Взаємодія алюмінію з легуючими елементами і домішками

Рис. 9.1. Діаграми стану систем: а - алюміній-залізо; б - алюміній-кремній

Хоча у жодній системі на основі легуючий елемент - алюміній нема безперервної розчинності у твердому стані, тенденцію до більш високої розчинності виявляють елементи, що близько розташовані у періодичній системі Д..Менделєєва (табл.9.1).

Рис. 9.2. Мікроструктури сплавів алюмінію з 2 % Fe та 2 (а) і 4 (б) % Si

Таблиця 9.1. Головні легуючі елементи в алюмінії та їх розчинність при температурі нонваріантної реакції

Примітка. Евт. - евтектичний; перит. - перитектичний; х.с. - хімічна сполука.

Елементи, що утворюють з алюмінієм подвійні системи евтектич­ного типу (рис. 9.3), є головними компонентами промислових алюміні­євих сплавів. З багатьма елементами алюміній утворює подвійні, потрійні та більш складні інтерметаліди, які кристалізуються з розпла­ву чи виділяються з твердого розчину алюмінію після гартування при відпалі та старінні.

Для подрібнення зерна у зливках і виливках, а в ряді випадків - і при зварюванні алюмінієвих сплавів, як легуючі домішки використо­вують титан, цирконій та бор у кількостях 0,1 %...0,3 %.

Мікродомішки цих легуючих елементів сприяють утворенню в розплаві численних метастабільних кластерних угруповань, що є активними центрами кристалізації, завдяки чому істотно подрібню­ються зерна металу.

Рис. 9.3. Діаграма стану системи алюміній-мідь

Домішки та легуючі елементи тією чи іншою мірою зменшують електропровідність алюмінію.

Дуже підвищують електроопір алюмінію - марганець, хром, титан. Мало впливають - кремній, цинк, залізо, мідь.

Розчинність водню в алюмінії з підвищенням температури зростає і складає:

0,036 см3/100 г при 660 °С у твердому стані;

0,6 - у рідкому стані;

2,9 - при 1000 °С у рідкому стані.