آلیاژ خاکی کمیاب آلومینیوم

A: آلیاژهای آلومینیوم می توانند اثرات بهداشتی زیر را ایجاد کنند:

• تحریک پوست
• سوزش چشم
• اثرات حاد یا مزمن سلامتی
• سرطان
• علائم آلرژی یا آسم
• مشکلات تنفسی
• اثرات ژنتیکی

الف: آلومینیوم در شکل عنصری آن فلزی نسبتاً نرم و سبک است و معمولاً با مس، منیزیم، قلع یا روی آلیاژ می‌شود تا استحکام، دوام، جرم و کارایی آن افزایش یابد. حدود 85 درصد از آلیاژهای آلومینیوم برای محصولات فرفورژه استفاده می شود. آلیاژهای آلومینیوم به راحتی قابل کار هستند. محصولات آلومینیومی ریخته گری به دلیل نقطه ذوب پایین آن نسبتاً کم هزینه هستند، اما دارای استحکام کششی کمتری هستند. آلیاژهای آلومینیوم به طور گسترده در کاربردهای مهندسی و قطعاتی که وزن سبک و مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز است استفاده می شود. آلیاژهای آلومینیوم در پروژه‌های هوافضا، اجزای موتور خودرو، کشتی‌سازی و سایر کاربردهای حساس به آب شور استفاده می‌شوند. آلیاژهای آلومینیوم در دماهای بالا تاب می‌خورند و برخلاف فولاد، قبل از ذوب شدن قرمز نمی‌درخشند. آلیاژهای آلومینیوم همچنین دارای حد خستگی کمتری نسبت به فولاد هستند و با تنش مکرر به طور مداوم ضعیف می شوند. آنها به ندرت در کاربردهای ساخت که نیاز به میزان خستگی بالا دارند استفاده می شوند.

A: مخلوطی از عناصر آلیاژی از پیش آلیاژی است. همچنین به عنوان یکی از اصلاح‌کننده‌ها، سخت‌کننده‌ها یا تصفیه‌کننده‌های دانه بر اساس کاربردشان شناخته می‌شود. آلیاژ ایتریوم-آلومینیوم (آلیاژ Y-Al) برای رسیدن به نتیجه مطلوب به مذاب اضافه می شود.

پاسخ: آلیاژهای آلومینیوم در دماهای بالا تاب می‌خورند و برخلاف فولاد، قبل از ذوب شدن قرمز نمی‌درخشند. آلیاژهای آلومینیوم همچنین دارای حد خستگی کمتری نسبت به فولاد هستند و با تنش مکرر به طور مداوم ضعیف می شوند.

A: آلومینیوم-اربیوم یکی از آلیاژهای خاکی کمیاب متعدد با خلوص بالا است که توسط American Elements ساخته شده است. به عنوان یک آلیاژ اصلی، آلومینیوم-اربیوم می تواند برای پالایش دانه، سخت شدن، و بهبود عملکرد آلومینیوم با افزایش خواص مانند شکل پذیری و ماشین کاری استفاده شود. فرم های آلیاژی موجود عبارتند از ورق ها و صفحات، دیسک ها، فویل ها، میله ها، لوله ها و اشکال دیگر.

A:

• سخت کننده ها: برای افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی آلیاژهای فلزی استفاده می شود.
• پالایشگرهای دانه: برای کنترل پراکندگی کریستال های منفرد در فلزات برای تولید ساختار دانه ریزتر و یکنواخت تر استفاده می شود.
• اصلاح کننده ها و آلیاژهای ویژه: معمولاً برای افزایش استحکام، شکل پذیری و ماشین کاری استفاده می شود.

A:

• سخت کننده ها: برای افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی آلیاژهای فلزی استفاده می شود.
• پالایشگرهای دانه: برای کنترل پراکندگی کریستال های منفرد در فلزات برای تولید ساختار دانه ریزتر و یکنواخت تر استفاده می شود.
• اصلاح کننده ها و آلیاژهای ویژه: معمولاً برای افزایش استحکام، شکل پذیری و ماشین کاری استفاده می شود.

