Roles de diferentes elementos de aleación en aluminio fundido

Roles de diferentes elementos de aleación en aluminio fundido

El rendimiento de las aleaciones de aluminio fundido depende no solo del aluminio en sí sino también del tipo y el contenido de los elementos de aleación. Los elementos más comunes incluyen silicio (Si), magnesio (Mg), cobre (Cu), manganeso (MN), hierro (Fe) y zinc (Zn). Cada uno juega un papel distinto en la determinación de la fluidez, resistencia, resistencia y resistencia a la corrosión de la aleación.

1. Silicon (SI)

El silicio es el elemento más abundante en las aleaciones de aluminio fundido a muerte, que generalmente varía del 5% al ​​12%. Mejora significativamente la fluidez de la fusión, reduce la contracción y permite la producción de formas de paredes delgadas y complejas. El silicio también forma estructuras eutécticas con aluminio, mejorando la resistencia al desgaste. Sin embargo, el SI excesivo puede hacer la aleación quebradiza y reducir la maquinabilidad.

2. Magnesio (MG)

El magnesio es un elemento de fortalecimiento. Agregar 0.2% –0.6% mg a las aleaciones al-Si permite la precipitación de MG₂SI durante el tratamiento térmico, lo que aumenta en gran medida la resistencia y la dureza. También mejora la resistencia a la corrosión, por lo que es crítico para aleaciones como A356 y A357 utilizados en aplicaciones automotrices y aeroespaciales. Sin embargo, el MG excesivo puede reducir la capacidad de fundición y causar grietas en caliente.

3. Cobre (Cu)

El cobre aumenta significativamente la resistencia y la dureza (comúnmente del 2% al 4% en las aleaciones al-Si-Cu) y mejora el rendimiento de alta temperatura. Sin embargo, reduce en gran medida la resistencia a la corrosión, lo que hace que la aleación sea más propensa a la degradación en entornos húmedos o de sales. Como resultado, las aleaciones que contienen CU a menudo se usan en aplicaciones que requieren resistencia sobre la resistencia a la corrosión, como los componentes del motor.

4. Manganeso (MN)

El manganeso neutraliza los efectos nocivos del hierro. El hierro a menudo forma fases frágiles β-al₅fesi en las aleaciones de aluminio, que afectan la dureza. Agregar 0.3% –0.6% Mn modifica la morfología de las fases de hierro de la aguja a 'como esqueleto, ' reduciendo la sensibilidad de las grietas y la mejora de la ductilidad y la resistencia a la corrosión.

5. Iron (Fe)

El hierro es una impureza inevitable en las aleaciones de aluminio, pero tiene efectos beneficiosos y perjudiciales. Pequeñas cantidades (0.6%–1.2%) mejoran la desmoldabilidad y reducen el pegamento al dado, lo cual es útil en el lanzamiento. Sin embargo, el exceso de Fe conduce a la formación de fases de β-Fe frágiles, reduciendo las propiedades mecánicas. Las prácticas industriales a menudo equilibran Fe con MN para mitigar este problema.

6. Zinc (Zn)

El zinc mejora principalmente la fuerza. Cuando se combina con MG, forma precipitados MGZN₂, que proporcionan un fortalecimiento adicional. Sin embargo, Zn reduce la resistencia a la corrosión y aumenta la susceptibilidad al agrietamiento por corrosión del estrés. Por lo tanto, el contenido de Zn generalmente se mantiene bajo en aluminio fundido a muerte, a excepción de las aplicaciones que exigen alta fuerza, como ciertos componentes de defensa.

Resumen

Los efectos de los elementos de aleación en el aluminio fundido a trote requieren un equilibrio cuidadoso: Si y Mg proporcionan capacidad de fundición y fortalecimiento; Cu aumenta la resistencia pero compromete la resistencia a la corrosión; MN compensa los efectos negativos de Fe; mientras que Fe y Zn deben controlarse bien. A través del diseño preciso de la composición, las aleaciones de aluminio fundido a muerte pueden lograr el equilibrio óptimo entre resistencia, ductilidad y resistencia a la corrosión.