Το βανάδιο σχηματίζει πυρίμαχη ένωση VAl11 σε κράμα αλουμινίου, η οποία παίζει ρόλο στον εξευγενισμό των κόκκων κατά τη διαδικασία τήξης και χύτευσης, αλλά το αποτέλεσμα είναι μικρότερο από αυτό του τιτανίου και του ζιρκονίου. Το βανάδιο έχει επίσης ως αποτέλεσμα τον εξευγενισμό της δομής ανακρυστάλλωσης και την αύξηση της θερμοκρασίας ανακρυστάλλωσης.
Η στερεά διαλυτότητα του ασβεστίου σε κράμα αλουμινίου είναι εξαιρετικά χαμηλή και σχηματίζει ένωση CaAl4 με αλουμίνιο. Το ασβέστιο είναι επίσης ένα υπερπλαστικό στοιχείο του κράματος αλουμινίου. Το κράμα αλουμινίου με περίπου 5% ασβέστιο και 5% μαγγάνιο έχει υπερπλαστικότητα. Το ασβέστιο και το πυρίτιο σχηματίζουν CaSi, το οποίο είναι αδιάλυτο στο αλουμίνιο. Καθώς η ποσότητα του στερεού διαλύματος πυριτίου μειώνεται, η αγωγιμότητα του βιομηχανικού καθαρού αλουμινίου μπορεί να βελτιωθεί ελαφρώς. Το ασβέστιο μπορεί να βελτιώσει την απόδοση κοπής του κράματος αλουμινίου. Το CaSi2 δεν μπορεί να ενισχύσει την θερμική επεξεργασία του κράματος αλουμινίου. Τα ίχνη ασβεστίου είναι ευεργετικά για την απομάκρυνση του υδρογόνου στο τηγμένο αλουμίνιο.
Τα στοιχεία μολύβδου, κασσιτέρου και βισμούθιου είναι μέταλλα χαμηλής τήξης. Έχουν μικρή διαλυτότητα σε στερεά στο αλουμίνιο, γεγονός που μειώνει ελαφρώς την αντοχή του κράματος, αλλά μπορεί να βελτιώσει την απόδοση κοπής. Το βισμούθιο διαστέλλεται κατά τη στερεοποίηση, κάτι που είναι ευεργετικό για την τροφοδοσία. Η προσθήκη βισμούθιου σε κράματα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγνήσιο μπορεί να αποτρέψει την «ευθραυστότητα νατρίου».
Το αντιμόνιο χρησιμοποιείται κυρίως ως τροποποιητής σε χυτά κράματα αλουμινίου και σπάνια χρησιμοποιείται σε σφυρήλατα κράματα αλουμινίου. Αντικαταστήστε το βισμούθιο στα σφυρήλατα κράματα αλουμινίου Al-Mg μόνο για να αποτρέψετε την ευθραυστότητα του νατρίου. Όταν το στοιχείο αντιμονίου προστίθεται σε ορισμένα κράματα Al-Zn-Mg-Cu, η απόδοση της θερμής και ψυχρής συμπίεσης μπορεί να βελτιωθεί.
Το βηρύλλιο μπορεί να βελτιώσει τη δομή της μεμβράνης οξειδίου στο σφυρήλατο κράμα αλουμινίου και να μειώσει τις απώλειες καύσης και τις εγκλείσεις κατά τη χύτευση. Το βηρύλλιο είναι ένα τοξικό στοιχείο που μπορεί να προκαλέσει αλλεργική δηλητηρίαση. Επομένως, τα κράματα αλουμινίου που έρχονται σε επαφή με τρόφιμα και ποτά δεν μπορούν να περιέχουν βηρύλλιο. Η περιεκτικότητα σε βηρύλλιο στα υλικά συγκόλλησης συνήθως ελέγχεται κάτω από 8μg/ml. Το κράμα αλουμινίου που χρησιμοποιείται ως βάση συγκόλλησης θα πρέπει επίσης να ελέγχει την περιεκτικότητα σε βηρύλλιο.
Το νάτριο είναι σχεδόν αδιάλυτο στο αλουμίνιο, η μέγιστη διαλυτότητα σε στερεά μορφή είναι μικρότερη από 0,0025% και το σημείο τήξης του νατρίου είναι χαμηλό (97,8°C). Όταν υπάρχει νάτριο στο κράμα, προσροφάται στην επιφάνεια των δενδριτών ή στα όρια των κόκκων κατά τη στερεοποίηση. Κατά τη θερμική επεξεργασία, το νάτριο στα όρια των κόκκων σχηματίζει ένα στρώμα υγρής προσρόφησης και όταν εμφανίζεται εύθραυστη ρωγμή, σχηματίζεται ένωση NaAlSi, δεν υπάρχει ελεύθερο νάτριο και δεν εμφανίζεται «ευθραυστότητα νατρίου». Όταν η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο υπερβαίνει το 2%, το μαγνήσιο θα προσλάβει πυρίτιο και θα καθιζάνει ελεύθερο νάτριο, με αποτέλεσμα «ευθραυστότητα νατρίου». Επομένως, τα κράματα αλουμινίου με υψηλή περιεκτικότητα σε μαγνήσιο δεν επιτρέπεται να χρησιμοποιούν ροές αλάτων νατρίου. Η μέθοδος για την πρόληψη της «ευθραυστότητας νατρίου» είναι η μέθοδος χλωρίωσης, η οποία μετατρέπει το νάτριο σε NaCl και το εκβάλλει στη σκωρία, και προσθέτει βισμούθιο για να το κάνει να σχηματίσει Na2Bi και να εισέλθει στη μεταλλική μήτρα. Η προσθήκη αντιμονίου για να σχηματίσει Na3Sb ή η προσθήκη σπάνιων γαιών μπορεί επίσης να παίξει τον ίδιο ρόλο.
Επιμέλεια: May Jiang από το MAT Aluminum
Ώρα δημοσίευσης: 11 Νοεμβρίου 2023
