એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં વિવિધ ઉમેરણ તત્વોની ભૂમિકા

સિલિકોન (Si)
સિલિકોન (Si) એ પ્રવાહીતા સુધારવા માટે મુખ્ય ઘટક છે. યુટેક્ટિકથી હાઇપર્યુટેક્ટિક સુધી શ્રેષ્ઠ પ્રવાહીતા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. જો કે, જે સિલિકોન (Si) સ્ફટિકીકરણ કરે છે તે સખત બિંદુઓ બનાવે છે, જેના કારણે કટીંગ કામગીરી વધુ ખરાબ થાય છે. તેથી, તેને સામાન્ય રીતે યુટેક્ટિક બિંદુથી વધુ કરવાની મંજૂરી નથી. વધુમાં, સિલિકોન (Si) ઊંચા તાપમાને તાણ શક્તિ, કઠિનતા, કટીંગ કામગીરી અને શક્તિમાં સુધારો કરી શકે છે જ્યારે લંબાઈ ઘટાડી શકે છે.
મેગ્નેશિયમ (Mg) એલ્યુમિનિયમ-મેગ્નેશિયમ એલોયમાં શ્રેષ્ઠ કાટ પ્રતિકાર હોય છે. તેથી, ADC5 અને ADC6 કાટ-પ્રતિરોધક એલોય છે. તેની ઘનતા શ્રેણી ખૂબ મોટી છે, તેથી તેમાં ગરમ ​​બરડપણું છે, અને કાસ્ટિંગ ક્રેકીંગ થવાની સંભાવના છે, જેના કારણે કાસ્ટિંગ મુશ્કેલ બને છે. AL-Cu-Si સામગ્રીમાં અશુદ્ધિ તરીકે મેગ્નેશિયમ (Mg), Mg2Si કાસ્ટિંગને બરડ બનાવશે, તેથી ધોરણ સામાન્ય રીતે 0.3% ની અંદર હોય છે.

આયર્ન (Fe) જોકે આયર્ન (Fe) ઝીંક (Zn) ના પુનઃસ્થાપન તાપમાનમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે અને પુનઃસ્થાપન પ્રક્રિયાને ધીમી કરી શકે છે, ડાઇ-કાસ્ટિંગ ગલનમાં, આયર્ન (Fe) આયર્ન ક્રુસિબલ્સ, ગુઝનેક ટ્યુબ અને ગલન સાધનોમાંથી આવે છે, અને ઝીંક (Zn) માં દ્રાવ્ય હોય છે. એલ્યુમિનિયમ (Al) દ્વારા વહન કરાયેલ આયર્ન (Fe) અત્યંત નાનું હોય છે, અને જ્યારે આયર્ન (Fe) દ્રાવ્યતા મર્યાદા કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે તે FeAl3 તરીકે સ્ફટિકીકરણ કરશે. Fe ને કારણે થતી ખામીઓ મોટે ભાગે સ્લેગ ઉત્પન્ન કરે છે અને FeAl3 સંયોજનો તરીકે તરતી રહે છે. કાસ્ટિંગ બરડ બની જાય છે, અને મશીનરી બગડે છે. આયર્નની પ્રવાહીતા કાસ્ટિંગ સપાટીની સરળતાને અસર કરે છે.
આયર્ન (Fe) ની અશુદ્ધિઓ FeAl3 ના સોય જેવા સ્ફટિકો ઉત્પન્ન કરશે. ડાઇ-કાસ્ટિંગ ઝડપથી ઠંડુ થતું હોવાથી, અવક્ષેપિત સ્ફટિકો ખૂબ જ બારીક હોય છે અને તેને હાનિકારક ઘટકો ગણી શકાય નહીં. જો તેનું પ્રમાણ 0.7% કરતા ઓછું હોય, તો તેને ડિમોલ્ડ કરવું સરળ નથી, તેથી 0.8-1.0% નું આયર્ન પ્રમાણ ડાઇ-કાસ્ટિંગ માટે વધુ સારું છે. જો મોટી માત્રામાં આયર્ન (Fe) હોય, તો ધાતુના સંયોજનો બનશે, જે સખત બિંદુઓ બનાવશે. વધુમાં, જ્યારે આયર્ન (Fe) નું પ્રમાણ 1.2% થી વધી જાય છે, ત્યારે તે એલોયની પ્રવાહીતા ઘટાડશે, કાસ્ટિંગની ગુણવત્તાને નુકસાન પહોંચાડશે અને ડાઇ-કાસ્ટિંગ સાધનોમાં ધાતુના ઘટકોનું જીવન ટૂંકું કરશે.

