El paper de diversos elements additius en l'aliatge d'alumini

Silici (Si)
El silici (Si) és l'ingredient principal per millorar la fluïdesa. La millor fluïdesa es pot aconseguir des d'eutèctic fins a hipereutèctic. Tanmateix, el silici (Si) que cristal·litza tendeix a formar punts durs, empitjorant el rendiment del tall. Per tant, generalment no es permet superar el punt eutèctic. A més, el silici (Si) pot millorar la resistència a la tracció, la duresa, el rendiment de tall i la resistència a altes temperatures alhora que redueix l'allargament.
Magnesi (Mg) L'aliatge d'alumini i magnesi té la millor resistència a la corrosió. Per tant, ADC5 i ADC6 són aliatges resistents a la corrosió. El seu rang de solidificació és molt gran, de manera que té fragilitat en calent i les peces de fosa són propenses a esquerdar-se, cosa que dificulta la colada. El magnesi (Mg) com a impuresa dels materials AL-Cu-Si, Mg2Si farà que la fosa fràgil, de manera que l'estàndard es troba generalment dins del 0,3%.

Ferro (Fe) Tot i que el ferro (Fe) pot augmentar significativament la temperatura de recristal·lització del zinc (Zn) i alentir el procés de recristal·lització, en la fusió de fosa a pressió, el ferro (Fe) prové de gresols de ferro, tubs de coll de cisne i eines de fusió, i és soluble en zinc (Zn). El ferro (Fe) transportat per l'alumini (Al) és extremadament petit, i quan el ferro (Fe) supera el límit de solubilitat, cristal·litzarà com a FeAl3. Els defectes causats pel Fe generen majoritàriament escòries i floten com a compostos FeAl3. La fosa es torna trencadissa i la maquinabilitat es deteriora. La fluïdesa del ferro afecta la suavitat de la superfície de fosa.
Les impureses de ferro (Fe) generaran cristalls de FeAl3 semblants a agulles. Com que la fosa a pressió es refreda ràpidament, els cristalls precipitats són molt fins i no es poden considerar components nocius. Si el contingut és inferior al 0,7%, no és fàcil de desemmotllar, de manera que el contingut de ferro del 0,8-1,0% és millor per a la fosa a pressió. Si hi ha una gran quantitat de ferro (Fe), es formaran compostos metàl·lics, formant punts durs. A més, quan el contingut de ferro (Fe) supera l'1,2%, reduirà la fluïdesa de l'aliatge, danyarà la qualitat de la fosa i escurçarà la vida útil dels components metàl·lics a l'equip de fosa a pressió.

Níquel (Ni) Igual que el coure (Cu), hi ha una tendència a augmentar la resistència a la tracció i la duresa, i té un impacte significatiu en la resistència a la corrosió. De vegades, s'afegeix níquel (Ni) per millorar la resistència a alta temperatura i la resistència a la calor, però té un impacte negatiu en la resistència a la corrosió i la conductivitat tèrmica.

Manganès (Mn) Pot millorar la resistència a alta temperatura dels aliatges que contenen coure (Cu) i silici (Si). Si supera un cert límit, és fàcil generar compostos quaternaris Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn, que poden formar fàcilment punts durs i reduir la conductivitat tèrmica. El manganès (Mn) pot prevenir el procés de recristal·lització dels aliatges d'alumini, augmentar la temperatura de recristal·lització i refinar significativament el gra de recristal·lització. El refinament dels grans de recristal·lització es deu principalment a l'efecte obstaculitzador de les partícules de compostos MnAl6 en el creixement dels grans de recristal·lització. Una altra funció de MnAl6 és dissoldre impureses de ferro (Fe) per formar (Fe, Mn) Al6 i reduir els efectes nocius del ferro. El manganès (Mn) és un element important dels aliatges d'alumini i es pot afegir com un aliatge binari d'Al-Mn autònom o juntament amb altres elements d'aliatge. Per tant, la majoria dels aliatges d'alumini contenen manganès (Mn).

Zinc (Zn)
Si hi ha zinc impur (Zn), mostrarà fragilitat a alta temperatura. Tanmateix, quan es combina amb mercuri (Hg) per formar aliatges forts de HgZn2, produeix un efecte d'enfortiment significatiu. JIS estableix que el contingut de zinc impur (Zn) ha de ser inferior a l'1,0%, mentre que els estàndards estrangers poden permetre fins a un 3%. Aquesta discussió no es refereix al zinc (Zn) com a component d'aliatge, sinó al seu paper com a impuresa que tendeix a causar esquerdes a les peces de fosa.

Crom (Cr)
El crom (Cr) forma compostos intermetàl·lics com (CrFe)Al7 i (CrMn)Al12 a l'alumini, dificultant la nucleació i el creixement de la recristal·lització i proporcionant alguns efectes de reforç a l'aliatge. També pot millorar la duresa de l'aliatge i reduir la sensibilitat a la corrosió per estrès. Tanmateix, pot augmentar la sensibilitat d'extinció.

Titani (Ti)
Fins i tot una petita quantitat de titani (Ti) a l'aliatge pot millorar les seves propietats mecàniques, però també pot disminuir la seva conductivitat elèctrica. El contingut crític de titani (Ti) als aliatges de la sèrie Al-Ti per a l'enduriment per precipitació és d'uns 0,15% i la seva presència es pot reduir amb l'addició de bor.

Plom (Pb), estany (Sn) i cadmi (Cd)
El calci (Ca), el plom (Pb), l'estany (Sn) i altres impureses poden existir en els aliatges d'alumini. Atès que aquests elements tenen diferents punts de fusió i estructures, formen diferents compostos amb l'alumini (Al), donant lloc a efectes diferents sobre les propietats dels aliatges d'alumini. El calci (Ca) té una solubilitat sòlida molt baixa en l'alumini i forma compostos de CaAl4 amb alumini (Al), que poden millorar el rendiment de tall dels aliatges d'alumini. El plom (Pb) i l'estany (Sn) són metalls de baix punt de fusió amb baixa solubilitat sòlida en alumini (Al), que poden reduir la resistència de l'aliatge però millorar el seu rendiment de tall.

Augmentar el contingut de plom (Pb) pot reduir la duresa del zinc (Zn) i augmentar la seva solubilitat. Tanmateix, si algun de plom (Pb), estany (Sn) o cadmi (Cd) supera la quantitat especificada en un aliatge d'alumini: zinc, es pot produir corrosió. Aquesta corrosió és irregular, es produeix després d'un període determinat i és especialment pronunciada en atmosferes d'alta temperatura i humitat elevada.