ALIAJE NEFEROASE USOARE PE BAZA DE ALUMINIU

ALIAJE NEFEROASE USOARE

Aliajele neforoase usoare pot fi impartite in trei grupe, dupa natura elementului de baza:

aliaje pe baza de aluminiu;

aliaje pe baza de magneziu.

Se numesc usoare datorita greutatii specifice mici ( pentru Al si pentru Mg).

1. ALIAJE PE BAZA DE ALUMINIU

Aluminiul se utilizeaza numai in turnatorii sub forma de aliaje, deoarece in stare pura prezinta proprietati mecanice scazute: (cca. de doua ori mai mic decat la cupru ).

In afara de aceasta aluminuil pur poseda o contractie mare la solidificare si o fluiditate scazuta.

Alinierea in cazul aluminiului urmareste pe de o parte obtinerea unor solutii solide si compusi intermetalici cu proprietati mecanice superioare, iar pe de alta parte obtinerea unor proprietati de turnare mai bune.

 

Fig 1.15 Diagramele de echilibru ale principalelor

aliaje de aluminiu: Al-Si; Al-Mg; Al-Cu

Din acest motiv elementele de aliere utilizate formeaza cu aluminiul domenii cu solutii solide limitate, cat si domenii cu eutectic. Se stie ca aliajele cu eutectic au retasura concentrata si fluiditate ridicata (fig. 1.15).

Aliajele de aluminiu se pot imparti in functie de elementul principal de aliere in mai multe grupe:

Al-Si (Al-Si-Cu, Al-Si-Cu-Mn, Al-Si-Cu-Mg, Al-Si-Mg, Al-Si-Mg-Mn, Al-Si-Zn);

Al-Mg (Al-Mg-Zn);

Al-Cu (Al-Cu-Mg, Al-Cu-Ni-Mg, Al-Cu Ti);

Al-Zn (Al-Zn-Mg);

Diverse (Al-Fe, Al-Cu-Si, Al-Mg-Mn-Ti, Al-Cu-Mg-Si- Fe-Mn-Cr-Ti)

In majoritatea cazurilor se folosesc aliaje complex aliate.

1.1. Aliaje din sistemul Al - Si

Aliajele aliate cu siliciu (denumite siluminuri) pot fi simple (binare) si complexe (ternare, cuaternare), aliate suplimentar cu alte elemente (Cu, Mg si Ni)   (Tabelul 1.9).

Compozitia si caracteristicile mecanice ale aliajelor principale pe baza de

aluminiu - siliciu pentru piese turnate (limite de variatie)

Aliajele Al - Si binare utilizate mult in turnatorii au continut de siliciu cuprins intre 6 si 18%, deci sunt hipoeutectice, eutectice sau hipereutectice (fig. 1.15, a), in timp ce aliajele deformabile la cald au continutul de siliciu mult mai redus (de obicei sub 1,5%, adica mai mic decat punctul de solubilitate maxima a siliciului in aluminiu). Variatia solubilitatii siliciului in aluminiu este restransa: de la 1,65 % Si la temperatura eutectica de pana la 0,005% Si la temperatura de .

In stare turnata, structura depinde de compozitie. La aliajele hipoeutectice ea consta din cristalite (dendrite) primare de solutie de siliciu in aluminiu si eutectic (), iar la cele hipereutectice din cristalite primare poliedrice de siliciu si eutectic (). Eutecticul, la randul sau, consta dintr-un amestec de cristalite si cristalite de siliciu de forma aciculara.

Proprietatile mecanice ale aliajelor cu eutectic acicular (grosolan) sunt scazute ca urmare a efectului puternic de crestare a acelor de siliciu si anume: .

