Vplyv nečistôt v hliníkovej zliatine

Vanád tvorí v hliníkovej zliatine žiaruvzdornú zlúčeninu VA11, ktorá zohráva úlohu pri zjemňovaní zŕn počas procesu tavenia a odlievania, ale tento účinok je menší ako u titánu a zirkónia. Vanád má tiež vplyv na zjemňovanie rekryštalizačnej štruktúry a zvyšovanie rekryštalizačnej teploty.

Rozpustnosť vápnika v tuhej látke v hliníkovej zliatine je extrémne nízka a s hliníkom tvorí zlúčeninu CaAl4. Vápnik je tiež superplastický prvok hliníkovej zliatiny. Hliníková zliatina s približne 5 % vápnika a 5 % mangánu má superplasticitu. Vápnik a kremík tvoria CaSi, ktorý je v hliníku nerozpustný. Keďže sa množstvo tuhého roztoku kremíka zníži, vodivosť priemyselne čistého hliníka sa môže mierne zlepšiť. Vápnik môže zlepšiť rezný výkon hliníkovej zliatiny. CaSi2 nemôže zosilniť tepelné spracovanie hliníkovej zliatiny. Stopové množstvo vápnika je prospešné na odstránenie vodíka z roztaveného hliníka.

Olovo, cín a bizmut sú kovy s nízkou teplotou topenia. Majú malú rozpustnosť v hliníku v pevnom stave, čo mierne znižuje pevnosť zliatiny, ale môže zlepšiť rezný výkon. Bizmut sa počas tuhnutia rozpína, čo je výhodné pre podávanie. Pridanie bizmutu do zliatin s vysokým obsahom horčíka môže zabrániť „sodíkovej krehkosti“.

Antimón sa používa hlavne ako modifikátor v liatych hliníkových zliatinách a zriedkavo sa používa v tvárnych hliníkových zliatinách. Bizmut sa používa iba v tvárnych hliníkových zliatinách Al-Mg, aby sa zabránilo krehnutiu sodíka. Pridaním antimónu do niektorých zliatin Al-Zn-Mg-Cu sa môže zlepšiť výkonnosť lisovania za tepla aj lisovania za studena.

Berýlium môže zlepšiť štruktúru oxidového filmu v tvárnej hliníkovej zliatine a znížiť straty pri horení a inklúzie počas odlievania. Berýlium je toxický prvok, ktorý môže spôsobiť alergickú otravu. Preto hliníkové zliatiny, ktoré prichádzajú do kontaktu s potravinami a nápojmi, nemôžu obsahovať berýlium. Obsah berýlia vo zváracích materiáloch sa zvyčajne kontroluje pod 8 μg/ml. Hliníková zliatina použitá ako zvárací základ by mala tiež kontrolovať obsah berýlia.

Sodík je v hliníku takmer nerozpustný, maximálna rozpustnosť v tuhom stave je menej ako 0,0025 % a bod topenia sodíka je nízky (97,8 °C). Ak je sodík v zliatine prítomný, adsorbuje sa na povrchu dendritov alebo na hraniciach zŕn počas tuhnutia. Počas tepelného spracovania tvorí sodík na hraniciach zŕn kvapalnú adsorpčnú vrstvu a pri krehkom praskaní sa tvorí zlúčenina NaAlSi, neexistuje žiadny voľný sodík a nedochádza k „krehkosti sodíka“. Keď obsah horčíka prekročí 2 %, horčík prijme kremík a vyzráža voľný sodík, čo vedie k „krehkosti sodíka“. Preto sa v hliníkových zliatinách s vysokým obsahom horčíka nesmú používať tavidlá so sodnými soľami. Metódou na zabránenie „krehkosti sodíka“ je chlorácia, pri ktorej sa sodík premieňa na NaCl a uvoľňuje sa do trosky a pridáva sa bizmut, čím vzniká Na2Bi a vstupuje do kovovej matrice; rovnakú úlohu môže zohrávať aj pridanie antimónu za vzniku Na3Sb alebo pridanie kovov vzácnych zemín.

Upravené May Jiang z MAT Aluminum