อิทธิพลขององค์ประกอบสิ่งเจือปนในโลหะผสมอลูมิเนียม

วาเนเดียมสร้างสารประกอบทนไฟ VAl11 ในโลหะผสมอะลูมิเนียม ซึ่งมีบทบาทในการทำให้เมล็ดละเอียดในกระบวนการหลอมและหล่อ แต่มีผลน้อยกว่าไททาเนียมและเซอร์โคเนียม วาเนเดียมยังมีผลในการปรับปรุงโครงสร้างการตกผลึกใหม่และเพิ่มอุณหภูมิการตกผลึกใหม่ด้วย

ความสามารถในการละลายของแคลเซียมในโลหะผสมอลูมิเนียมนั้นต่ำมาก และแคลเซียมจะสร้างสารประกอบ CaAl4 กับอลูมิเนียม แคลเซียมยังเป็นธาตุที่มีคุณสมบัติพิเศษของโลหะผสมอลูมิเนียมอีกด้วย โลหะผสมอลูมิเนียมที่มีแคลเซียมประมาณ 5% และแมงกานีส 5% มีคุณสมบัติพิเศษ แคลเซียมและซิลิกอนจะสร้าง CaSi ซึ่งไม่ละลายในอลูมิเนียม เนื่องจากปริมาณของสารละลายซิลิกอนที่เป็นของแข็งลดลง จึงสามารถปรับปรุงการนำไฟฟ้าของอลูมิเนียมบริสุทธิ์ในอุตสาหกรรมได้เล็กน้อย แคลเซียมสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดของโลหะผสมอลูมิเนียมได้ CaSi2 ไม่สามารถเสริมความแข็งแกร่งให้กับการอบชุบด้วยความร้อนของโลหะผสมอลูมิเนียมได้ แคลเซียมในปริมาณเล็กน้อยมีประโยชน์ในการกำจัดไฮโดรเจนในอลูมิเนียมหลอมเหลว

ธาตุตะกั่ว ดีบุก และบิสมัท เป็นโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ พวกมันละลายได้น้อยในอลูมิเนียม ซึ่งทำให้ความแข็งแรงของโลหะผสมลดลงเล็กน้อย แต่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดได้ บิสมัทขยายตัวในระหว่างการแข็งตัว ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการป้อน การเติมบิสมัทลงในโลหะผสมที่มีแมกนีเซียมสูงสามารถป้องกัน "ความเปราะบางจากโซเดียม" ได้

แอนติโมนีส่วนใหญ่ใช้เป็นตัวปรับเปลี่ยนในโลหะผสมอะลูมิเนียมหล่อ และไม่ค่อยได้ใช้ในโลหะผสมอะลูมิเนียมที่ขึ้นรูปด้วยวิธีการรีด ควรแทนที่บิสมัทในโลหะผสมอะลูมิเนียมที่ขึ้นรูปด้วยวิธีการรีดด้วย Al-Mg เท่านั้น เพื่อป้องกันการเปราะของโซเดียม เมื่อเติมธาตุแอนติโมนีลงในโลหะผสม Al-Zn-Mg-Cu บางชนิด จะสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของการรีดร้อนและการรีดเย็นได้

เบริลเลียมสามารถปรับปรุงโครงสร้างของฟิล์มออกไซด์ในโลหะผสมอลูมิเนียมที่ขึ้นรูป และลดการสูญเสียการเผาไหม้และสิ่งเจือปนระหว่างการหล่อ เบริลเลียมเป็นธาตุที่มีพิษซึ่งอาจทำให้เกิดพิษจากการแพ้ ดังนั้นโลหะผสมอลูมิเนียมที่สัมผัสกับอาหารและเครื่องดื่มจึงไม่สามารถมีเบริลเลียมได้ โดยปกติแล้ว ปริมาณเบริลเลียมในวัสดุเชื่อมจะควบคุมให้ต่ำกว่า 8μg/ml โลหะผสมอลูมิเนียมที่ใช้เป็นฐานในการเชื่อมควรควบคุมปริมาณเบริลเลียมด้วย

โซเดียมแทบไม่ละลายในอลูมิเนียม ความสามารถในการละลายของแข็งสูงสุดน้อยกว่า 0.0025% และจุดหลอมเหลวของโซเดียมต่ำ (97.8°C) เมื่อโซเดียมอยู่ในโลหะผสม โซเดียมจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของเดนไดรต์หรือขอบเกรนระหว่างการแข็งตัว ในระหว่างการประมวลผลด้วยความร้อน โซเดียมบนขอบเกรนจะสร้างชั้นการดูดซับของเหลว และเมื่อเกิดการแตกร้าวแบบเปราะ จะเกิดสารประกอบ NaAlSi ขึ้น โซเดียมอิสระจะไม่มีอยู่ และไม่เกิด "ความเปราะของโซเดียม" เมื่อปริมาณแมกนีเซียมเกิน 2% แมกนีเซียมจะจับซิลิกอนและตกตะกอนโซเดียมอิสระ ส่งผลให้เกิด "ความเปราะของโซเดียม" ดังนั้นจึงไม่อนุญาตให้โลหะผสมอลูมิเนียมแมกนีเซียมสูงใช้ฟลักซ์เกลือโซเดียม วิธีการป้องกัน "ความเปราะของโซเดียม" คือวิธีการคลอรีน ซึ่งทำให้โซเดียมกลายเป็น NaCl และปล่อยลงในตะกรัน จากนั้นเติมบิสมัทเพื่อให้กลายเป็น Na2Bi และเข้าสู่เมทริกซ์โลหะ การเติมแอนติโมนีเพื่อสร้าง Na3Sb หรือการเติมธาตุหายากก็สามารถมีบทบาทเดียวกันได้เช่นกัน

เรียบเรียงโดย เมย์ เจียง จาก MAT Aluminum