სხვადასხვა დანამატის ელემენტების როლი ალუმინის შენადნობში

სილიციუმი (Si)
სილიციუმი (Si) სითხის გაუმჯობესების მთავარი ინგრედიენტია. საუკეთესო სითხის მიღწევა შესაძლებელია ევტექტიკურიდან ჰიპერევტექტიკურამდე. თუმცა, კრისტალიზებული სილიციუმი (Si) მიდრეკილია მყარი წერტილების წარმოქმნისკენ, რაც აუარესებს ჭრის ეფექტურობას. ამიტომ, ზოგადად, ევტექტიკური წერტილის გადაჭარბება დაუშვებელია. გარდა ამისა, სილიციუმს (Si) შეუძლია გააუმჯობესოს დაჭიმვის სიმტკიცე, სიმტკიცე, ჭრის ეფექტურობა და სიმტკიცე მაღალ ტემპერატურაზე, ამავდროულად შეამციროს წაგრძელება.
მაგნიუმი (Mg) ალუმინ-მაგნიუმის შენადნობს აქვს საუკეთესო კოროზიისადმი მდგრადობა. ამიტომ, ADC5 და ADC6 კოროზიისადმი მდგრადი შენადნობებია. მისი გამყარების დიაპაზონი ძალიან დიდია, ამიტომ მას აქვს ცხელი სიმყიფე, ხოლო ჩამოსხმული მასალები მიდრეკილია ბზარებისკენ, რაც ჩამოსხმას ართულებს. მაგნიუმი (Mg), როგორც AL-Cu-Si მასალებში არსებული მინარევი, Mg2Si, ჩამოსხმული მასალის მყიფეობას იწვევს, ამიტომ სტანდარტი ზოგადად 0.3%-ის ფარგლებშია.

რკინა (Fe) მიუხედავად იმისა, რომ რკინას (Fe) შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს თუთიის (Zn) რეკრისტალიზაციის ტემპერატურა და შეანელოს რეკრისტალიზაციის პროცესი, ჩამოსხმის დნობისას რკინა (Fe) მიიღება რკინის ტიგანებიდან, ბატისებრი მილებიდან და დნობის ხელსაწყოებიდან და ხსნადია თუთიაში (Zn). ალუმინის (Al) მიერ გადატანილი რკინა (Fe) ძალიან მცირეა და როდესაც რკინა (Fe) აღემატება ხსნადობის ზღვარს, ის კრისტალდება FeAl3-ის სახით. Fe-თი გამოწვეული დეფექტები ძირითადად წარმოქმნის წიდას და ტივტივებს FeAl3 ნაერთების სახით. ჩამოსხმული მასალა ხდება მყიფე და დამუშავების უნარი უარესდება. რკინის სითხეობა გავლენას ახდენს ჩამოსხმის ზედაპირის სიგლუვეზე.
რკინის (Fe) მინარევები წარმოქმნის FeAl3-ის ნემსისებრ კრისტალებს. ვინაიდან ჩამოსხმის პროცესი სწრაფად ცივდება, დალექილი კრისტალები ძალიან წვრილია და არ შეიძლება ჩაითვალოს მავნე კომპონენტებად. თუ შემცველობა 0.7%-ზე ნაკლებია, ჩამოსხმა ადვილი არ არის, ამიტომ ჩამოსხმისთვის უკეთესია 0.8-1.0% რკინის შემცველობა. თუ რკინის (Fe) დიდი რაოდენობაა, წარმოიქმნება ლითონის ნაერთები, რომლებიც მყარ წერტილებს წარმოქმნიან. გარდა ამისა, როდესაც რკინის (Fe) შემცველობა 1.2%-ს აღემატება, ეს შეამცირებს შენადნობის სითხეობას, დააზიანებს ჩამოსხმის ხარისხს და შეამცირებს ჩამოსხმის მოწყობილობაში ლითონის კომპონენტების სიცოცხლის ხანგრძლივობას.

ნიკელი (Ni) სპილენძის (Cu) მსგავსად, მასაც ახასიათებს დაჭიმვის სიმტკიცისა და სიმტკიცის გაზრდის ტენდენცია, რაც მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს კოროზიისადმი მდგრადობაზე. ზოგჯერ ნიკელს (Ni) ემატება მაღალტემპერატურულ სიმტკიცესა და თბოგამძლეობაზე გასაუმჯობესებლად, თუმცა მას უარყოფითი გავლენა აქვს კოროზიისადმი მდგრადობასა და თბოგამტარობაზე.

