Vanadium bildet in der Aluminiumlegierung eine feuerfeste Verbindung VAl11, die bei der Verfeinerung der Körner im Schmelz- und Gießprozess eine Rolle spielt, der Effekt ist jedoch geringer als der von Titan und Zirkonium. Vanadium hat außerdem die Wirkung, die Rekristallisationsstruktur zu verfeinern und die Rekristallisationstemperatur zu erhöhen.
Die feste Löslichkeit von Kalzium in Aluminiumlegierungen ist äußerst gering und es bildet mit Aluminium eine CaAl4-Verbindung. Calcium ist auch ein superplastisches Element einer Aluminiumlegierung. Eine Aluminiumlegierung mit etwa 5 % Kalzium und 5 % Mangan weist Superplastizität auf. Calcium und Silizium bilden CaSi, das in Aluminium unlöslich ist. Da die Menge an fester Siliziumlösung reduziert wird, kann die Leitfähigkeit von industriellem Reinaluminium leicht verbessert werden. Calcium kann die Schneidleistung von Aluminiumlegierungen verbessern. CaSi2 kann die Wärmebehandlung einer Aluminiumlegierung nicht verstärken. Spuren von Kalzium sind nützlich, um Wasserstoff aus geschmolzenem Aluminium zu entfernen.
Blei-, Zinn- und Wismutelemente sind niedrig schmelzende Metalle. Sie haben eine geringe Feststofflöslichkeit in Aluminium, was die Festigkeit der Legierung leicht verringert, aber die Schneidleistung verbessern kann. Wismut dehnt sich beim Erstarren aus, was sich positiv auf die Nahrungsaufnahme auswirkt. Durch die Zugabe von Wismut zu Legierungen mit hohem Magnesiumgehalt kann die „Natriumsprödigkeit“ verhindert werden.
Antimon wird hauptsächlich als Modifikator in Aluminiumgusslegierungen verwendet und wird in Aluminiumknetlegierungen selten verwendet. Ersetzen Sie Wismut nur in Al-Mg-Aluminiumknetlegierungen, um eine Natriumversprödung zu verhindern. Wenn einigen Al-Zn-Mg-Cu-Legierungen das Element Antimon zugesetzt wird, kann die Leistung beim Heißpressen und Kaltpressen verbessert werden.
Beryllium kann die Struktur des Oxidfilms in Aluminiumknetlegierungen verbessern und Brennverluste und Einschlüsse beim Gießen reduzieren. Beryllium ist ein giftiges Element, das allergische Vergiftungen verursachen kann. Daher dürfen Aluminiumlegierungen, die mit Lebensmitteln und Getränken in Kontakt kommen, kein Beryllium enthalten. Der Berylliumgehalt in Schweißmaterialien wird normalerweise auf unter 8 μg/ml kontrolliert. Die als Schweißbasis verwendete Aluminiumlegierung sollte auch den Berylliumgehalt steuern.
Natrium ist in Aluminium nahezu unlöslich, die maximale Feststofflöslichkeit beträgt weniger als 0,0025 % und der Schmelzpunkt von Natrium ist niedrig (97,8 °C). Wenn Natrium in der Legierung vorhanden ist, wird es während der Erstarrung an der Oberfläche von Dendriten oder Korngrenzen adsorbiert. Während der thermischen Verarbeitung bildet Natrium an der Korngrenze eine flüssige Adsorptionsschicht, und wenn Sprödrisse auftreten, wird eine NaAlSi-Verbindung gebildet, es ist kein freies Natrium vorhanden und es tritt keine „Natriumsprödigkeit“ auf. Wenn der Magnesiumgehalt 2 % übersteigt, nimmt Magnesium Silizium auf und fällt freies Natrium aus, was zu einer „Natriumversprödung“ führt. Daher dürfen Aluminiumlegierungen mit hohem Magnesiumgehalt keine Natriumsalzflussmittel verwenden. Die Methode zur Verhinderung einer „Natriumversprödung“ ist die Chlorierungsmethode, bei der Natrium NaCl bildet und in die Schlacke abgegeben wird. Außerdem wird Wismut hinzugefügt, damit es Na2Bi bildet und in die Metallmatrix gelangt. Die gleiche Rolle kann auch die Zugabe von Antimon zur Bildung von Na3Sb oder die Zugabe von seltenen Erden spielen.
Herausgegeben von May Jiang von MAT Aluminium
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. November 2023
