Взаємодія алюмінію з легуючими елементами і домішками

Рис. 9.1. Діаграми стану систем: а - алюміній-залізо; б - алюміній-кремній

Хоча у жодній системі на основі легуючий елемент - алюміній нема безперервної розчинності у твердому стані, тенденцію до більш високої розчинності виявляють елементи, що близько розташовані у періодичній системі Д..Менделєєва (табл.9.1).

Рис. 9.2. Мікроструктури сплавів алюмінію з 2 % Fe та 2 (а) і 4 (б) % Si

Таблиця 9.1. Головні легуючі елементи в алюмінії та їх розчинність при температурі нонваріантної реакції

Метал	Температура плавлення, °С	Тип діаграми стану із сторони алюмінію	Розчинність при температурі нонваріантної реакції, % (за масою)
Літій		Евт. х.с.	6,77
Магній		Евт. х.с.	17,4
Марганець		Евт. х.с.	1,4
Мідь		Евт. х.с.	5,65
Залізо		Евт. х.с.	0,052
Кремній		Евт. без х.с.	1,65
Цинк	419,5	Евт. без х.с.
Берилій		Евт. без х.с.	0,05
Титан		Перит. х.с.	0,28
Хром		Перит. х.с.	0,72
Цирконій		Перит. х.с.	0,28

Примітка. Евт. - евтектичний; перит. - перитектичний; х.с. - хімічна сполука.

Елементи, що утворюють з алюмінієм подвійні системи евтектич­ного типу (рис. 9.3), є головними компонентами промислових алюміні­євих сплавів. З багатьма елементами алюміній утворює подвійні, потрійні та більш складні інтерметаліди, які кристалізуються з розпла­ву чи виділяються з твердого розчину алюмінію після гартування при відпалі та старінні.

Для подрібнення зерна у зливках і виливках, а в ряді випадків - і при зварюванні алюмінієвих сплавів, як легуючі домішки використо­вують титан, цирконій та бор у кількостях 0,1 %...0,3 %.

Мікродомішки цих легуючих елементів сприяють утворенню в розплаві численних метастабільних кластерних угруповань, що є активними центрами кристалізації, завдяки чому істотно подрібню­ються зерна металу.

Рис. 9.3. Діаграма стану системи алюміній-мідь

Домішки та легуючі елементи тією чи іншою мірою зменшують електропровідність алюмінію.

Дуже підвищують електроопір алюмінію - марганець, хром, титан. Мало впливають - кремній, цинк, залізо, мідь.

Розчинність водню в алюмінії з підвищенням температури зростає і складає:

0,036 см3/100 г при 660 °С у твердому стані;

0,6 - у рідкому стані;

2,9 - при 1000 °С у рідкому стані.

Дата добавления: 2014-01-03