მანგანუმი (Mn) მას შეუძლია გააუმჯობესოს სპილენძის (Cu) და სილიციუმის (Si) შემცველი შენადნობების მაღალტემპერატურული სიმტკიცე. თუ ის გარკვეულ ზღვარს გადააჭარბებს, ადვილია Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn მეოთხეული ნაერთების წარმოქმნა, რომლებსაც შეუძლიათ ადვილად წარმოქმნან მყარი წერტილები და შეამცირონ თბოგამტარობა. მანგანუმს (Mn) შეუძლია ხელი შეუშალოს ალუმინის შენადნობების რეკრისტალიზაციის პროცესს, გაზარდოს რეკრისტალიზაციის ტემპერატურა და მნიშვნელოვნად დახვეწოს რეკრისტალიზაციის მარცვლები. რეკრისტალიზაციის მარცვლების დახვეწა ძირითადად განპირობებულია MnAl6 ნაერთის ნაწილაკების რეკრისტალიზაციის მარცვლების ზრდაზე შემაფერხებელი ეფექტით. MnAl6-ის კიდევ ერთი ფუნქციაა რკინის (Fe) მინარევის გახსნა (Fe, Mn)Al6-ის წარმოქმნით და რკინის მავნე ზემოქმედების შესამცირებლად. მანგანუმი (Mn) ალუმინის შენადნობების მნიშვნელოვანი ელემენტია და შეიძლება დაემატოს როგორც დამოუკიდებელი Al-Mn ბინარული შენადნობი ან სხვა შენადნობის ელემენტებთან ერთად. ამიტომ, ალუმინის შენადნობების უმეტესობა შეიცავს მანგანუმს (Mn).

თუთია (Zn)
თუ მასში უწმინდური თუთია (Zn) იქნება, ის მაღალტემპერატურულ სიმყიფეს გამოავლენს. თუმცა, როდესაც ვერცხლისწყალთან (Hg) შერწყმულია ძლიერი HgZn2 შენადნობების წარმოქმნის მიზნით, ის მნიშვნელოვან გამაგრების ეფექტს იწვევს. JIS-ის თანახმად, უწმინდური თუთიის (Zn) შემცველობა 1.0%-ზე ნაკლები უნდა იყოს, მაშინ როდესაც უცხოური სტანდარტებით შესაძლებელია 3%-მდე შემცველობის დაშვება. ეს დისკუსია არ ეხება თუთიას (Zn), როგორც შენადნობის კომპონენტს, არამედ მის როლს, როგორც მინარევს, რომელიც ჩამოსხმულ მასალებში ბზარების გამომწვევია.

ქრომი (Cr)
ქრომი (Cr) ალუმინში წარმოქმნის მეტალთაშორის ნაერთებს, როგორიცაა (CrFe)Al7 და (CrMn)Al12, რაც ხელს უშლის ბირთვების წარმოქმნას და რეკრისტალიზაციის ზრდას და შენადნობის გარკვეულ გამაძლიერებელ ეფექტს უზრუნველყოფს. მას ასევე შეუძლია გააუმჯობესოს შენადნობის სიმტკიცე და შეამციროს დაძაბულობის კოროზიის მიმართ ბზარებისადმი მგრძნობელობა. თუმცა, მას შეუძლია გაზარდოს ჩაქრობის მგრძნობელობა.

ტიტანი (Ti)
შენადნობში ტიტანის (Ti) მცირე რაოდენობასაც კი შეუძლია გააუმჯობესოს მისი მექანიკური თვისებები, მაგრამ ასევე შეამციროს მისი ელექტროგამტარობა. Al-Ti სერიის შენადნობებში ნალექით გამკვრივებისთვის ტიტანის (Ti) კრიტიკული შემცველობა დაახლოებით 0.15%-ია და მისი შემცველობის შემცირება ბორის დამატებით შეიძლება.

ტყვია (Pb), კალა (Sn) და კადმიუმი (Cd)
ალუმინის შენადნობებში შეიძლება არსებობდეს კალციუმი (Ca), ტყვია (Pb), კალა (Sn) და სხვა მინარევები. ვინაიდან ამ ელემენტებს განსხვავებული დნობის წერტილები და სტრუქტურები აქვთ, ისინი ალუმინთან (Al) ქმნიან სხვადასხვა ნაერთებს, რაც იწვევს ალუმინის შენადნობების თვისებებზე განსხვავებულ გავლენას. კალციუმს (Ca) ალუმინში ძალიან დაბალი ხსნადობა აქვს მყარ მდგომარეობაში და ალუმინთან (Al) წარმოქმნის CaAl4 ნაერთებს, რამაც შეიძლება გააუმჯობესოს ალუმინის შენადნობების ჭრის უნარი. ტყვია (Pb) და კალა (Sn) დაბალი დნობის წერტილის მქონე ლითონებია ალუმინში (Al) მყარ მდგომარეობაში დაბალი ხსნადობით, რამაც შეიძლება შეამციროს შენადნობის სიმტკიცე, მაგრამ გააუმჯობესოს მისი ჭრის უნარი.

ტყვიის (Pb) შემცველობის გაზრდამ შეიძლება შეამციროს თუთიის (Zn) სიმტკიცე და გაზარდოს მისი ხსნადობა. თუმცა, თუ ტყვიის (Pb), კალის (Sn) ან კადმიუმის (Cd) რომელიმე შემცველობა აღემატება ალუმინ-თუთიის შენადნობში მითითებულ რაოდენობას, შესაძლოა კოროზია მოხდეს. ეს კოროზია არარეგულარულია, გარკვეული პერიოდის შემდეგ ხდება და განსაკუთრებით გამოხატულია მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი ტენიანობის ატმოსფეროში.