به طور کلی لغت آلیاژ به معنی افزودن یک یا چند عنصر یا ترکیبی از آنها به فلز پایه برای دستیابی به یکسری خواص خاص می باشد.تغییر خواص ناشی از افزودن این عناصر بسته به نوع عنصر پایه و عناصر آلیاژی اضافه شده می تواند منحصرا وابسته به یک عنصر یا ترکیبی از عناصر اضافه شده باشد.
از آنجا که استحکام و سختی فلز خالص همیشه کمتر از آلیاژهای آن فلز می باشد عموما از فلزات به صورت آلیاژی استفاده می شود و از فلز خالص معمولا در کاربردهای ویژه استفاده می شود. آلومینیوم با درارا بودن آلیاژهای مختلف با ترکیب و خواص متفاوت در محدوده کاربردی فراوانی توانسته است ایفای نقش کند.
تاثیر عناصر آلیاژی
هر یک از عناصر آلیاژی به تنهایی یا در حضور سایر عناصر خواص ویژه ای را به آلومینیوم می دهد.تاثیر هر یک از عناصر در حالتی که به تنهایی به فلز پایه آلومینیوم افزوده گردد را به صورت زیر می توان دسته بندی کرد:
مس CU
بیشترین مقدار مس که در آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده قرار گرفته است حدود ۴ تا ۱۰ درصد می باشد.مس باعث بهبود استحکام و سختی در حالت ریختگی و عملیات حرارتی می گردد. آلیاژهای دارای ۴ تا ۶ درصد مس،بسیار عملیات حرارتی پذیرند. مس عموما مقاومت به خوردگی و در برخی ترکیبات شیمیایی حساسیت به خوردگی ناشی از تنش را کاهش می دهد.افزودن مس مقاومت به ترک گرم و قابلیت ریخته گری را کاهش می دهد.
سیلیسیم Si
سیلیسیم باعث بهبود شرایط ریخته گری می شود و شدیدا سیالیت،مقاومت به ترک گرم و خاصیت مذاب رسانی آلومینیوم را بهبود می بخشد.خانواده آلیاژهای آلومینیوم-سیلیسیوم کاربرد بسیار زیادی در صنعت دارد و به صورت یوتکتیک و هیپو یوتکتیک و هایپر یوتکتیک تا ۲۵ درصد سیلیسیم مصرف می شوند. به طور کلی مطلوب ترین مقدار سیلیسیم برای قطعات ریختگی در فرایندهای توام با سرعت سرد شدن آهسته نظیر ریخته گری در ماسه ، ریخته گری دقیق و نیز ریخته گری گچی بین ۵-۷ درصد،بین قالب های دائمی بین ۷-۹ درصد و در ریخته گری تزریقی بین ۸-۱۲ درصد می باشد.
منیزیم Mg
این عنصر اساس بهبود استحکام و سختی در آلیاژهای آلومینیوم-سیلیسیم عملیات حرارتی پذیر می باشد و عموما در آلیاژهای آلومینیوم – سیلیسیم به همراه سایر عناصر نظیر مس و نیکل به همین منظور مورد استفاده قرار می گیرد.
آلیاژآلومینیوم-سیلیسیم دارای منیزیمی بین ۰٫۰۷ تا ۰٫۴ درصد هستند.آلیاژهای ۲ تایی آلومینیوم منیزیم به طور گسترده در کاربرد هایی که نیاز به سطح تمام شده روشن و مقاومت خوردگی و همچنین ترکیبی از استحکام و شکل پذیری دارند مورد استفاده قرار می گیرد.
روی Zn
روی به تنهایی اثر چندان مفیدی بر آلومینیوم ندارد.ولی همراه با مس و یا منیزیم باعث ایجاد خواص جالب عملیات حرارتی و پیر سختی طبیعی می گردد.روی بیشتر در ترکیبات شیمیایی آلیاژهایی که از طریق دایکست و ریخته گری ثقلی تهیه می شوند،یافت می شود.
سرب Pb
وجود سرب در آلیاژهای ریختگی آلومینیوم در مقادیر بیش از ۰٫۱ درصد باعث بهبود خاصیت ماشین کاری می شود.
آهن Fe
این عنصر مقاومت به ترک گرم را بهبود داده و چسبیدن قطعه به قالب یا به عبارتی جوش خوردن قطعه به قالب در ریخته گری تزریقی را کاهش می دهد.افزایش زیاد آهن باعث کاهش فرم پذیری می شود.آهن با سایر عناصر در مذاب واکنش داده و باعث ایجاد ترکیبات بین فلزی و یا فازهای غیر محلول در مذاب آلومینیوم میشود که وجود این فازها استحکام در دماهای کاربردی بالا را بهبود می بخشند.افزایش آهن که باعث فازهای غیر محلولی می گردد موجب کاهش خاصیت سیالیت و مذاب رسانی می شود.آهن همراه با سایر عناصر نظیر منگنز و کروم ترکیبات بین فلزی پیچیده و یا لجن تولید می کند.
منگنز Mn
عنصر منگنز در مقادیر کم برای کنترل اثر تخریبی آهن به صورت فازهای شکننده و ترد به کار می رود.مقدار منگنز در حدود نصف درصد آهن می باشد.منگنز به عنوان عنصر آلیاژی در ترکیبات آلیاژهای کار پذیر به کار می رود.شواهدی وجود دارد مبنی بر اینکه کسر حجمی زیاد MnAl6 در آلیاژهای حاوی بیش از ۵۰% منگنز به طور موثری بر سلامت قطعات ریختگی تاثیر می گذارد.