Prin modificarea aliajelor se obtine schimbarea formei cristalitelor de siliciu din eutectic: din cea aciculara ea trece in forma de separari rotunde de dimensiuni mici. Practic, are loc sferoidizarea cristalitelor de siliciu. Prin aceasta efectul de crestare a acestora se micsoreaza brusc, iar rezistenta si alungirea se maresc, obtinandu-se valori ridicate ale proprietatilor:

Finisarea structurii eutecticului poate fi obtinuta intr-o mare masura si prin marimea vitezei de racire a aliajului la cristalizarea primara (de exemplu la turnarea lui in forme metalice). In acest caz se poate micsora cantitatea de modificator sau chiar elimina modificarea.

In practica, aproape toate aliajele Al-Si care se folosesc sunt modificate.

Ca modoficator pentru aliajele hipoeutectice si eutectice se utilizeaza sodiul metalic in proportie de 0,1.0,15% sau amestecuri din fluorura si clorura de sodiu in proportie de 1.3%.

Se presupune ca efectul sodiului este determinat fie de absortia lui pe suprafata cristalelor de siliciu, fie de marimea gradului de subracire ca urmare a concentrarii lui la limita cristalelor de siliciu, ceea ce produce o finisare pronuntata a acestuia.

In urma modificarii cu sodiu, structura aliajului se schimba radical. Aliajele cu compozitie eutectica sau usor hipereutectice, devin hipoeutectice, iar eutecticul capata o structura fina.

Daca adaosul de sodiu este mai mic decat cel optim (0,1.0,15%) aliajul este incomplet modificat, iar daca este mai mare, aliajul este supramodificat, in ambele cazuri existand o scadere a caracteristicilor mecanice fata de structura corect modificata.

Continutul de sodiu trebuie urmarit continuu, deoarece prin volatilizare efectul lui se pierde si modoficarea va trebiu repetata. Dupa o stationare a aliajului lichid de 30.40 de minute la temperatura de turnare, modificarea trebuie repetata. Odata cu volatilizarea sodiului se micsoreaza numarul de graunti eutectici.

Pentru modificarea aliajelor Al-Si hipereutectice se foloseste ca agent de modificare fosforul, introdus sub forma de prealiaj Cu-P (cupru fosforos). Actiunea de modificare a P se explica prin formarea compusului AIP cu punctul de topire peste , care foloseste drept germene de cristalizare al siliciului primar, provocand modificarea acestuia.

Ca urmare, cristalele primare de siliciu devin mult  mai numerose.

Modificarea aliajelor Al-Si cu sodiu prezinta urmatoarele neajunsuri:

pericolul obtinerii aliajelor insuficient modificate sau supramodificate, ca urmare a instabilitatii procedeului in ceea ce priveste asigurarea continutului necesar de sodiu remanent (0,010.0,015%). Se stie ca sodiul are temperatura mica de topire () si de evaporare (), precum si o greutate specifica mult mai scazuta (0,) fata de cea a aliajelor de aluminiu-siliciu (2,65.2,78 g), ceea ce face ca procesul de modificare sa fie mai greu controlat;

micsorarea fluiditatii aliajelor, ca urmare a formarii unei pelicule groase de oxizi la suprafata jetului

cresterea tendintei de formare a sulfurilor la turnarea aliajelor in forme crude din nisip, datorita reactiei dintre sodiu si apa din amestec;

eliminarea posibilitatii de tratare a aliajelor modificate cu clor, in vederae degazarii lor, deoarece se formeaza compusul NaCl;

cresterea uzurii captuselii cuptoarelor de topire si mentinere, datorita reactiei dintre sodiu si oxizii materialelor refractare;

evaporarea rapida a sodiului din aliajul modificat lichid la mentinerea acestuia inainte de turnare in forme (de ex. in 30 de min. continutul remanent de sodiu din aliaj scade de cca. 8 ori , de la la ).

Din motivele aratate, se recomanda modificarea acestor aliaje cu strontiu, in care caz durata efectului modificator poate ajunge si pana la 4 ore.

Aliajele au fluiditate mai buna si ca urmare pot fi folosite la turnare retele mai simple (nu mai exista pericolul de formare a oxizilor).

