini e non possono essere considerati componenti dannosi. Se il contenuto è inferiore allo 0,7%, non è facile da sformare, quindi un contenuto di ferro dello 0,8-1,0% è migliore per la pressofusione. Se è presente una grande quantità di ferro (Fe), si formeranno composti metallici che formeranno punti duri. Inoltre, quando il contenuto di ferro (Fe) supera l'1,2%, ridurrà la fluidità della lega, danneggerà la qualità della fusione e ridurrà la durata dei componenti metallici nelle apparecchiature di pressofusione.

Nichel (Ni) Come il rame (Cu), tende ad aumentare la resistenza alla trazione e la durezza e ha un impatto significativo sulla resistenza alla corrosione. A volte, viene aggiunto nichel (Ni) per migliorare la resistenza alle alte temperature e al calore, ma ha un impatto negativo sulla resistenza alla corrosione e sulla conduttività termica.

Manganese (Mn) Può migliorare la resistenza alle alte temperature delle leghe contenenti rame (Cu) e silicio (Si). Se supera un certo limite, è facile generare composti quaternari Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn, che possono facilmente formare punti duri e ridurre la conduttività termica. Il manganese (Mn) può impedire il processo di ricristallizzazione delle leghe di alluminio, aumentare la temperatura di ricristallizzazione e affinare significativamente il grano di ricristallizzazione. Il raffinamento dei grani di ricristallizzazione è dovuto principalmente all'effetto ostacolante delle particelle del composto MnAl6 sulla crescita dei grani di ricristallizzazione. Un'altra funzione di MnAl6 è quella di dissolvere le impurità del ferro (Fe) per formare (Fe, Mn)Al6 e ridurre gli effetti dannosi del ferro. Il manganese (Mn) è un elemento importante delle leghe di alluminio e può essere aggiunto come lega binaria Al-Mn autonoma o insieme ad altri elementi di lega. Pertanto, la maggior parte delle leghe di alluminio contengono manganese (Mn).

Zinco (Zn)
Se è presente zinco impuro (Zn), mostrerà fragilità alle alte temperature. Tuttavia, se combinato con il mercurio (Hg) per formare forti leghe HgZn2, produce un significativo effetto rinforzante. JIS stabilisce che il contenuto di zinco impuro (Zn) dovrebbe essere inferiore all'1,0%, mentre gli standard stranieri possono consentire fino al 3%. Questa discussione non si riferisce allo zinco (Zn) come componente della lega, ma piuttosto al suo ruolo come impurità che tende a causare cricche nei pezzi fusi.

Cromo (Cr)
Il cromo (Cr) forma composti intermetallici come (CrFe)Al7 e (CrMn)Al12 nell'alluminio, ostacolando la nucleazione e la crescita della ricristallizzazione e fornendo alcuni effetti rinforzanti alla lega. Può anche migliorare la tenacità della lega e ridurre la sensibilità alla fessurazione da tensocorrosione. Tuttavia, può aumentare la sensibilità alla tempra.

Titanio (Ti)
Anche una piccola quantità di titanio (Ti) nella lega può migliorarne le proprietà meccaniche, ma può anche diminuirne la conduttività elettrica. Il contenuto critico di titanio (Ti) nelle leghe della serie Al-Ti per indurimento per precipitazione è di circa lo 0,15% e la sua presenza può essere ridotta con l'aggiunta di boro.

Piombo (Pb), Stagno (Sn) e Cadmio (Cd)
Nelle leghe di alluminio possono essere presenti calcio (Ca), piombo (Pb), stagno (Sn) e altre impurità. Poiché questi elementi hanno punti di fusione e strutture diversi, formano composti diversi con l'alluminio (Al), con conseguenti effetti diversi sulle proprietà delle leghe di alluminio. Il calcio (Ca) ha una solubilità solida molto bassa nell'alluminio e forma composti CaAl4 con l'alluminio (Al), che possono migliorare le prestazioni di taglio delle leghe di alluminio. Il piombo (Pb) e lo stagno (Sn) sono metalli a basso punto di fusione con bassa solubilità solida nell'alluminio (Al), che può ridurre la resistenza della lega ma migliorarne le prestazioni di taglio.

L’aumento del contenuto di piombo (Pb) può ridurre la durezza dello zinco (Zn) e aumentarne la solubilità. Tuttavia, se una parte qualsiasi di piombo (Pb), stagno (Sn) o cadmio (Cd) supera la quantità specificata in una lega di alluminio: zinco, può verificarsi corrosione. Questa corrosione è irregolare, si verifica dopo un certo periodo ed è particolarmente pronunciata in atmosfere ad alta temperatura e umidità elevata.