Κράμα σπάνιων γαιών αλουμινίου

Α: Τα κράματα αλουμινίου μπορούν να προκαλέσουν τις ακόλουθες επιπτώσεις στην υγεία:

• Δερματική ενόχληση
• Ερεθισμός των ματιών
• Οξείες ή χρόνιες επιπτώσεις στην υγεία
• Καρκίνος
• Συμπτώματα αλλεργίας ή άσθματος
• Δυσκολίες στην αναπνοή
• Γενετικές επιδράσεις

Α: Το αλουμίνιο στη στοιχειακή του μορφή είναι ένα αρκετά μαλακό και ελαφρύ μέταλλο και είναι συνήθως κράμα με χαλκό, μαγνήσιο, κασσίτερο ή ψευδάργυρο για να αυξηθεί η αντοχή, η ανθεκτικότητα, η μάζα και η εργασιμότητά του. Περίπου το 85% των κραμάτων αλουμινίου χρησιμοποιούνται για σφυρήλατα προϊόντα. Τα κράματα αλουμινίου είναι εύκολα επεξεργάσιμα. Τα προϊόντα χυτού αλουμινίου είναι σχετικά χαμηλού κόστους λόγω του χαμηλού σημείου τήξης τους, ωστόσο έχουν χαμηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό. Τα κράματα αλουμινίου χρησιμοποιούνται ευρέως σε μηχανολογικές εφαρμογές και εξαρτήματα όπου απαιτείται ελαφρύ βάρος και αντοχή στη διάβρωση. Τα κράματα αλουμινίου χρησιμοποιούνται σε αεροδιαστημικά έργα, εξαρτήματα κινητήρων αυτοκινήτων, ναυπηγική και άλλες εφαρμογές ευαίσθητες στο αλμυρό νερό. Τα κράματα αλουμινίου θα παραμορφωθούν σε υψηλές θερμοκρασίες και σε αντίθεση με τον χάλυβα, δεν ανάβουν κόκκινο πριν λιώσουν. Τα κράματα αλουμινίου έχουν επίσης χαμηλότερο όριο κόπωσης από τον χάλυβα και εξασθενούν συνεχώς με την επαναλαμβανόμενη καταπόνηση. Σπάνια χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές κατασκευής που απαιτούν υψηλά ποσοστά κόπωσης.

Α: Είναι ένα προ-κράμα μίγμα στοιχείων κραμάτων. Είναι επίσης γνωστό ως ένας από τους τροποποιητές, σκληρυντές ή διυλιστές κόκκων με βάση τις εφαρμογές τους. Το κράμα υττρίου-αλουμινίου (κράμα Y-Al) προστίθεται σε ένα τήγμα για να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα.

Α: Τα κράματα αλουμινίου θα παραμορφωθούν σε υψηλές θερμοκρασίες και σε αντίθεση με τον χάλυβα, δεν ανάβουν κόκκινο πριν λιώσουν. Τα κράματα αλουμινίου έχουν επίσης χαμηλότερο όριο κόπωσης από τον χάλυβα και εξασθενούν συνεχώς με την επαναλαμβανόμενη καταπόνηση.

Α: Το αλουμίνιο-έρβιο είναι ένα από τα πολυάριθμα κράματα σπάνιων γαιών υψηλής καθαρότητας που κατασκευάζονται από την American Elements. Ως κύριο κράμα, το αλουμίνιο-έρβιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διύλιση, τη σκλήρυνση και τη βελτίωση της απόδοσης του αλουμινίου βελτιώνοντας ιδιότητες όπως η ολκιμότητα και η μηχανική κατεργασία. Οι διαθέσιμες μορφές κραμάτων περιλαμβάνουν φύλλα και πλάκες, δίσκους, φύλλα, ράβδους, σωλήνες και άλλα σχήματα.

A:

• Σκληρυντές: Χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων των μεταλλικών κραμάτων.
• Διυλιστήρια κόκκων: Χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της διασποράς μεμονωμένων κρυστάλλων σε μέταλλα για την παραγωγή λεπτότερης και πιο ομοιόμορφης δομής κόκκων.
• Τροποποιητές και ειδικά κράματα: Συνήθως χρησιμοποιούνται για την αύξηση της αντοχής, της ολκιμότητας και της μηχανικής ικανότητας.

A:

• Σκληρυντές: Χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων των μεταλλικών κραμάτων.
• Διυλιστήρια κόκκων: Χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της διασποράς μεμονωμένων κρυστάλλων σε μέταλλα για την παραγωγή λεπτότερης και πιο ομοιόμορφης δομής κόκκων.
• Τροποποιητές και ειδικά κράματα: Συνήθως χρησιμοποιούνται για την αύξηση της αντοχής, της ολκιμότητας και της μηχανικής ικανότητας.

