Какими элементами легируется алюминий?
08.12.2018
Металл алюминий используется для производства изделий и сплавов на его основе. Прочность чистого алюминия не удовлетворяет современные промышленные нужды, поэтому, чтобы произвести алюминиевый профиль, предназначенный для промышленности, применяются алюминиевые сплавы.
Легирование — процесс введения в расплав дополнительных элементов, улучшающих механические, физические и химические свойства основного материала, в данном случае — алюминия. Введение различных легирующих элементов в алюминий существенно изменяет его свойства, а иногда придает ему новые специфические качества. При различном легировании повышаются прочность, твердость, приобретается жаропрочность и другие характеристики.
Легирующие элементы магний и марганец
Кроме того, что при легировании алюминий получает ряд положительных свойств, происходят также и нежелательные изменения: неизбежно снижается электропроводность, во многих случаях ухудшается коррозионная стойкость, почти всегда повышается относительная плотность сплава. Исключение составляет легирование марганцем, который не только не снижает коррозионную стойкость, но даже несколько повышает ее, и магнием, который тоже повышает коррозионную стойкость (если его не более 3 %) и снижает относительную плотность, так как он легче, чем алюминий.
Среди неупрочняемых алюминиевых сплавов наибольшее значение приобрели сплавы на основе Al-Mn и Al-Mg. Марганец и магний, так же как и медь, имеют ограниченную растворимость в алюминии, уменьшающуюся при снижении температуры. Однако эффект упрочнения при их термообработке невелик.
Другие легирующие химические элементы
Для улучшения характеристик алюминия в качестве легирующих элементов используются:
— бериллий — уменьшает окисление алюминия при повышенных температурах;
— бор вводится для повышения электропроводимости и как «рафинирующая» добавка. Бор поглощает нейтроны, препятствуя распространению радиации;
— висмут. Металлы с низкой температурой плавления, такие как висмут, свинец, олово, кадмий вводят в алюминиевые сплавы для улучшения обрабатываемости резанием. Эти элементы образуют мягкие легкоплавкие фазы, которые способствуют ломкости стружки и смазыванию резца;
— железо. В малых количествах вводится при производстве проводов для увеличения прочности и улучшает характеристики ползучести. Так же железо уменьшает прилипание к стенкам форм при литье в кокиль;
— индий. Добавка 0,05 — 0,2% упрочняет сплавы алюминия при старении, особенно при низком содержании меди.