الف: آلیاژهای آلومینیوم سریم دارای خواص بسیار مطلوبی هستند، از جمله:

• شکل پذیری بالا
• ریخته گری خوب
• تحمل بالا در برابر عیوب ریخته گری
• حفظ خواص مکانیکی استثنایی در دمای بالا
• خواص مکانیکی مقاوم در دمای اتاق

پاسخ: ایتریوم و آلومینیوم با هم واکنش نشان می دهند و مخلوط یوتکتیکی را تشکیل می دهند. افزودن ایتریم همچنین می تواند:

• اندازه دانه آلیاژ ریخته گری را کاهش دهید
• نسبت هسته زایی را افزایش دهید
• افزایش استحکام آلیاژ Al-Zn-Mg-Cu در دماهای بالا
• بهبود خواص مقاومتی آلیاژهای آلیاژی Al-Cu-Mg-Ag با حرارت T6 در 300 درجه

پاسخ: آلیاژهای آلومینیوم عموماً در برابر خوردگی مقاوم هستند. آنها در برابر خوردگی در جو، در محیط های دریایی، شهری و صنعتی مقاوم هستند. همچنین در برابر خوردگی در محیط های مختلف و عوامل شیمیایی مقاوم هستند.

آلیاژهای آلومینیوم در برابر خوردگی مقاومت می کنند زیرا یک لایه اکسید نازک تشکیل می دهند که از خوردگی بیشتر جلوگیری می کند. این لایه اکسید را اکسید آلومینیوم یا Al2O3 می نامند.

الف: تأثیر عناصر آلیاژی بر خوردگی آلیاژ آلومینیوم

1. اثر Mg

منیزیم برای بهبود خواص مکانیکی به آلیاژ آلومینیوم اضافه می شود. Mg سرعت واکنش واکنش کاتدی را در صورت وجود در محلول جامد کاهش می دهد (به دلیل چگالی جریان مبادله کم Mg) و مقاومت به خوردگی را افزایش می دهد.

2. اثر سی

Si با منیزیم اضافه می شود و رسوب Mg2Si ایجاد می کند که سختی آلیاژ آلومینیوم را افزایش می دهد اما باعث خوردگی موضعی می شود. افزودن Si بیش از حد باعث ایجاد ترک خوردگی تنشی به دلیل ظاهر شدن Si در مرز می شود و واکنش کاتدی را سرعت می بخشد.

3. اثر مس

مشابه منیزیم، وجود مس باعث می شود که آلیاژ آلومینیوم یک واکنش کاتدی موضعی ایجاد کند که باعث خوردگی می شود. با این حال، هدف اصلی آلیاژهای سری 600 یا 700 افزودن مس به ترکیب برای تقویت سختی است، نه برای هدف ضد خوردگی.

4. اثر روی

افزودن روی به آلیاژ آلومینیوم ممکن است به جای فاز Al3Mg2، فاز τ Al-Mg-Zn را تشکیل دهد که باعث ترک خوردگی ناشی از تنش می شود. آلیاژهای مورد استفاده در صنعت هوافضا همچنان از روی برای تشکیل رسوب با سختی افزایش یافته استفاده می کنند.

5. اثر Fe

در فرآیند تولید، آلیاژ آلومینیوم اغلب آهن را در ترکیب مخلوط می کند. فرآیند حذف آهن بسیار پرهزینه است. آهن به سختی در آلیاژ حل می شود و یک واکنش کاتدی را حفظ می کند و در نتیجه مقاومت به خوردگی کاهش می یابد. آهن همراه با منگنز یا مس در آلیاژ نیز عاملی برای جلوگیری از مقاومت در برابر خوردگی است.

6. اثر Mg

گنجاندن منگنز در آلیاژ آلومینیوم باعث کاهش غلظت آهن و افزایش مقاومت در برابر خوردگی می شود. اما اگر مقدار منگنز از حد حلالیت (25/1 درصد وزنی) فراتر رود منجر به تشکیل Al6Mn می شود که واکنش کاتدی را افزایش داده و مشکلات خوردگی ایجاد می کند.

7. اثر لی

لیتیوم نقش افزایش سختی آلیاژ آلومینیوم را ایفا می کند، بنابراین آلیاژ Al-Li به طور گسترده در زمینه هوانوردی استفاده می شود. با این حال، لی در امتداد مرزهای دانه ظاهر شد و باعث افزایش سریع نرخ خوردگی و گسترش موضعی خوردگی شد.

پاسخ: آلیاژهای آلومینیوم-اربیوم یکی از قابل بازیافت ترین مواد است و می توان آن را بدون از دست دادن خواص خود به طور نامحدود بازیافت کرد. بازیافت آلومینیوم 95 درصد انرژی مصرفی برای تولید آن از مواد خام را ذخیره می کند.