Hoppa till innehåll

Ultraljud mikrolegering aluminium

Hem
Ultraljud mikrolegering aluminium

Vi skapar nya aluminiumlegeringar med stålegenskaper.

Ultraljud mikrolegerat smält aluminium

Vår nya ultraljud smälta behandling av aluminium smälter med hjälp av en kavitation frekvens på 20 kHz kan radikalt förbättra mikrostrukturen i slutprodukterna. Men i kombination med mikrolegering är resultaten ännu mer dramatiska. Vårt pågående ultraljud microalloying projekt har redan gjort det möjligt för oss att skapa aluminium mikrolegeringar starkare än stål.

Vårt arbete visar att ultraljud assisterad mikrolegering öppnar nya vägar för utvecklingen av nästa generations fordonslegeringar.

Sedan 1990-talet har många alternativa aluminiumlegeringar utvecklats och använts i olika tillämpningar, inklusive flygindustrin, fordonsindustrin och marinen. Aluminiumets överflöd, låga vikt och mångsidighet har lett till att det har blivit den näst mest använda metallen efter stålet, och styrkan hos vissa aluminiumlegeringar motsvarar den för konstruktionsstål.

Trots de breda egenskaperna hos alternativa aluminiumlegeringar pågår ansträngningar för att förbättra deras prestanda för både befintliga och framväxande applikationer.

Ultraljud för mikrolegering av aluminium Sialon Ceramics

Under de senaste åren har många framsteg gjorts för att förbättra styrkan, duktiliteten och andra egenskaper hos aluminiumlegeringar genom att kontrollera deras mikrostruktur. Ålder härdning, smältkonditionering, ultraljud spannmål förfining och mikrolegering är exempel på sådana metoder.

Här tittar vi på mikrolegering, med fokus på vad det är och dess potentiella fördelar. Vi introducerar sedan den nya och spännande processen med ultraljudsassisterad mikrolegering och hur denna process har bidragit till vår nya utveckling av en mikrolegering av aluminium med en draghållfasthet som är högre än stål. 

Ultraljud för mikrolegering av aluminium Sialon Ceramics

Ultraljudsassisterad mikrolegerad aluminium

Mikrolegerat aluminium är en typ av aluminiumlegering som innehåller spårmängder av legeringselement som vanligtvis tillsätts för att förfina kornstrukturen och egenskaperna hos den slutliga produkten. Vanligtvis är koncentrationen av mikrolegeringselement mindre än 1% och ofta mycket mindre. Sådana legeringar kan uppvisa exceptionell hållfasthet och andra förbättrade egenskaper med praktiska tillämpningar som strukturella delar inom både flyg- och bilindustrin.

Kavitationens kraft

Den höga draghållfasthet som dessa mikrolegeringar har kan hänföras till utfällningar i nanoskala som bildas i matrisen och som kan styras genom att göra tillägg i nanoskala av specifika mikrolegeringselement. Effekterna av mikrolegering är långtgående och inkluderar:

  • Bildning av stabila intermetalliker som kan förfina kornstorleken
  • Interaktion med korngränser som antingen kan öka eller minska interkristallisk sprödhet
  • Ändring av morfologin i sekundära faser i matrisen som förbättrar mekaniska och åldershärdande egenskaper
  • Ändring av nederbördssekvens som leder till större förfining av kornstrukturen

Spåra mikrolegeringselement inkluderar vanligtvis Ag, Li, Na, Ca, Cd, Zr, Ti, Sr, Sn. Medan metallurgin och kemin i dessa tillägg har undersökts och dokumenterats i stor utsträckning, finns det fortfarande mycket att lära, och nya framsteg växer fram kontinuerligt.

Lägga till spårningselement

Den vanliga metoden med mikrolegering är att införa spårämnen genom att tillsätta ett göt aluminium som bara innehåller några procent av legeringselementet till en stor smälta. Den erforderliga dopantkvantiteten uppnås genom att noggrant kontrollera utspädningsnivåerna.

Ett alternativt tillvägagångssätt är mikrolegering pulver metallurgi. Detta innebär isostatisk pressning, sintring och extrudering. I detta fall är mikrolegeringsprocessen diffusionsstyrd.

Även om dessa processer är allmänt antagna är processen fortfarande utmanande att optimera och kontrollera.