5xxx系アルミニウムにおける合金元素と不純物元素の役割

の主成分は、 5xxxシリーズアルミニウム マグネシウムです, そして少量のマンガン, クロム, チタンなどの元素が添加されている, 不純物元素は主に鉄です, シリコン, 銅, 亜鉛など. 具体的な役割は次のように紹介されます:

(1) マグネシウム: マグネシウムは主に固溶体状態で存在し、β (マグネシウム 2 アル 3 またはマグネシウム 5 アル 8) 段階. 合金中のマグネシウムの溶解度は温度の低下とともに急速に低下しますが、, 沈殿や核形成が難しい. 少ない, 析出相が粗大である, そのため合金の時効強化効果は低い, 一般的には焼きなましまたは冷間加工状態で使用されます。. したがって, このシリーズの合金は非強化アルミニウム合金とも呼ばれます. このシリーズの合金の強度は、マグネシウム含有量の増加とともに増加します。, 可塑性はそれに応じて減少しますが、, 処理性能も低下する. マグネシウム含有量は合金の再結晶温度に大きな影響を与えます. ωのとき(マグネシウム)<5%, 再結晶温度はマグネシウム含有量の増加とともに低下します; とき ω(マグネシウム)>5%, 再結晶温度はマグネシウム含有量によって変化します. 増えて増えて. マグネシウム含有量も合金の溶接性能に大きく影響します。. ωのとき(マグネシウム)<6%, 合金の溶接亀裂傾向はマグネシウム含有量の増加とともに減少します. ωのとき(マグネシウム)>6%, その逆は真実です; とき ω( Mgのとき)<9%, マグネシウム含有量の増加により溶接部の強度が大幅に増加します. 現時点では, 塑性と溶接係数は徐々に減少しますが、, 変化は重要ではない. マグネシウム含有量がこれより多い場合 9%, その強さ, 可塑性と溶接係数が大幅に減少します.

5xxxシリーズアルミニウム

(2) マンガン: で 5 シリーズアルミニウム合金, おお(ん)<1.0% 通常は. 合金中のマンガンの一部がマトリックスに溶解します。, 残りはMnAlの形で構造中に存在します。 6 段階. マンガンは合金の再結晶温度を上昇させる可能性があります, 結晶粒の粗大化を防ぐ, 合金の強度をわずかに増加させます, 特に降伏強度. 高マグネシウム合金では, マンガンを添加すると、マトリックス中のマグネシウムの溶解度が低下する可能性があります, 溶接亀裂の傾向を減らす, 溶接部と母材の強度を高めます。.

(3) クロム: クロムとマンガンは同様の効果を持っています, 母材と溶接部の強度を高めることができます, 溶接の高温割れの傾向を軽減します, 耐応力腐食性を向上させます, ただし、可塑性はわずかに低下します. 一部の合金ではマンガンの代わりにクロムを使用できる. 強化効果に関しては, クロムはマンガンほど良くない. 2つの要素を同時に追加した場合, 効果は単一の追加よりも大きい.

(4) ベリリウム: 少量のbeを加える (おお(なれ)=0.0001%~0.005%) 高マグネシウム合金を使用すると、インゴットの亀裂傾向が減少し、圧延板の表面品質が向上します。, 同時に、製錬中のマグネシウムの燃焼を軽減します。また、加熱プロセス中に材料の表面に形成される酸化物も軽減します。.

(5) チタン: 高マグネシウム合金に少量のチタンを添加, 主に結晶粒の微細化に使用.

(6) 鉄: 鉄はマンガンやクロムと不溶性化合物を形成する可能性があります, それにより、合金中のマンガンとクロムの役割が減少します。. インゴット構造内にさらに硬くて脆い化合物が形成される場合, 加工クラックが発生しやすい. 加えて, 鉄もこのシリーズの合金の耐食性を低下させます。, だから一般的に, おお(鉄)<0.4% 制御されるべきです, そしてω(鉄)<0.2% 溶接線材用.

(7) シリコン: シリコンは有害な不純物です (5A03合金を除く). シリコンとマグネシウムはMgを形成します 2 Si相. 過剰なマグネシウム含有量は、Mgの溶解度を低下させます。 2 マトリックス中のSi相, 強化がほとんどないだけでなく, しかし、合金の可塑性も低下します. ローリング時, ケイ素は鉄よりも悪影響が大きい, したがって、一般的には ω を制限する必要があります (そして) <0.5%. 5A03合金製, おお(そして)=0.5%~0.8%, 溶接亀裂の傾向を軽減し、合金の溶接性能を向上させることができます。.

(8) 銅: 少量の銅は合金の耐食性を悪化させる可能性があります, だからω(銅) に制限する必要があります <0.2%, 一部の合金はより厳しく制限されています.

(9) 亜鉛: ωのとき(亜鉛)<0.2%, 合金の機械的特性や耐食性には明らかな影響はありません。. 高マグネシウム合金に少量の亜鉛を添加すると、引張強さを10~20MPa増加させることができます。. 不純物ω(亜鉛) 合金中では以下に限定されるべきです <0.2%.

(10) ナトリウム: 微量の不純物ナトリウムは、合金の熱変形特性に大きな損傷を与える可能性があります。, そして "ナトリウム脆性" 表示されます, これは高マグネシウム合金でより顕著です. ナトリウム脆性を解消する方法は、粒界に豊富に存在する遊離ナトリウムを化合物化することです。. 塩素化法を使用してNaClを生成し、スラグと一緒に排出できます。, または少量のアンチモンを添加する方法も使用できます。.