บทบาทของสารเติมแต่งต่างๆ ในอลูมิเนียมอัลลอยด์

ซิลิคอน (ศรี)
ซิลิคอน (Si) เป็นส่วนประกอบหลักในการปรับปรุงความลื่นไหลความลื่นไหลที่ดีที่สุดสามารถทำได้ตั้งแต่ยูเทคติกไปจนถึงไฮเปอร์ยูเทคติกอย่างไรก็ตาม ซิลิคอน (Si) ที่ตกผลึกมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดจุดแข็ง ส่งผลให้ประสิทธิภาพการตัดแย่ลงดังนั้นโดยทั่วไปไม่อนุญาตให้เกินจุดยูเทคติกนอกจากนี้ ซิลิคอน (Si) ยังช่วยเพิ่มความต้านทานแรงดึง ความแข็ง ประสิทธิภาพการตัด และความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงในขณะที่ลดการยืดตัวอีกด้วย
แมกนีเซียม (Mg) โลหะผสมอลูมิเนียมแมกนีเซียมมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีที่สุดดังนั้น ADC5 และ ADC6 จึงเป็นโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนช่วงการแข็งตัวมีขนาดใหญ่มาก ดังนั้นจึงมีความเปราะที่ร้อน และการหล่อมีแนวโน้มที่จะแตกร้าว ทำให้การหล่อยากแมกนีเซียม (Mg) ซึ่งเป็นสิ่งเจือปนในวัสดุ AL-Cu-Si Mg2Si จะทำให้การหล่อเปราะ ดังนั้นมาตรฐานโดยทั่วไปจะอยู่ภายใน 0.3%

เหล็ก (Fe) แม้ว่าเหล็ก (Fe) จะสามารถเพิ่มอุณหภูมิการตกผลึกซ้ำของสังกะสี (Zn) ได้อย่างมีนัยสำคัญ และทำให้กระบวนการตกผลึกช้าลง แต่ในการหลอมแบบหล่อด้วยแม่พิมพ์ เหล็ก (Fe) มาจากถ้วยใส่ตัวอย่างเหล็ก ท่อคอห่าน และเครื่องมือหลอม และ ละลายได้ในสังกะสี (Zn)เหล็ก (Fe) ที่พาโดยอะลูมิเนียม (Al) มีขนาดเล็กมาก และเมื่อเหล็ก (Fe) เกินขีดจำกัดความสามารถในการละลาย มันจะตกผลึกเป็น FeAl3ข้อบกพร่องที่เกิดจาก Fe ส่วนใหญ่จะสร้างตะกรันและลอยตัวเป็นสารประกอบ FeAl3การหล่อจะเปราะและความสามารถในการแปรรูปลดลงความลื่นไหลของเหล็กส่งผลต่อความเรียบของพื้นผิวการหล่อ
สิ่งเจือปนของเหล็ก (Fe) จะสร้างผลึกคล้ายเข็มของ FeAl3เนื่องจากการหล่อแบบหล่อเย็นอย่างรวดเร็ว ผลึกที่ตกตะกอนจึงมีความละเอียดมากและไม่สามารถถือเป็นส่วนประกอบที่เป็นอันตรายได้หากเนื้อหาน้อยกว่า 0.7% ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะถอดออก ดังนั้นปริมาณเหล็ก 0.8-1.0% จึงดีกว่าสำหรับการหล่อแบบตายตัวหากมีธาตุเหล็ก (Fe) ในปริมาณมาก จะเกิดสารประกอบโลหะขึ้นเป็นจุดแข็งนอกจากนี้ เมื่อปริมาณเหล็ก (Fe) เกิน 1.2% จะลดความลื่นไหลของโลหะผสม ทำให้คุณภาพของการหล่อเสียหาย และทำให้อายุการใช้งานของส่วนประกอบโลหะในอุปกรณ์การหล่อโลหะสั้นลง

นิกเกิล (Ni) เช่นเดียวกับทองแดง (Cu) มีแนวโน้มที่จะเพิ่มความต้านทานแรงดึงและความแข็ง และมีผลกระทบอย่างมากต่อความต้านทานการกัดกร่อนบางครั้งมีการเติมนิกเกิล (Ni) เพื่อปรับปรุงความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงและทนความร้อน แต่ก็ส่งผลเสียต่อความต้านทานการกัดกร่อนและการนำความร้อน

