(1) hierro y silicio
El hierro se agrega como un elemento de aleación en aleaciones de aluminio forjado al-cu-mg-ni-fe, y el silicio se agrega como un elemento de aleación en aleaciones de aluminio forjado al-mg-si y en aleaciones de aluminio de aluminio al-si o soldado y aluminio. En otras aleaciones de aluminio, el silicio y el hierro son elementos de impurezas comunes que tienen un efecto significativo en las propiedades de aleación. Existen principalmente en forma de Feal3 y silicio libre. Cuando el silicio es mayor que el hierro, se forman la fase de Fesial (o Fe2sizalg), y cuando el hierro es mayor que el silicio, se forman A -Fezsials (o Fe3sialz). Cuando la proporción de hierro a silicio no es apropiada, causará grietas en la fundición. Cuando el contenido de hierro en aluminio fundido es demasiado alto, la fundición se volverá frágil.
(2) elementos de impureza
Vanadium, calcio, plomo, estaño, bismuto, antimonio, berilio y sodio a veces están presentes en aleaciones de aluminio. Estos elementos de impureza tienen diferentes puntos de fusión, diferentes estructuras y diferentes compuestos formados con aluminio, por lo que sus efectos sobre las propiedades de las aleaciones de aluminio son diferentes.
El vanadio forma compuestos refractarios en aleaciones de aluminio, que juegan un papel en la refinación de los granos durante el proceso de fusión y fundición, pero su papel es más pequeño que el de titanio y circonio. El vanadio también tiene el efecto de refinar la estructura de recristalización y aumentar la temperatura de recristalización.
El calcio tiene una solubilidad sólida muy baja en aluminio y forma compuestos CAAL con aluminio. El calcio también es un elemento superplástico de las aleaciones de aluminio. Las aleaciones de aluminio con aproximadamente 5% de calcio y 5% de manganeso tienen superplasticidad. El calcio y el silicio forman CASI4, que es insoluble en aluminio. Debido a la reducción de la solución sólida de silicio, la conductividad del aluminio puro industrial puede mejorarse ligeramente. El calcio puede mejorar el rendimiento de corte de las aleaciones de aluminio. Casiz no puede fortalecer las aleaciones de aluminio mediante tratamiento térmico. Las pequeñas cantidades de calcio son beneficiosas para eliminar el hidrógeno del líquido de aluminio.
El plomo, el estaño y el bismuto son metales de bajo punto de fusión. Tienen baja solubilidad sólida en el aluminio, lo que reduce ligeramente la resistencia de la aleación, pero puede mejorar el rendimiento de corte. El bismuto se expande durante la solidificación, que es beneficioso para la compensación de contracción. Agregar bismuto a las aleaciones de alto magnesio puede prevenir la fragilidad de sodio.
El antimonio se usa principalmente como un modificador en aleaciones de aluminio fundido y rara vez se usa en aleaciones de aluminio deformadas. Solo se usa para reemplazar el bismuto en aleaciones de aluminio deformadas AI-MG para evitar la fragilidad de sodio. Los elementos de antimonía agregados a las aleaciones al-Zn-Mg-CU pueden mejorar el rendimiento de los procesos de presión caliente y en frío.
El berilio puede mejorar la estructura de la película de óxido en aleaciones de aluminio deformadas y reducir el agotamiento y las inclusiones durante la fusión y la fundición. El berilio es un elemento tóxico que puede causar envenenamiento alérgico en las personas. Por lo tanto, las aleaciones de aluminio utilizadas para hacer utensilios de alimentos y bebidas no pueden contener berilio. El contenido de berilio en los materiales de soldadura generalmente se controla por debajo de 8ppm (1ppm =1 x 10-6). También se debe controlar el contenido de berilio de las aleaciones de aluminio utilizadas como sustratos de soldadura.
El sodio es casi insoluble en aluminio, con una solubilidad sólida máxima de menos de 0. 0025% y un punto de fusión bajo (97.8 grados). Cuando el sodio existe en la aleación, se adsorbe en la superficie de dendrita o el límite de grano durante la solidificación; Durante el trabajo en caliente, el sodio en el límite de grano forma una capa de adsorción líquida, que resulta en quebradizo, a saber, "fragilidad de sodio". Cuando el silicio está presente, se forman compuestos de Naalsi, y no hay sodio libre, por lo que no se produce "fragilidad de sodio". Cuando el contenido de magnesio excede el 2%, el magnesio le quita el silicio, precipita el sodio libre y produce "fragilidad de sodio". Por lo tanto, no se permite que el flujo de sal de sodio no se use en aleaciones de aluminio de alto magnesio.
Los métodos para prevenir el "fragilidad de sodio" incluyen clorar, lo que hace que el NaCl de sodio y descargue en la escoria, agregando bismuto para formar NA2BI e ingresar a la matriz metálica; Agregar antimonio para formar NA3SB o agregar tierras raras también puede desempeñar el mismo papel.
El hidrógeno es más soluble en el punto de fusión del sólido que en el sólido, por lo que se forman los poros cuando el líquido se convierte en el sólido. El hidrógeno se puede producir reduciendo el vapor de agua en el aire con aluminio, o descomponiendo hidrocarburos. Tanto el aluminio sólido como el líquido absorben el hidrógeno, especialmente cuando ciertas impurezas, como los compuestos de azufre, están en la superficie del aluminio o en el aire circundante. Los elementos que forman hidruros en aluminio líquido promueven la absorción de hidrógeno, pero otros elementos como berilio, cobre, estaño y silicio reducen la cantidad de hidrógeno absorbido.
Además de formar poros durante la fundición, el hidrógeno causa poros secundarios, ampollas y deterioro de alta temperatura (deposición interna del gas) durante el tratamiento térmico. El hidrógeno es una impureza extremadamente dañina en las aleaciones de aluminio, y el contenido de hidrógeno en la fusión debe estar limitado por el equipo de desgasificación en línea.