(1) Ciri-ciri aloi aluminium 5xxx
Aloi aluminium 5xxx ialah aloi aluminium dengan Mg sebagai unsur pengaloian utama dan aloi aluminium tidak boleh dirawat haba. Siri aloi ini mempunyai ketumpatan rendah dan kekuatan lebih tinggi daripada aloi aluminium 1xxx dan 3xxx. Ia adalah aloi aluminium kekuatan sederhana hingga tinggi dengan sifat keletihan dan kimpalan yang baik serta rintangan yang baik terhadap kakisan marin dan atmosfera. Untuk mengelakkan kakisan tegasan aloi magnesium tinggi, produk kerja sejuk akhir mesti distabilkan, atau jumlah kerja sejuk akhir mesti dikawal, dan suhu penggunaan mesti dikawal (tidak melebihi 65 darjah ). Siri aloi ini digunakan terutamanya untuk membuat bahagian struktur yang dikimpal dan digunakan dalam bidang kapal.
(2) Elemen aloi dan kekotoran utama serta peranannya
Komponen utama aloi aluminium siri 5XXx ialah Mg, dengan sejumlah kecil Mn, Cr, Ti dan unsur-unsur lain ditambah, manakala unsur-unsur kekotoran terutamanya Fe, Si, Cu, Zn dan sebagainya.
Mg: Mg terutamanya wujud dalam keadaan larutan pepejal dan fasa (Mg2Al3 atau Mg5Al8). Walaupun keterlarutan Mg dalam aloi berkurangan dengan cepat dengan penurunan suhu, aloi mempunyai kesan pengukuhan penuaan yang rendah disebabkan oleh kesukaran nukleasi kerpasan, bilangan teras yang kecil dan fasa kerpasan kasar. Ia biasanya digunakan dalam keadaan penyepuhlindapan atau kerja sejuk. Oleh itu, siri aloi ini juga dipanggil aloi aluminium bukan pengukuhan. Kekuatan siri aloi ini meningkat dengan peningkatan kandungan Mg, manakala keplastikan berkurangan dengan sewajarnya, dan prestasi pemprosesannya juga merosot dengan sewajarnya. Kandungan Mg mempunyai pengaruh yang besar pada suhu penghabluran semula aloi. Apabila kandungan Mg kurang daripada 5%, suhu penghabluran semula berkurangan dengan peningkatan kandungan Mg; apabila kandungan Mg melebihi 5%, suhu penghabluran semula meningkat dengan peningkatan kandungan Mg. Kandungan Mg juga mempunyai kesan yang ketara ke atas prestasi kimpalan aloi. Apabila kandungan Mg kurang daripada 6%, kecenderungan retak kimpalan aloi berkurangan dengan peningkatan kandungan Mg; apabila kandungan Mg melebihi 6%, sebaliknya adalah benar; apabila kandungan Mg kurang daripada 9%, kekuatan kimpalan meningkat dengan ketara dengan peningkatan kandungan Mg. Pada masa ini, walaupun keplastikan dan pekali kimpalan secara beransur-ansur berkurangan sedikit, perubahannya tidak besar. Apabila kandungan Mg lebih besar daripada 9%, kekuatan, keplastikan dan pekali kimpalannya semuanya berkurangan dengan ketara.
Mn: Aloi aluminium siri 5XXX biasanya mengandungi kurang daripada 1.0% Mn. Sebahagian daripada Mn dalam aloi terlarut dalam matriks, dan selebihnya wujud dalam struktur dalam bentuk fasa MnAls. Mn boleh meningkatkan suhu penghabluran semula aloi untuk mengelakkan kekasaran bijirin, dan sedikit meningkatkan kekuatan aloi, terutamanya kekuatan hasil. Dalam aloi Mg tinggi, menambah Mn boleh mengurangkan keterlarutan Mg dalam matriks, mengurangkan kecenderungan retak kimpalan, dan meningkatkan kekuatan kimpalan dan logam asas.
Cr: Cr dan Mn mempunyai kesan yang sama, yang boleh meningkatkan kekuatan logam asas dan kimpalan, mengurangkan kecenderungan keretakan kimpalan, dan meningkatkan rintangan kakisan tegasan, tetapi mengurangkan sedikit keplastikan. Cr boleh digunakan sebagai ganti Mn dalam beberapa aloi. Dari segi kesan pengukuhan, Cr tidak sebaik Mn. Jika kedua-dua elemen ditambah pada masa yang sama, kesannya lebih besar daripada penambahan tunggal.
Be: Menambah sedikit Be ({{0}}.0001%~0.005%) kepada aloi Mg tinggi boleh mengurangkan kecenderungan retak jongkong dan meningkatkan kualiti permukaan plat bergulung, sambil mengurangkan kehilangan terbakar Mg semasa peleburan, dan juga boleh mengurangkan oksida yang terbentuk pada permukaan bahan semasa pemanasan.
Ti: Menambah sejumlah kecil Ti kepada aloi Mg tinggi adalah terutamanya untuk menapis bijirin.
Fe: Fe boleh membentuk sebatian tidak larut dengan Mn dan Cr, dengan itu mengurangkan peranan Mn dan Cr dalam aloi. Apabila lebih banyak sebatian keras dan rapuh terbentuk dalam struktur jongkong, retak pemprosesan terdedah untuk berlaku. Di samping itu, Fe juga mengurangkan rintangan kakisan aloi, jadi kandungan Fe secara amnya harus dikawal di bawah {{0}}.4%, dan untuk bahan dawai kimpalan F, sebaiknya hadkannya ke bawah. 0.2%.
Si: Si ialah kekotoran berbahaya (kecuali aloi 5A03). Si dan Mg membentuk fasa Mg2Si. Oleh kerana kandungan Mg yang berlebihan, keterlarutan fasa Mg2Si dalam matriks dikurangkan, jadi bukan sahaja kesan pengukuhan tidak bagus, tetapi juga keplastikan aloi dikurangkan. Semasa bergolek, Si mempunyai kesan negatif yang lebih besar daripada Fe, jadi kandungan Si secara amnya harus dihadkan kepada kurang daripada 0.5%. 5A03 aloi mengandungi 0.5%~0.8% Si, yang boleh mengurangkan kecenderungan keretakan kimpalan dan meningkatkan prestasi kimpalan aloi.
Cu: Jumlah surih Cu boleh menjadikan rintangan kakisan aloi lebih teruk, jadi kandungan Cu harus dihadkan kepada kurang daripada 0.2%, dan sesetengah aloi dihadkan dengan lebih ketat.
Zn: Apabila kandungan Zn kurang daripada {{0}}.2%, ia tidak mempunyai kesan ketara ke atas sifat mekanikal dan rintangan kakisan aloi. Menambah sejumlah kecil Zn kepada aloi Mg tinggi boleh meningkatkan kekuatan tegangan sebanyak 10~20MPa. Zn kekotoran dalam aloi hendaklah dihadkan kepada kurang daripada 0.2%.
Na: Kekotoran jejak Na boleh merosakkan sifat ubah bentuk panas aloi dengan kuat, mengakibatkan "kerapuhan natrium", yang lebih menonjol dalam aloi Mg tinggi. Cara untuk menghapuskan kerapuhan natrium adalah dengan menukar Na bebas yang diperkaya dalam sempadan butiran kepada sebatian. Kaedah pengklorinan boleh digunakan untuk menghasilkan natrium klorida dan mengeluarkannya dengan sanga, atau kaedah menambah surih Sb boleh digunakan.