Alüminyum alaşımında çeşitli katkı elemanlarının rolü

Silikon (Si)
Silikon (Si) akışkanlığı artıran ana bileşendir. En iyi akışkanlık ötektikten ötektik hipere kadar elde edilebilir. Ancak kristalleşen silikon (Si) sert noktalar oluşturma eğiliminde olup kesme performansını kötüleştirir. Bu nedenle ötektik noktanın aşılmasına genellikle izin verilmez. Ayrıca silikon (Si), uzamayı azaltırken yüksek sıcaklıklarda çekme mukavemetini, sertliği, kesme performansını ve mukavemeti artırabilir.
Magnezyum (Mg) Alüminyum-magnezyum alaşımı en iyi korozyon direncine sahiptir. Bu nedenle ADC5 ve ADC6 korozyona dayanıklı alaşımlardır. Katılaşma aralığı çok geniş olduğundan sıcak kırılganlığa sahiptir ve dökümler çatlamaya eğilimlidir, bu da dökümü zorlaştırır. AL-Cu-Si malzemelerinde bir safsızlık olarak magnezyum (Mg), Mg2Si dökümü kırılgan hale getirecektir, dolayısıyla standart genellikle %0,3 dahilindedir.

Demir (Fe) Demir (Fe), çinkonun (Zn) yeniden kristalleşme sıcaklığını önemli ölçüde artırabilmesine ve yeniden kristalleşme sürecini yavaşlatabilmesine rağmen, basınçlı döküm eritme işleminde demir (Fe), demir potalardan, kaz boyunlu tüplerden ve eritme aletlerinden gelir ve çinko (Zn) içinde çözünür. Alüminyumun (Al) taşıdığı demir (Fe) son derece küçüktür ve demir (Fe) çözünürlük sınırını aştığında FeAl3 olarak kristalleşecektir. Fe'nin neden olduğu kusurlar çoğunlukla cüruf oluşturur ve FeAl3 bileşikleri olarak yüzer. Döküm kırılgan hale gelir ve işlenebilirlik bozulur. Demirin akışkanlığı döküm yüzeyinin düzgünlüğünü etkiler.
Demirin (Fe) safsızlıkları FeAl3'ün iğne benzeri kristallerini üretecektir. Basınçlı döküm hızla soğutulduğundan çöken kristaller çok incedir ve zararlı bileşenler olarak kabul edilemez. İçerik %0,7'den azsa kalıptan çıkarmak kolay değildir, dolayısıyla %0,8-1,0'lık demir içeriği basınçlı döküm için daha iyidir. Çok miktarda demir (Fe) varsa metal bileşikleri oluşacak ve sert noktalar oluşacaktır. Ayrıca demir (Fe) içeriği %1,2'yi aştığında alaşımın akışkanlığını azaltacak, döküm kalitesine zarar verecek ve basınçlı döküm ekipmanındaki metal bileşenlerin ömrünü kısaltacaktır.

Nikel (Ni) Bakır (Cu) gibi çekme mukavemetini ve sertliği artırma eğilimi vardır ve korozyon direnci üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bazen yüksek sıcaklık mukavemetini ve ısı direncini arttırmak için nikel (Ni) eklenir, ancak korozyon direnci ve termal iletkenlik üzerinde olumsuz etkisi vardır.

Manganez (Mn) Bakır (Cu) ve silikon (Si) içeren alaşımların yüksek sıcaklık dayanımını artırabilir. Belirli bir sınırın aşılması durumunda kolaylıkla sert noktalar oluşturabilen ve ısıl iletkenliği azaltabilen Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn dörtlü bileşiklerinin üretilmesi kolaydır. Manganez (Mn), alüminyum alaşımlarının yeniden kristalleşme sürecini önleyebilir, yeniden kristalleşme sıcaklığını artırabilir ve yeniden kristalleşme taneciklerini önemli ölçüde rafine edebilir. Yeniden kristalleşme taneciklerinin rafine edilmesi esas olarak MnAl6 bileşiği parçacıklarının yeniden kristalleşme taneciklerinin büyümesi üzerindeki engelleyici etkisinden kaynaklanmaktadır. MnAl6'nın diğer bir işlevi, safsızlık demiri (Fe) çözerek (Fe, Mn)Al6'yı oluşturmak ve demirin zararlı etkilerini azaltmaktır. Manganez (Mn), alüminyum alaşımlarının önemli bir elementidir ve tek başına bir Al-Mn ikili alaşımı olarak veya diğer alaşım elementleriyle birlikte eklenebilmektedir. Bu nedenle çoğu alüminyum alaşımı manganez (Mn) içerir.

Çinko (Zn)
Saf olmayan çinko (Zn) mevcutsa, yüksek sıcaklıkta kırılganlık sergileyecektir. Ancak güçlü HgZn2 alaşımları oluşturmak için cıva (Hg) ile birleştirildiğinde önemli bir güçlendirme etkisi yaratır. JIS, saf olmayan çinko (Zn) içeriğinin %1,0'den az olması gerektiğini şart koşarken, yabancı standartlar %3'e kadar izin verebilir. Bu tartışma çinkonun (Zn) bir alaşım bileşeni olarak değil, dökümlerde çatlaklara neden olan bir yabancı madde olarak rolünden bahsediyor.

Krom (Cr)
Krom (Cr), alüminyumda (CrFe)Al7 ve (CrMn)Al12 gibi metallerarası bileşikler oluşturarak yeniden kristalleşmenin çekirdeklenmesini ve büyümesini engeller ve alaşıma bir miktar güçlendirici etki sağlar. Ayrıca alaşımın dayanıklılığını artırabilir ve stres korozyonu çatlama hassasiyetini azaltabilir. Ancak söndürme hassasiyetini artırabilir.

Titanyum (Ti)
Alaşımdaki az miktardaki titanyum (Ti) bile mekanik özelliklerini geliştirebilir ancak aynı zamanda elektriksel iletkenliğini de azaltabilir. Al-Ti serisi alaşımlarda çökelme sertleşmesi için kritik titanyum (Ti) içeriği yaklaşık %0,15'tir ve bor ilavesiyle varlığı azaltılabilir.

Kurşun (Pb), Kalay (Sn) ve Kadmiyum (Cd)
Alüminyum alaşımlarında kalsiyum (Ca), kurşun (Pb), kalay (Sn) ve diğer yabancı maddeler mevcut olabilir. Bu elementler farklı erime noktalarına ve yapılara sahip olduklarından alüminyum (Al) ile farklı bileşikler oluştururlar ve bu da alüminyum alaşımlarının özellikleri üzerinde farklı etkilere neden olur. Kalsiyumun (Ca) alüminyumda katı çözünürlüğü çok düşüktür ve alüminyum (Al) ile CaAl4 bileşikleri oluşturarak alüminyum alaşımlarının kesme performansını artırabilir. Kurşun (Pb) ve kalay (Sn), alüminyumda (Al) düşük katı çözünürlüğe sahip, düşük erime noktalı metallerdir; bu, alaşımın gücünü azaltabilir ancak kesme performansını artırabilir.

Kurşun (Pb) içeriğinin arttırılması çinkonun (Zn) sertliğini azaltabilir ve çözünürlüğünü artırabilir. Ancak alüminyum:çinko alaşımında kurşun (Pb), kalay (Sn) veya kadmiyum (Cd) miktarı belirtilen miktarı aşarsa korozyon meydana gelebilir. Bu korozyon düzensizdir, belirli bir süre sonra meydana gelir ve özellikle yüksek sıcaklık, yüksek nem içeren ortamlarda belirginleşir.