يُشكّل الفاناديوم مركبًا حراريًا VAl11 في سبائك الألومنيوم، والذي يلعب دورًا في تنقية الحبيبات في عمليتي الصهر والصب، إلا أن تأثيره أقل من تأثير التيتانيوم والزركونيوم. كما يُحسّن الفاناديوم بنية إعادة التبلور ويرفع درجة حرارتها.
ذوبان الكالسيوم في الحالة الصلبة في سبائك الألومنيوم منخفض للغاية، ويُشكل مركب CaAl4 مع الألومنيوم. يُعد الكالسيوم أيضًا عنصرًا فائق اللدونة في سبائك الألومنيوم. تتميز سبائك الألومنيوم التي تحتوي على حوالي 5% كالسيوم و5% منغنيز بلدونة فائقة. يُشكل الكالسيوم والسيليكون CaSi، وهو غير قابل للذوبان في الألومنيوم. بفضل انخفاض كمية المحلول الصلب للسيليكون، يُمكن تحسين موصلية الألومنيوم النقي الصناعي بشكل طفيف. يُحسّن الكالسيوم أداء القطع في سبائك الألومنيوم. لا يُعزز CaSi2 المعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم. يُعد الكالسيوم النادر مفيدًا لإزالة الهيدروجين من الألومنيوم المصهور.
عناصر الرصاص والقصدير والبزموت معادن منخفضة الانصهار. ذوبانيتها في المواد الصلبة في الألومنيوم ضعيفة، مما يقلل قليلاً من قوة السبيكة، ولكنه يُحسّن أداء القطع. يتمدد البزموت أثناء التصلب، وهو أمر مفيد للتغذية. إضافة البزموت إلى سبائك المغنيسيوم العالية يمنع "هشاشة الصوديوم".
يُستخدم الأنتيمون بشكل رئيسي كمُعدِّل في سبائك الألومنيوم المصبوب، ونادرًا ما يُستخدم في سبائك الألومنيوم المشغولة. يُستخدم البزموت فقط في سبائك الألومنيوم المشغولة بالألمنيوم والمغنيسيوم لمنع هشاشة الصوديوم. عند إضافة عنصر الأنتيمون إلى بعض سبائك الألومنيوم والزنك والمغنيسيوم والنحاس، يُمكن تحسين أداء الكبس الساخن والبارد.
يُمكن للبريليوم تحسين بنية طبقة الأكسيد في سبائك الألومنيوم المشغولة، وتقليل فاقد الاحتراق والشوائب أثناء الصب. يُعدّ البريليوم عنصرًا سامًا قد يُسبب التسمم التحسسي. لذلك، لا يُمكن أن تحتوي سبائك الألومنيوم التي تلامس الأطعمة والمشروبات على البريليوم. عادةً ما يتم التحكم في محتوى البريليوم في مواد اللحام بما لا يزيد عن 8 ميكروغرام/مل. كما يجب التحكم في محتوى البريليوم في سبيكة الألومنيوم المستخدمة كقاعدة لحام.
الصوديوم غير قابل للذوبان تقريبًا في الألومنيوم، وأقصى ذوبان صلب أقل من 0.0025٪، ونقطة انصهار الصوديوم منخفضة (97.8 درجة مئوية). عندما يوجد الصوديوم في السبائك، يتم امتصاصه على سطح التشعبات أو حدود الحبوب أثناء التصلب. أثناء المعالجة الحرارية، يشكل الصوديوم على حدود الحبوب طبقة امتزاز سائلة، وعندما يحدث تشقق هش، يتكون مركب NaAlSi، ولا يوجد صوديوم حر، ولا يحدث "هشاشة الصوديوم". عندما يتجاوز محتوى المغنيسيوم 2٪، سيأخذ المغنيسيوم السيليكون ويرسب الصوديوم الحر، مما يؤدي إلى "هشاشة الصوديوم". لذلك، لا يُسمح لسبائك الألومنيوم عالية المغنيسيوم باستخدام تدفقات أملاح الصوديوم. طريقة منع "هشاشة الصوديوم" هي طريقة الكلورة، والتي تجعل الصوديوم يشكل NaCl ويصرفه في الخبث، ويضيف البزموت لجعله يشكل Na2Bi ويدخل مصفوفة المعدن؛ إن إضافة الأنتيمون لتكوين Na3Sb أو إضافة العناصر الأرضية النادرة يمكن أن تلعب نفس الدور أيضًا.
تم تحريره بواسطة ماي جيانج من MAT Aluminum
وقت النشر: ١١ نوفمبر ٢٠٢٣
