4.4.3 Алюминий қорытпаларының легірлеуші кешендерін таңдау

Алюминий қорытпаларын кешенді легірлеу монолегірлеуге қарағанда көп кездеседі. Мысалы, стандартты құйма қорытпаларында 25 немесе 78%-дан 18 кешінді легірленген қорытпа бар (салмағы 0,3%-дан кем мөлшерде қоспа қосылса, ескерілмейді). Бір элементтің қоспалары 28 % қорытпаларда бар, екі элементтің қоспасы 12% қорытпада, үш элементтің қоспалары 16% қорытпаларда, төрт элементтің қоспалары 28% қорытпаларда, бес элементтің қоспасы 12 % қорытпаларда, алты элементтің қоспалары 4 % қорытпаларда бар.

Төрт немесе оданда көп, ең көп таралған элементтердің барлық мүмкін дерлік комбинациялары стандартты қорытпалар арасында теңдей бөлінген. Si, Mg, Mg+Si (72 %) – қорытпалардың ең көп таралғаны. Шынында да, 7% бен 13% арасында кремнийдің болуы, алюминий құйма қорытпадан-силумин, ал 5%-дан 11,5% магний болуы – магналии тобын құрайды. Біріншісі сұйықаққыштық шамасына қарай технологиялық қасиетке жатады, бірақ эвтектикалық қорытпада икемділігі аз; екіншісі – жоғары беріктік пен коррозияға қарсы төзімділігі бар қорытпаға, бірақ аз технологиялық қатты ерітіндіге жатады.

Силуминдердің созымдылығының төменділігі кремнийдің көп мөлшерде бөлінуімен анықталады. Оларға кремнийді модифицирлеу үшін, қорытпаға кремнийдің өзінде (ω_Si = 5·10⁵ ÷ 5·10³) таралу критерийі төмен және сұйық алюминийде шекті ерігіштік қасиетке (β_Al = 1 ÷ 0,01) ие элементтер қосылуы керек. Ондай модификаторларға мына элементтер жатады:

Na, К, Ва, Bi, Рb, S.

Осылардың арасында Na, K соңғы кезге дейін ерекше жағдайларда ғана пайдаланылды, бірақ қазір басқа элементтермен бірге көзге ілінуде.

Деформацияланған алюминий қорытпалары арасында қоспа ретінде кремнийді қолданыста таппайды, өйткені ол алюминиймен әрекеттескенде эвтектика қысыммен өңдеуді жояды. Деформацияланатын қорытпалардың арасында көп таралғаны Cu+Mg+Mn легірлеуші кешені, ол дюралюминге, соғу қорытпаларына тән және шынықтыру мен ескіруден кейінгі механикалық қасиетті қамтамасыз етеді.

4.4.4 Алынған нәтижелерді талдау

Алынған нәтижелерді талдау барысында алюминий үшін легірлеуші элементтерді таңдауда көбіне беріктікті магний қамтамасыз ететіндігі көрсетілді, себебі оған беріктіктің екі механизмі тән – α (18,9) критерийі үшін қатты ерітінді, термиялық өңдеу көмегімен γ = 0,57. Жоғары технологиялық икемділікке және ыстыққа төзімділікке Al-Mn қорытпа жүйесі тән, себебі ω және τ өлшемдері ең маңызды болып табылады, тиісінше олардың мәндері – 0,77 мен 0,99. Сонымен қатар, δ критерийі минималды болғандықтан, кеуектілік әлсіз дамыған. Алайда олар алюминий-магний қорытпалары сияқты беріктенетін термиялық өңдеуден өткен жоқ: олар үшін γ =0,57 орнына 0,96.

λ критерийіне сәйкес максималды сұйықаққыштыққа Al-Si қорытпа жүйесі тән, оның (λ критерийі) мәні басқа қарастырған легірленге қоспаларға қарағанда көп, 6,5 орнына 7,3, мыста және магнийде – 5,3. Силуминдер жеткілікті жоғары ыстыққа беріктікке τ=0,91 ие, бірақ әрине марганецке қарағанда аздау. Олардың негізгі кемшілігі төмен технологиялық икемділік қасиеті болып саналады - ω=0,13, 0,77 – марганецте және 0,50 – магнийде және термиялық беріктік болмауы γ=0,98 тең.

Жоғарыда қарастырылғандарды ескере отырып, негізгі деформацияланатын қорытпаларға, термиялық өңдеуге ұшырамаған қорытпаға Al-Mn жүйесі жатады, ал термиялық беріктенетінге – Al-Mg, құйма қорытпасына – Al-Si жатады. Бұл нәтижелер бізге өте жақсы белгілі, олардың мәні Б.Б.Гуляев ұсынған күй диаграммасында айқын көрсетілген, оны барлық негізгі қоспаның технологиялық және эксплуатациялық қасиетімен легірленген элементті берілген деңгейде құру үшін пайдалануға болады.