อิทธิพลขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ในโลหะผสมอลูมิเนียม

วาเนเดียมสร้างสารประกอบทนไฟ VAl11 ในโลหะผสมอะลูมิเนียม ซึ่งมีบทบาทในการทำให้เกรนละเอียดในกระบวนการหลอมและหล่อ แต่มีผลน้อยกว่าไททาเนียมและเซอร์โคเนียม วาเนเดียมยังมีผลต่อการทำให้โครงสร้างการตกผลึกใหม่ดีขึ้นและเพิ่มอุณหภูมิการตกผลึกใหม่อีกด้วย

แคลเซียมในโลหะผสมอะลูมิเนียมมีความสามารถในการละลายของแข็งต่ำมาก จึงทำให้เกิดสารประกอบ CaAl4 กับอะลูมิเนียม แคลเซียมยังเป็นธาตุซูเปอร์พลาสติกของโลหะผสมอะลูมิเนียม โลหะผสมอะลูมิเนียมที่มีแคลเซียมประมาณ 5% และแมงกานีส 5% มีซูเปอร์พลาสติก แคลเซียมและซิลิคอนจะเกิด CaSi ซึ่งไม่ละลายในอะลูมิเนียม เนื่องจากปริมาณสารละลายซิลิคอนที่เป็นของแข็งลดลง ค่าการนำไฟฟ้าของอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ในอุตสาหกรรมจึงสามารถปรับปรุงได้เล็กน้อย แคลเซียมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการตัดของโลหะผสมอะลูมิเนียม CaSi2 ไม่สามารถเสริมประสิทธิภาพการอบชุบด้วยความร้อนของโลหะผสมอะลูมิเนียมได้ แคลเซียมปริมาณเล็กน้อยมีประโยชน์ในการกำจัดไฮโดรเจนในอะลูมิเนียมหลอมเหลว

ธาตุตะกั่ว ดีบุก และบิสมัท เป็นโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ ธาตุเหล่านี้มีความสามารถในการละลายของแข็งในอะลูมิเนียมได้น้อย ซึ่งทำให้ความแข็งแรงของโลหะผสมลดลงเล็กน้อย แต่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการตัดได้ บิสมัทจะขยายตัวในระหว่างการแข็งตัว ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการป้อน การเติมบิสมัทลงในโลหะผสมแมกนีเซียมสูงสามารถป้องกัน “ความเปราะจากโซเดียม” ได้

แอนติโมนีส่วนใหญ่ใช้เป็นสารปรับปรุงคุณภาพในโลหะผสมอะลูมิเนียมหล่อ และไม่ค่อยมีการใช้ในโลหะผสมอะลูมิเนียมแบบรีดขึ้นรูป ควรใช้บิสมัทแทนในโลหะผสมอะลูมิเนียมแบบรีดขึ้นรูป Al-Mg เท่านั้น เพื่อป้องกันการเปราะของโซเดียม เมื่อเติมธาตุแอนติโมนีลงในโลหะผสมอะลูมิเนียม-สังกะสี-แมกนีเซียม-ทองแดงบางชนิด จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกดร้อนและกดเย็น

เบริลเลียมสามารถปรับปรุงโครงสร้างของฟิล์มออกไซด์ในโลหะผสมอะลูมิเนียมขึ้นรูป และลดการสูญเสียความร้อนและสิ่งเจือปนระหว่างการหล่อ เบริลเลียมเป็นธาตุที่เป็นพิษและอาจทำให้เกิดอาการแพ้ได้ ดังนั้นโลหะผสมอะลูมิเนียมที่สัมผัสกับอาหารและเครื่องดื่มจึงไม่ควรมีส่วนผสมของเบริลเลียม ปริมาณเบริลเลียมในวัสดุเชื่อมมักจะควบคุมให้ต่ำกว่า 8 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร โลหะผสมอะลูมิเนียมที่ใช้เป็นฐานเชื่อมก็ควรควบคุมปริมาณเบริลเลียมด้วยเช่นกัน

โซเดียมแทบไม่ละลายในอะลูมิเนียม มีค่าความสามารถในการละลายของแข็งสูงสุดน้อยกว่า 0.0025% และจุดหลอมเหลวของโซเดียมต่ำ (97.8°C) เมื่อมีโซเดียมอยู่ในโลหะผสม โซเดียมจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของเดนไดรต์หรือขอบเกรนในระหว่างการแข็งตัว ในกระบวนการแปรรูปด้วยความร้อน โซเดียมบนขอบเกรนจะก่อตัวเป็นชั้นดูดซับของเหลว และเมื่อเกิดการแตกร้าวแบบเปราะ จะเกิดสารประกอบ NaAlSi ขึ้น โดยไม่มีโซเดียมอิสระเกิดขึ้น และไม่เกิด “ความเปราะของโซเดียม” เมื่อแมกนีเซียมมีปริมาณเกิน 2% แมกนีเซียมจะดูดซับซิลิคอนและตกตะกอนโซเดียมอิสระ ทำให้เกิด “การเปราะของโซเดียม” ดังนั้นจึงไม่อนุญาตให้โลหะผสมอะลูมิเนียมที่มีแมกนีเซียมสูงใช้ฟลักซ์เกลือโซเดียม วิธีการป้องกัน “การเปราะของโซเดียม” คือวิธีการคลอรีน ซึ่งทำให้โซเดียมกลายเป็น NaCl แล้วปล่อยลงในตะกรัน จากนั้นเติมบิสมัทเพื่อให้กลายเป็น Na2Bi และเข้าสู่เมทริกซ์ของโลหะ การเติมแอนติโมนีเพื่อสร้าง Na3Sb หรือการเติมธาตุหายากก็มีบทบาทเดียวกันได้เช่นกัน

แก้ไขโดย May Jiang จาก MAT Aluminum