Hopp til innhold

Ultralydmikrolegering av aluminium

Hjem
Ultralydmikrolegering av aluminium

Vi lager nye aluminiumslegeringer med stålegenskaper.

Ultralydmikrolegert smeltet aluminium

Vår nye ultralydbehandling av aluminiumsmelter med en kavitasjonsfrekvens på 20 kHz kan forbedre mikrostrukturen til sluttproduktene radikalt . Men når det kombineres med mikrolegering, blir resultatene enda mer dramatiske. Vårt pågående ultralydmikrolegeringsprosjekt har allerede gjort det mulig for oss å lage aluminiummikrolegeringer som er sterkere enn stål.

Arbeidet vårt indikerer at ultralydassistert mikrolegering åpner nye måter for utvikling av neste generasjons bildelegeringer.

Siden begynnelsen av det tjuende århundre har mange alternative aluminiumslegeringer blitt utviklet og brukt i ulike bruksområder, inkludert luftfart, bilindustri og marine. Aluminiums store mengde, lave vekt og allsidighet har ført til at det er blitt det nest mest brukte metallet etter stål, og styrken til noen aluminiumslegeringer tilsvarer styrken til konstruksjonsstål.

Til tross for de omfattende egenskapene til alternative aluminiumslegeringer, arbeides det kontinuerlig med å forbedre ytelsen deres for både eksisterende og nye bruksområder.

Mikrolegering Ultralydmikrolegering av aluminium

I løpet av de siste årene har det blitt gjort mange fremskritt for å forbedre styrken, duktiliteten og andre egenskaper til aluminiumslegeringer ved å kontrollere mikrostrukturen deres. Aldringsherding, smeltekondisjonering, ultralydkornforfining og mikrolegering er eksempler på slike tilnærminger.

Her ser vi på mikrolegering, med fokus på hva det er og dens potensielle fordeler. Deretter introduserer vi den nye og spennende prosessen med ultralydassistert mikrolegering og hvordan denne prosessen har bidratt til vår nye utvikling av en aluminiummikrolegering med en strekkfasthet som er høyere enn stål. 

prosjektdetaljer-img02 Ultralydmikrolegering av aluminium

Ultralydassistert mikrolegert aluminium

Mikrolegert aluminium er en type aluminiumlegering som inneholder spormengder av legeringselementer som vanligvis tilsettes for å forbedre kornstrukturen og egenskapene til sluttproduktet. Vanligvis er konsentrasjonen av mikrolegeringselementer mindre enn 1 % og ofte svært mye mindre. Slike legeringer kan ha eksepsjonell styrke og andre forbedrede egenskaper med praktiske anvendelser som strukturelle deler i både luftfarts- og bilindustrien.

Kraften av kavitasjon

Den høye strekkfastheten til disse mikrolegeringene kan tilskrives nanoskala-utfellinger som dannes i matrisen, og disse kan kontrolleres ved å tilsette spesifikke mikrolegeringselementer på nanoskala. Effektene av mikrolegering er vidtrekkende og inkluderer:

  • Dannelse av stabile intermetalliske forbindelser som kan forbedre kornstørrelsen
  • Interaksjon med korngrenser som enten kan øke eller redusere interkrystallinsk sprøhet
  • Modifisering av morfologien til sekundærfasene i matrisen som forbedrer mekaniske og aldringsherdende egenskaper
  • Modifisering av utfellingssekvens som fører til større raffinering av kornstrukturen

Sporelementer i mikrolegeringer inkluderer vanligvis Ag , Li, Na, Ca, Cd, Zr, Ti, Sr og Sn. Selv om metallurgien og kjemien til disse tilsetningene har blitt grundig undersøkt og dokumentert, er det fortsatt mye å lære, og nye fremskritt dukker stadig opp.

Tilsetning av sporstoffer

Vanlig praksis for mikrolegering er å introdusere sporstoffer ved å tilsette en aluminiumsbarre som inneholder bare noen få prosent av legeringselementet til en stor smelte. Den nødvendige dopantmengden oppnås ved å nøye kontrollere fortynningsnivåene.

En alternativ tilnærming er mikrolegering av pulvermetallurgi. Dette involverer isostatisk pressing, sintring og ekstrudering. I dette tilfellet er mikrolegeringsprosessen diffusjonskontrollert.

Selv om disse prosessene er bredt tatt i bruk, er det fortsatt utfordrende å optimalisere og kontrollere prosessen.