નિકલ (Ni) તાંબા (Cu) ની જેમ, તાણ શક્તિ અને કઠિનતામાં વધારો કરવાની વૃત્તિ છે, અને તે કાટ પ્રતિકાર પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. કેટલીકવાર, ઉચ્ચ-તાપમાન શક્તિ અને ગરમી પ્રતિકાર સુધારવા માટે નિકલ (Ni) ઉમેરવામાં આવે છે, પરંતુ તે કાટ પ્રતિકાર અને થર્મલ વાહકતા પર નકારાત્મક અસર કરે છે.

મેંગેનીઝ (Mn) તે કોપર (Cu) અને સિલિકોન (Si) ધરાવતા એલોયની ઉચ્ચ-તાપમાન શક્તિમાં સુધારો કરી શકે છે. જો તે ચોક્કસ મર્યાદા કરતાં વધી જાય, તો Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn ક્વાટર્નરી સંયોજનો ઉત્પન્ન કરવાનું સરળ છે, જે સરળતાથી સખત બિંદુઓ બનાવી શકે છે અને થર્મલ વાહકતા ઘટાડી શકે છે. મેંગેનીઝ (Mn) એલ્યુમિનિયમ એલોયની પુનઃસ્થાપન પ્રક્રિયાને અટકાવી શકે છે, પુનઃસ્થાપન તાપમાનમાં વધારો કરી શકે છે અને પુનઃસ્થાપન અનાજને નોંધપાત્ર રીતે શુદ્ધ કરી શકે છે. પુનઃસ્થાપન અનાજનું શુદ્ધિકરણ મુખ્યત્વે પુનઃસ્થાપન અનાજના વિકાસ પર MnAl6 સંયોજન કણોની અવરોધક અસરને કારણે છે. MnAl6 નું બીજું કાર્ય અશુદ્ધ આયર્ન (Fe) ને ઓગાળીને (Fe, Mn)Al6 બનાવવાનું અને આયર્નની હાનિકારક અસરોને ઘટાડવાનું છે. મેંગેનીઝ (Mn) એ એલ્યુમિનિયમ એલોયનું એક મહત્વપૂર્ણ તત્વ છે અને તેને એકલ Al-Mn દ્વિસંગી એલોય તરીકે અથવા અન્ય એલોયિંગ તત્વો સાથે ઉમેરી શકાય છે. તેથી, મોટાભાગના એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં મેંગેનીઝ (Mn) હોય છે.

ઝીંક (Zn)
જો અશુદ્ધ ઝીંક (Zn) હાજર હોય, તો તે ઉચ્ચ-તાપમાન બરડપણું પ્રદર્શિત કરશે. જો કે, જ્યારે પારો (Hg) સાથે જોડીને મજબૂત HgZn2 એલોય બનાવવામાં આવે છે, ત્યારે તે નોંધપાત્ર મજબૂતીકરણ અસર ઉત્પન્ન કરે છે. JIS એ શરત લગાવી છે કે અશુદ્ધ ઝીંક (Zn) ની સામગ્રી 1.0% કરતા ઓછી હોવી જોઈએ, જ્યારે વિદેશી ધોરણો 3% સુધી મંજૂરી આપી શકે છે. આ ચર્ચા ઝીંક (Zn) ને એલોય ઘટક તરીકે ઉલ્લેખ કરી રહી નથી, પરંતુ કાસ્ટિંગમાં તિરાડો પેદા કરતી અશુદ્ધિ તરીકે તેની ભૂમિકાનો ઉલ્લેખ કરી રહી છે.

