Papéis de diferentes elementos de liga no alumínio fundido

Papéis de diferentes elementos de liga no alumínio fundido

O desempenho das ligas de alumínio fundido depende não apenas do próprio alumínio, mas também do tipo e do conteúdo dos elementos de liga. Os elementos mais comuns incluem silício (SI), magnésio (Mg), cobre (Cu), manganês (Mn), ferro (Fe) e zinco (Zn). Cada um desempenha um papel distinto na determinação da fluidez, força, resistência e resistência à corrosão da liga.

1. Silício (SI)

O silício é o elemento mais abundante em ligas de alumínio fundido, geralmente variando de 5% a 12%. Melhora significativamente a fluidez de fusão, reduz o encolhimento e permite a produção de formas de paredes finas e complexas. O silício também forma estruturas eutéticas com alumínio, aumentando a resistência ao desgaste. No entanto, o SI excessivo pode tornar a liga quebradiça e reduzir a máquinabilidade.

2. Magnésio (mg)

O magnésio é um elemento de fortalecimento. A adição de 0,2% a 0,6% de mg às ligas al-Si permite a precipitação de Mg₂si durante o tratamento térmico, o que aumenta muito a força e a dureza. Também melhora a resistência à corrosão, tornando -a crítica para ligas como A356 e A357 usadas em aplicações automotivas e aeroespaciais. No entanto, o MG excessivo pode reduzir a castabilidade e causar rachaduras a quente.

3. Cobre (Cu)

O cobre aumenta significativamente a força e a dureza (geralmente 2% a 4% nas ligas de al-Si-Cu) e aumenta o desempenho de alta temperatura. No entanto, reduz bastante a resistência à corrosão, tornando a liga mais propensa à degradação em ambientes úmidos ou de pulverização de sal. Como resultado, as ligas contendo Cu são frequentemente usadas em aplicações que requerem força sobre a resistência à corrosão, como componentes do motor.

4. Manganês (MN)

O manganês neutraliza os efeitos nocivos do ferro. O ferro geralmente forma fases quebradiças de β-al₅fesi em ligas de alumínio, o que prejudica a resistência. A adição de 0,3% a 0,6% de Mn modifica a morfologia das fases de ferro, do tipo agulha a 'tipo esqueleto,' reduzindo a sensibilidade à trinca e melhorando a ductilidade e a resistência à corrosão.

5. Ferro (Fe)

O ferro é uma impureza inevitável em ligas de alumínio, mas possui efeitos benéficos e prejudiciais. Pequenas quantidades (0,6%a 1,2%) melhoram a desmoldabilidade e reduzem a aderência à matriz, o que é útil no fundamento. No entanto, o excesso de Fe leva à formação de fases β-FE quebradiças, reduzindo as propriedades mecânicas. As práticas industriais geralmente equilibram o FE com o MN para mitigar esse problema.

6. Zinco (Zn)

O zinco aumenta principalmente a força. Quando combinado com Mg, ele forma mgzn₂ precipita, que fornecem fortalecimento adicional. No entanto, o Zn reduz a resistência à corrosão e aumenta a suscetibilidade ao estresse por rachaduras na corrosão. Portanto, o conteúdo de Zn geralmente é mantido baixo em alumínio fundido, exceto aplicativos que exigem alta resistência, como certos componentes de defesa.

Resumo

Os efeitos dos elementos de liga no alumínio fundido exigem equilíbrio cuidadoso: SI e MG fornecem castabilidade e fortalecimento; A Cu levanta força, mas compromete a resistência à corrosão; MN compensa os efeitos negativos do Fe; enquanto Fe e Zn devem ser controlados fortemente. Através do projeto preciso da composição, as ligas de alumínio fundido podem atingir o equilíbrio ideal entre força, ductilidade e resistência à corrosão.