Α: Τα κράματα δημητρίου αλουμινίου έχουν πολλές επιθυμητές ιδιότητες, όπως:

• Υψηλή ολκιμότητα
• Καλή χυτότητα
• Υψηλή ανοχή σε ελαττώματα χύτευσης
• Εξαιρετική διατήρηση μηχανικών ιδιοτήτων σε υψηλές θερμοκρασίες
• Ανθεκτικές μηχανικές ιδιότητες σε θερμοκρασία δωματίου

Α: Το ύττριο και το αλουμίνιο αντιδρούν για να σχηματίσουν ένα ευτηκτικό μείγμα. Η προσθήκη υττρίου μπορεί επίσης:

• Μειώστε το μέγεθος των κόκκων του κράματος ως χυτού
• Αυξήστε την αναλογία πυρήνων
• Ενισχύστε την αντοχή του κράματος Al-Zn-Mg-Cu σε υψηλές θερμοκρασίες
• Βελτιώστε τις ιδιότητες αντοχής των κραμάτων Al-Cu-Mg-Ag που έχουν σκληρυνθεί με T6 στους 300 βαθμούς

Α: Τα κράματα αλουμινίου είναι γενικά ανθεκτικά στη διάβρωση. Είναι ανθεκτικά στη διάβρωση στην ατμόσφαιρα, σε θαλάσσια, αστικά και βιομηχανικά περιβάλλοντα. Είναι επίσης ανθεκτικά στη διάβρωση σε διαφορετικά περιβάλλοντα και σε χημικούς παράγοντες.

Τα κράματα αλουμινίου αντιστέκονται στη διάβρωση επειδή σχηματίζουν ένα λεπτό στρώμα οξειδίου που εμποδίζει την περαιτέρω διάβρωση. Αυτό το στρώμα οξειδίου ονομάζεται οξείδιο του αργιλίου ή Al2O3.

Α: Επίδραση των στοιχείων κράματος στη διάβρωση του κράματος αλουμινίου

1. Η επίδραση του Mg

Mg προστίθεται στο κράμα αλουμινίου για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων. Το Mg μειώνει τον ρυθμό αντίδρασης της καθοδικής αντίδρασης όταν υπάρχει σε στερεό διάλυμα (λόγω της χαμηλής πυκνότητας ρεύματος ανταλλαγής Mg) και αυξάνει την αντίσταση στη διάβρωση.

2. Η επίδραση του Si

Το Si προστίθεται με Mg δημιουργεί ένα ίζημα Mg2Si που ενισχύει τη σκληρότητα του κράματος αλουμινίου αλλά προκαλεί τοπική διάβρωση. Η προσθήκη υπερβολικού Si θα προκαλέσει ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω της εμφάνισης Si στο όριο και θα επιταχύνει την καθοδική αντίδραση.

3. Η επίδραση του Cu

Παρόμοια με το Mg, η παρουσία Cu προκαλεί ένα κράμα αλουμινίου να σχηματίσει μια εντοπισμένη καθοδική αντίδραση που προκαλεί διάβρωση. Ωστόσο, ο κύριος στόχος των κραμάτων της σειράς 600 ή 700 είναι η προσθήκη Cu στη σύνθεση για λόγους ενίσχυσης της σκληρότητας, όχι για τον αντιδιαβρωτικό στόχο.

4. Η επίδραση του Zn

Η προσθήκη Zn στο κράμα αλουμινίου μπορεί να σχηματίσει τ φάση Al-Mg-Zn αντί για φάση Al3Mg2, η οποία προκαλεί ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω τάσης. Τα κράματα που χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική βιομηχανία εξακολουθούν να χρησιμοποιούν Zn για να σχηματίσουν ένα ίζημα ενισχυμένης σκληρότητας.

5. Η επίδραση του Fe

Στη διαδικασία παραγωγής, το κράμα αλουμινίου συχνά αναμιγνύει Fe στη σύνθεση. Η διαδικασία αφαίρεσης Fe είναι πολύ δαπανηρή. Ο Fe είναι δύσκολο να διαλυθεί στο κράμα και διατηρεί μια καθοδική αντίδραση, με αποτέλεσμα τη μειωμένη αντίσταση στη διάβρωση. Ο Fe σε συνδυασμό με Mn ή Cu στο κράμα είναι επίσης ένας παράγοντας που εμποδίζει την αντίσταση στη διάβρωση.

6. Η επίδραση του Mg

Η συμπερίληψη μαγγανίου στο κράμα αλουμινίου θα μειώσει τη συγκέντρωση Fe και θα αυξήσει την αντοχή στη διάβρωση. Ωστόσο, εάν η ποσότητα του Mn ξεπεράσει το όριο διαλυτότητας (1,25% κατά βάρος), θα οδηγήσει στο σχηματισμό Al6Mn, το οποίο αυξάνει την καθοδική αντίδραση και προκαλεί προβλήματα διάβρωσης.

7. Η επίδραση του Li

Το λίθιο παίζει τον ρόλο της αύξησης της σκληρότητας του κράματος αλουμινίου, έτσι το κράμα Al-Li χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα της αεροπορίας. Ωστόσο, το Li εμφανίστηκε κατά μήκος των ορίων των κόκκων, προκαλώντας ταχεία αύξηση του ρυθμού διάβρωσης και τοπική εξάπλωση της διάβρωσης.

Α: Τα κράματα αλουμινίου-ερβίου είναι ένα από τα πιο ανακυκλώσιμα υλικά και μπορούν να ανακυκλωθούν επ' αόριστον χωρίς να χάσουν τις ιδιότητές τους. Η ανακύκλωση αλουμινίου εξοικονομεί το 95% της ενέργειας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή του από πρώτες ύλες.