แมงกานีส (Mn) สามารถเพิ่มความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงของโลหะผสมที่มีทองแดง (Cu) และซิลิคอน (Si)หากเกินขีดจำกัด จะเป็นเรื่องง่ายที่จะสร้างสารประกอบควอเทอร์นารี Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn ซึ่งสามารถก่อให้เกิดจุดแข็งได้อย่างง่ายดายและลดการนำความร้อนแมงกานีส (Mn) สามารถป้องกันกระบวนการตกผลึกซ้ำของโลหะผสมอลูมิเนียม เพิ่มอุณหภูมิในการตกผลึกซ้ำ และปรับปรุงเกรนการตกผลึกใหม่อย่างมีนัยสำคัญการปรับแต่งเกรนตกผลึกซ้ำมีสาเหตุหลักมาจากผลขัดขวางของอนุภาคสารประกอบ MnAl6 ต่อการเจริญเติบโตของเกรนตกผลึกใหม่ฟังก์ชั่นอีกประการหนึ่งของ MnAl6 คือการละลายเหล็กเจือปน (Fe) ให้กลายเป็น (Fe, Mn)Al6 และลดอันตรายจากธาตุเหล็กแมงกานีส (Mn) เป็นองค์ประกอบสำคัญของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ และสามารถเพิ่มเป็นโลหะผสมไบนารี Al-Mn แบบสแตนด์อโลน หรือใช้ร่วมกับองค์ประกอบอัลลอยด์อื่นๆ ได้ดังนั้นอลูมิเนียมอัลลอยด์ส่วนใหญ่จึงมีแมงกานีส (Mn)

สังกะสี (Zn)
หากมีสังกะสีที่ไม่บริสุทธิ์ (Zn) จะมีความเปราะที่อุณหภูมิสูงอย่างไรก็ตาม เมื่อรวมกับปรอท (Hg) เพื่อสร้างโลหะผสม HgZn2 ที่แข็งแกร่ง จะทำให้เกิดการเสริมความแข็งแกร่งอย่างมีนัยสำคัญJIS กำหนดว่าปริมาณสังกะสีที่ไม่บริสุทธิ์ (Zn) ควรน้อยกว่า 1.0% ในขณะที่มาตรฐานต่างประเทศสามารถอนุญาตได้ถึง 3%การอภิปรายนี้ไม่ได้กล่าวถึงสังกะสี (Zn) ว่าเป็นส่วนประกอบโลหะผสม แต่หมายถึงบทบาทของสังกะสีในฐานะสิ่งเจือปนที่มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดรอยแตกร้าวในการหล่อ

โครเมียม (Cr)
โครเมียม (Cr) ก่อให้เกิดสารประกอบระหว่างโลหะ เช่น (CrFe)Al7 และ (CrMn)Al12 ในอะลูมิเนียม ขัดขวางการเกิดนิวเคลียสและการเติบโตของการตกผลึกซ้ำ และให้ผลเสริมความแข็งแกร่งแก่โลหะผสมนอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงความเหนียวของโลหะผสมและลดความไวต่อการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเครียดอย่างไรก็ตามสามารถเพิ่มความไวในการดับได้

ไทเทเนียม (Ti)
ไทเทเนียม (Ti) ในปริมาณเล็กน้อยในโลหะผสมสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลได้ แต่ก็สามารถลดค่าการนำไฟฟ้าได้เช่นกันปริมาณไทเทเนียม (Ti) ในโลหะผสมซีรีส์ Al-Ti สำหรับการชุบแข็งด้วยการตกตะกอนมีค่าประมาณ 0.15% และสามารถลดลงได้ด้วยการเติมโบรอน

ตะกั่ว (Pb) ดีบุก (Sn) และแคดเมียม (Cd)
แคลเซียม (Ca) ตะกั่ว (Pb) ดีบุก (Sn) และสิ่งสกปรกอื่นๆ อาจมีอยู่ในโลหะผสมอลูมิเนียมเนื่องจากองค์ประกอบเหล่านี้มีจุดหลอมเหลวและโครงสร้างต่างกัน จึงเกิดสารประกอบต่างกันกับอะลูมิเนียม (Al) ส่งผลให้คุณสมบัติของโลหะผสมอะลูมิเนียมแตกต่างกันออกไปแคลเซียม (Ca) มีความสามารถในการละลายของแข็งต่ำมากในอะลูมิเนียม และเกิดสารประกอบ CaAl4 ขึ้นกับอะลูมิเนียม (Al) ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดของโลหะผสมอะลูมิเนียมได้ตะกั่ว (Pb) และดีบุก (Sn) เป็นโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำซึ่งมีความสามารถในการละลายของแข็งต่ำในอะลูมิเนียม (Al) ซึ่งสามารถลดความแข็งแรงของโลหะผสมแต่ปรับปรุงประสิทธิภาพการตัด

การเพิ่มปริมาณตะกั่ว (Pb) สามารถลดความแข็งของสังกะสี (Zn) และเพิ่มความสามารถในการละลายได้อย่างไรก็ตาม หากมีตะกั่ว (Pb) ดีบุก (Sn) หรือแคดเมียม (Cd) เกินปริมาณที่ระบุในอะลูมิเนียม โลหะผสมสังกะสีก็อาจเกิดการกัดกร่อนได้การกัดกร่อนนี้ไม่สม่ำเสมอ และเกิดขึ้นหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง และจะเด่นชัดเป็นพิเศษภายใต้บรรยากาศที่มีอุณหภูมิสูงและมีความชื้นสูง