Különféle adalékelemek szerepe az alumíniumötvözetben

Szilícium (Si)
A szilícium (Si) a folyékonyság javításának fő összetevője. A legjobb folyékonyság érhető el az eutektikustól a hipereutektikusig. A kristályosodó szilícium (Si) azonban hajlamos kemény pontokat képezni, ami rontja a vágási teljesítményt. Ezért általában nem megengedett az eutektikus pont túllépése. Ezenkívül a szilícium (Si) javíthatja a szakítószilárdságot, a keménységet, a vágási teljesítményt és a szilárdságot magas hőmérsékleten, miközben csökkenti a nyúlást.
Magnézium (Mg) Az alumínium-magnézium ötvözet rendelkezik a legjobb korrózióállósággal. Ezért az ADC5 és ADC6 korrózióálló ötvözetek. Megszilárdulási tartománya igen nagy, ezért forró ridegsége van, az öntvények pedig repedésre hajlamosak, megnehezítve az öntést. A magnézium (Mg), mint az AL-Cu-Si anyagok szennyeződése, a Mg2Si törékennyé teszi az öntvényt, így a szabvány általában 0,3%-on belül van.

Vas (Fe) Bár a vas (Fe) jelentősen növelheti a cink (Zn) átkristályosodási hőmérsékletét és lassíthatja az átkristályosodási folyamatot, a fröccsöntéses olvasztásnál a vas (Fe) vastégelyekből, hattyúnyakcsövekből és olvasztószerszámokból származik, ill. cinkben (Zn) oldódik. Az alumínium (Al) által hordozott vas (Fe) rendkívül kicsi, és amikor a vas (Fe) meghaladja az oldhatósági határt, FeAl3-ként kristályosodik. A Fe okozta hibák többnyire salakot termelnek és FeAl3 vegyületként lebegnek. Az öntvény törékennyé válik, a megmunkálhatóság romlik. A vas folyékonysága befolyásolja az öntvényfelület simaságát.
A vas (Fe) szennyeződései tűszerű FeAl3 kristályokat hoznak létre. Mivel a fröccsöntés gyorsan lehűl, a kivált kristályok nagyon finomak és nem tekinthetők káros összetevőknek. Ha a tartalom kisebb, mint 0,7%, akkor nem könnyű bontani, ezért a 0,8-1,0% vastartalom jobb a présöntéshez. Ha nagy mennyiségű vas (Fe) van, akkor fémvegyületek képződnek, amelyek kemény pontokat képeznek. Ezenkívül, ha a vas (Fe) tartalom meghaladja az 1,2%-ot, az csökkenti az ötvözet folyékonyságát, rontja az öntvény minőségét, és lerövidíti a présöntő berendezés fémalkatrészeinek élettartamát.

Nikkel (Ni) A rézhez (Cu) hasonlóan hajlamos a szakítószilárdság és a keménység növekedésére, és jelentős hatással van a korrózióállóságra. Néha nikkelt (Ni) adnak hozzá a magas hőmérsékletű szilárdság és a hőállóság javítása érdekében, de ez negatív hatással van a korrózióállóságra és a hővezető képességre.

Mangán (Mn) Javíthatja a réz (Cu) és szilícium (Si) tartalmú ötvözetek magas hőmérsékleti szilárdságát. Ha túllép egy bizonyos határt, könnyen előállíthatók Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn kvaterner vegyületek, amelyek könnyen képezhetnek kemény pontokat és csökkentik a hővezető képességet. A mangán (Mn) megakadályozhatja az alumíniumötvözetek átkristályosodási folyamatát, növelheti az átkristályosítási hőmérsékletet, és jelentősen finomítja az átkristályosodási szemcsét. Az átkristályosodási szemcsék finomítása elsősorban a MnAl6 vegyület részecskék rekristályosodási szemcsék növekedését gátló hatásának köszönhető. Az MnAl6 másik funkciója a szennyező vas (Fe) feloldása, így (Fe, Mn)Al6 képződik, és csökkenti a vas káros hatásait. A mangán (Mn) az alumíniumötvözetek fontos eleme, és önálló Al-Mn bináris ötvözetként vagy más ötvözőelemekkel együtt adható hozzá. Ezért a legtöbb alumíniumötvözet mangánt (Mn) tartalmaz.

Cink (Zn)
Ha szennyezett cink (Zn) van jelen, az magas hőmérsékleten törékeny lesz. Ha azonban higannyal (Hg) kombinálva erős HgZn2 ötvözeteket képez, jelentős erősítő hatást fejt ki. A JIS előírja, hogy a szennyezett cink (Zn) tartalma 1,0%-nál kisebb legyen, míg a külföldi szabványok legfeljebb 3%-ot engedélyezhetnek. Ez a vita nem a cinkre (Zn) mint ötvözetkomponensre vonatkozik, hanem inkább szennyeződésként való szerepére, amely hajlamos repedéseket okozni az öntvényekben.

Króm (Cr)
A króm (Cr) intermetallikus vegyületeket képez, például (CrFe)Al7 és (CrMn)Al12 az alumíniumban, akadályozva a gócképződést és az újrakristályosodás növekedését, és bizonyos erősítő hatást biztosítva az ötvözetnek. Ezenkívül javíthatja az ötvözet szívósságát és csökkentheti a feszültségkorróziós repedésérzékenységet. Ez azonban növelheti a kioltási érzékenységet.

Titán (Ti)
Már kis mennyiségű titán (Ti) is javíthatja az ötvözet mechanikai tulajdonságait, de csökkentheti az elektromos vezetőképességét is. A titán (Ti) kritikus tartalma az Al-Ti sorozatú ötvözetek csapadékkeményítésére körülbelül 0,15%, és jelenléte bór hozzáadásával csökkenthető.

Ólom (Pb), ón (Sn) és kadmium (Cd)
Kalcium (Ca), ólom (Pb), ón (Sn) és egyéb szennyeződések lehetnek az alumíniumötvözetekben. Mivel ezek az elemek eltérő olvadásponttal és szerkezettel rendelkeznek, különböző vegyületeket képeznek az alumíniummal (Al), ami eltérő hatást eredményez az alumíniumötvözetek tulajdonságaira. A kalcium (Ca) nagyon alacsony szilárdanyag-oldékonysággal rendelkezik alumíniumban, és CaAl4 vegyületeket képez az alumíniummal (Al), ami javíthatja az alumíniumötvözetek vágási teljesítményét. Az ólom (Pb) és az ón (Sn) alacsony olvadáspontú fémek, alacsony szilárdanyag-oldékonysággal alumíniumban (Al), ami csökkentheti az ötvözet szilárdságát, de javítja a vágási teljesítményét.

Az ólom (Pb) tartalom növelése csökkentheti a cink (Zn) keménységét és növelheti oldhatóságát. Ha azonban az ólom (Pb), ón (Sn) vagy kadmium (Cd) bármelyike ​​meghaladja az alumínium: cinkötvözetben meghatározott mennyiséget, korrózió léphet fel. Ez a korrózió szabálytalan, egy bizonyos idő után következik be, és különösen erős magas hőmérsékletű, magas páratartalmú környezetben.