ક્રોમિયમ (Cr)
ક્રોમિયમ (Cr) એલ્યુમિનિયમમાં (CrFe)Al7 અને (CrMn)Al12 જેવા આંતરધાતુ સંયોજનો બનાવે છે, જે ન્યુક્લિયેશન અને પુનઃસ્ફટિકીકરણના વિકાસને અવરોધે છે અને એલોયને કેટલીક મજબૂત અસરો પ્રદાન કરે છે. તે એલોયની કઠિનતામાં પણ સુધારો કરી શકે છે અને તાણ કાટ ક્રેકીંગ સંવેદનશીલતા ઘટાડી શકે છે. જો કે, તે શમન સંવેદનશીલતામાં વધારો કરી શકે છે.

ટાઇટેનિયમ (Ti)
એલોયમાં થોડી માત્રામાં ટાઇટેનિયમ (Ti) પણ તેના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે, પરંતુ તે તેની વિદ્યુત વાહકતા પણ ઘટાડી શકે છે. વરસાદને સખ્તાઇ આપવા માટે Al-Ti શ્રેણીના એલોયમાં ટાઇટેનિયમ (Ti) ની મહત્વપૂર્ણ સામગ્રી લગભગ 0.15% છે, અને બોરોનના ઉમેરા સાથે તેની હાજરી ઘટાડી શકાય છે.

સીસું (Pb), ટીન (Sn), અને કેડમિયમ (Cd)
એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં કેલ્શિયમ (Ca), સીસું (Pb), ટીન (Sn) અને અન્ય અશુદ્ધિઓ હોઈ શકે છે. આ તત્વોના ગલનબિંદુ અને બંધારણ અલગ અલગ હોવાથી, તેઓ એલ્યુમિનિયમ (Al) સાથે અલગ અલગ સંયોજનો બનાવે છે, જેના પરિણામે એલ્યુમિનિયમ એલોયના ગુણધર્મો પર વિવિધ અસરો થાય છે. કેલ્શિયમ (Ca) માં એલ્યુમિનિયમમાં ઘન દ્રાવ્યતા ખૂબ ઓછી હોય છે અને તે એલ્યુમિનિયમ (Al) સાથે CaAl4 સંયોજનો બનાવે છે, જે એલ્યુમિનિયમ એલોયના કટીંગ પ્રદર્શનને સુધારી શકે છે. સીસું (Pb) અને ટીન (Sn) એ નીચા ગલનબિંદુ ધાતુઓ છે જેમાં એલ્યુમિનિયમ (Al) માં ઘન દ્રાવ્યતા ઓછી હોય છે, જે એલોયની મજબૂતાઈ ઘટાડી શકે છે પરંતુ તેના કટીંગ પ્રદર્શનને સુધારી શકે છે.

સીસા (Pb) નું પ્રમાણ વધારવાથી ઝીંક (Zn) ની કઠિનતા ઓછી થઈ શકે છે અને તેની દ્રાવ્યતા વધી શકે છે. જોકે, જો સીસા (Pb), ટીન (Sn), અથવા કેડમિયમ (Cd) નું કોઈપણ પ્રમાણ એલ્યુમિનિયમ: ઝીંક એલોયમાં નિર્દિષ્ટ માત્રા કરતાં વધી જાય, તો કાટ લાગી શકે છે. આ કાટ અનિયમિત છે, ચોક્કસ સમયગાળા પછી થાય છે, અને ખાસ કરીને ઉચ્ચ-તાપમાન, ઉચ્ચ-ભેજ વાતાવરણ હેઠળ ઉચ્ચારવામાં આવે છે.