バナジウムはアルミニウム合金中でVAl11耐火化合物を形成し、溶解・鋳造工程において結晶粒を微細化する役割を果たしますが、その効果はチタンやジルコニウムに比べて小さいです。バナジウムには、再結晶組織を微細化し、再結晶温度を高める効果もあります。
アルミニウム合金中のカルシウムの固溶度は極めて低く、アルミニウムとCaAl4化合物を形成します。カルシウムもアルミニウム合金の超塑性元素です。約5%のカルシウムと5%のマンガンを含むアルミニウム合金は超塑性を持っています。カルシウムとケイ素はアルミニウムに不溶な CaSi を形成します。シリコンの固溶量が減るため、工業用純アルミニウムの導電性が若干向上します。カルシウムはアルミニウム合金の切削性能を向上させることができます。 CaSi2 はアルミニウム合金の熱処理を強化することができません。微量のカルシウムは、溶融アルミニウム中の水素を除去するのに有益です。
鉛、錫、ビスマス元素は低融点金属です。これらはアルミニウムへの固溶性がほとんどないため、合金の強度がわずかに低下しますが、切削性能を向上させることができます。ビスマスは凝固中に膨張するため、供給に有利です。高マグネシウム合金にビスマスを添加すると、「ナトリウム脆性」を防ぐことができます。
アンチモンは主に鋳造アルミニウム合金の改質剤として使用され、鍛造アルミニウム合金にはほとんど使用されません。ナトリウム脆化を防ぐために、Al-Mg 展伸アルミニウム合金のビスマスのみを代替してください。一部の Al-Zn-Mg-Cu 合金にアンチモン元素を添加すると、ホットプレスおよびコールドプレスの性能を向上させることができます。
ベリリウムは、鍛造アルミニウム合金の酸化膜の構造を改善し、鋳造時の燃焼損失や介在物を低減します。ベリリウムは、アレルギー中毒を引き起こす可能性のある有毒元素です。したがって、食品や飲料と接触するアルミニウム合金にはベリリウムを含めることはできません。溶接材料中のベリリウムの含有量は、通常 8μg/ml 以下に管理されます。溶接ベースとして使用されるアルミニウム合金もベリリウムの含有量を管理する必要があります。
ナトリウムはアルミニウムにほとんど溶けず、最大固溶度は 0.0025% 未満で、融点は低い (97.8°C)。合金中にナトリウムが存在すると、凝固時にデンドライトや粒界の表面に吸着します。熱処理中に粒界のナトリウムが液体吸着層を形成し、脆性亀裂が生じるとNaAlSi化合物が形成され、遊離ナトリウムが存在せず「ナトリウム脆性」が生じません。マグネシウム含有量が2%を超えると、マグネシウムがケイ素を取り込んで遊離ナトリウムを析出させ、「ナトリウム脆化」を引き起こします。したがって、高マグネシウムアルミニウム合金にはナトリウム塩フラックスの使用が許可されていません。 「ナトリウム脆化」を防ぐ方法は、ナトリウムをNaClにしてスラグ中に排出し、ビスマスを添加してNa2Biを形成させて金属マトリックスに侵入させる塩素化法です。アンチモンを添加して Na3Sb を形成したり、希土類を添加したりすることも同じ役割を果たすことができます。
MAT Aluminium の May Jiang が編集
投稿日時: 2023 年 11 月 11 日
