Mezi osm hlavních prvků, které ovlivňují vlastnosti hliníkových slitin, patří vanad, vápník, olovo, cín, vizmut, antimon, berylium a sodík. V závislosti na zamýšleném použití hotových hliníkových svitků se během zpracování přidávají různé prvky. Tyto příměsi mají různé teploty tání a struktury, vytvářejí různé sloučeniny s hliníkem, což má různé dopady na vlastnosti hliníkových slitin.
1. Kovový prvek: Vliv mědi
Měď je důležitým legujícím prvkem a má určitý účinek na zpevnění tuhého roztoku. Navíc CuAl2 vysrážený během stárnutí má významný účinek na posílení stárnutí. Obsah mědi v hliníkových plechách se obvykle pohybuje mezi 2,5 % a 5 %. Zpevňovací účinek je nejlepší, když je obsah mědi mezi 4 % a 6,8 %, takže většina tvrdých hliníkových slitin má obsah mědi v tomto rozmezí.
2. Kovový prvek: Vliv křemíku
V systému slitin Al-Mg2Si, v části fázového diagramu bohaté na hliník-, je maximální rozpustnost Mg2Si v hliníku 1,85 % a s klesající teplotou pomalu klesá. V tvářených hliníkových slitinách je křemík přidaný samostatně do hliníkových plechů omezen na svařovací materiály, ale křemík přidaný do hliníku také poskytuje určitý zpevňující účinek.
3. Prvek kovu: Vliv hořčíku
Hořčík má výrazný zpevňující účinek na hliník. Na každé zvýšení hořčíku o 1 % vzroste pevnost v tahu asi o 34 MPa. Pokud je přidáno méně než 1 % manganu, může poskytnout dodatečné zpevnění. Proto přidání manganu umožňuje snížit obsah hořčíku a zároveň snížit tendenci k praskání za horka. Kromě toho mangan pomáhá sloučeninám Mg5Al8 vysrážet se rovnoměrněji, zlepšuje odolnost proti korozi a svařovací výkon.
4. Kovový prvek: Vliv manganu
Maximální rozpustnost manganu v tuhém roztoku je 1,82 %. Pevnost slitiny plynule roste s rozpustností, a když je obsah manganu 0,8 %, prodloužení dosáhne svého maxima. Al-slitiny Mn jsou dlouho- a krátce-zpevněné tvrzené slitiny, což znamená, že je nelze zpevnit tepelným zpracováním.
5. Kovový prvek: Účinek zinku
Ve fázovém diagramu systému slitin Al-Zn je při 275 stupních rozpustnost zinku v hliníku 31,6 %, zatímco při 125 stupních klesá na 5,6 %. Přidání samotného zinku k hliníku za podmínek deformace má velmi omezený účinek na zlepšení pevnosti hliníkových slitin. Kromě toho existuje tendence ke koroznímu praskání pod napětím, což omezuje jeho použití.
6. Kovový prvek: Vliv železa a křemíku
Železo se přidává jako legující prvek do slitin hliníku tvářených Al-Cu-Mg-Ni-Fe a křemík se přidává do tvářeného hliníku Al-Mg-Si a svařovacích drátů Al-Si a slitin hliníku-kovaného křemíku. V jiných slitinách hliníku jsou křemík a železo běžnými nečistotami a mají významný vliv na vlastnosti slitiny. Existují hlavně jako FeCl3 a volný křemík. Když je obsah křemíku vyšší než železo, tvoří se fáze -FeSiAl3 (nebo Fe2Si2Al9); když je obsah železa vyšší než křemík, tvoří se fáze -Fe2SiAl8 (nebo Fe3Si2Al12). Nesprávný poměr železa a křemíku může způsobit praskliny odlitku a nadměrný obsah železa v litém hliníku může způsobit křehnutí odlitku.
7. Kovový prvek: Vliv titanu a boru
Titan je běžně používaný přídavek do hliníkových slitin a přidává se ve formě předslitin Al-Ti nebo Al-Ti-B. Titan tvoří s hliníkem fázi TiAl2, která slouží jako -nespontánní nukleační jádro během tuhnutí, což pomáhá zpřesňovat kovanou strukturu a mikrostrukturu svaru. Ve slitinách Al-Ti je kritický obsah titanu při reakci obalu asi 0,15 %. Pokud je přítomen bor, tento kritický obsah se sníží až na 0,01 %.
8. Kovové prvky: Účinky chrómu a stroncia
Chrom tvoří intermetalické sloučeniny, jako jsou (CrFe)Al7 a (CrMn)Al12 v hliníkových deskách, které brání nukleačním a růstovým procesům během rekrystalizace a poskytují slitině určité zpevňovací účinky. Může také zlepšit houževnatost slitiny a snížit náchylnost k praskání korozí pod napětím. Zvyšuje však citlivost na zhášení a způsobuje, že se film anodického oxidu jeví jako žlutý. Obsah chrómu ve slitinách hliníku obecně nepřesahuje 0,35 % a klesá s nárůstem přechodných prvků ve slitině. Přidání 0,015 % až 0,03 % stroncia do extrudovaných hliníkových slitin přemění -fázi AlFeSi v odlévaném ingotu na fázi -AlFeSi ve tvaru čínského-znaku{11}}, zkrátí dobu homogenizace ingotu o 60 % a zlepší mechanickou obrobitelnost a opracovatelnost materiálu plastu o 70 %. drsnost výrobků. U slitin hliníku tvářených s vysokým-křemíkem (10–13 %) může přidání 0,02 % až 0,07 % stroncia minimalizovat primární krystaly a výrazně zlepšit mechanické vlastnosti. Pevnost v tahu σb se zvyšuje z 233 MPa na 236 MPa, mez kluzu σ0,2 se zvyšuje z 204 MPa na 210 MPa a prodloužení δ5 se zvyšuje z 9 % na 12 %. V hypereutektických slitinách Al-Si může přidání stroncia snížit velikost primárních částic křemíku, zlepšit vlastnosti zpracování plastů a usnadnit hladké válcování za tepla a válcování za studena.