Efectul modificator al strontiului este anihilat de fosfor (dizolvat de obicei din glazura captuselii cuptoarelor de elaborare formata la topirile precedente).

In afara de strontiu mai poate fi folosit si stibiul (pana la 0,2%), numai in cazul aliajelor fara magneziu si sodiu, cu care formeaza usor compusii fragili ( si ).

Proprietatile mecanice sunt influentate puternic de continutul de siliciu. Cu marirea lui, rezistenta si duritatea cresc, in timp ce alungirea se micsoreaza (fig. 1.19, a), ceea ce se explica prin marirea proportiei de eutectic din structura, iar la peste 13 % Si, prin aparitia si cresterea proportiei de cristalite primare de siliciu. In toate cazurile, proprietatile aliajelor modificate sunt superioare celor nemodificate.

 

Fig. 1.19 Influenta siliciului asupra proprietatilor mecanice (a) si fizico - tehnologice (b) ale aliajelor de aluminiu: 1 - aliaje modificate; 2 - aliaje nemodificate; 3 - coeficientul de dilatare termica; 4 - rezistenta la uzura; 5 - rezistenta la coroziune, exprimata prin pierderea greutatii

Aliajele Al-Si sunt folosite pe scara larga pentru turnarea pieselor de motoare (pistoane, blocuri de motoare etc.), intrucat siliciul micsoreaza coeficientul de dilatare termica (fig. 1.19, b), precum si rezistenta la coroziune si uzura a acestor aliaje.

Pentru turnarea pistoanelor sunt indicate in ultimul timp mai ales aliajele hipereutectice (16.18% siliciu) care prezinta proprietati ridicate de uzura si in acelasi timp o fluiditate mare, ca urmare a caldurii latente de cristalizare cu 20% mai mare decat la aliajele eutectice.

Siliciul micsoreaza prelucrabilitatea mecanica a aliajelor.

Din analiza diagramelor de echilibru Al-Mg  (fig. 1.15, b) si Al-Cu (fig. 1.15, c) rezulta ca solubilitatea magneziului si a cuprului in solutia variaza mult cu temperatura. Din acest motiv, alierea siluminurilor cu cupru si magneziu deplaseaza mult spre dreapta, in domeniul temperaturilor superioare, punctul de solubilitate maxima pe diagrama Al-Si si prin aceasta face posibila utilizarea cu eficienta a tratamentului termic.

Cuprul formeaza cu aluminiul compusul CuAl, iar magneziul compusul , care prin incalzire pentru calire de la 400. trec in solutie, iar in procesul de imbatranire se separa din solutie sub forma de particule fine si uniform repartizate, ceea ce determina marimea rezistentei aliajului (). Temperatura de incalzire pentru revenire este de 200..

Manganul se foloseste pentru alierea siluminurilor in vederea neutralizarii influentei negative a fierului, care constituie o impuritate de neinlaturat din aliajele de aluminiu. Fierul nu se dizolva in aliajele Al-Si, ci formeaza cu aluminiul si siliciul compusi chimici, care se separa la solidificare sub forma de cristalite grosolane, aciculare, si astfel micsoreaza in mare masura valoarea proprietatilor mecanice si rezistenta la coroziune. Cu aluminiul formeaza eutecticul in care compusul este sub forma de cristalite aciculare, fragile.

Manganul formeaza cu fierul, aluminiul si siliciul compusi chimici care cristalizeaza sub forma de separari compacte, rotunde si care nu fragilizeaza masa metalica.

Un efect analog il are si beriliul.

Gradul de nocivitate a fierului in aliajele de aluminiu se micsoreaza odata cu finisarea structurii primare (prin marirea vitezei de racire). Asa se explica de ce la turnarea in forme din amestecuri de formare continutul de fier in aliajele Al-Si nu trebuie sa deoaseasca 0,6%, la turnarea in cochilie - 1%, iar la turnarea sub presiune - 1,5.2,0%.

La aceste aliaje Mg si Mn nu depasesc practic valoarea de 0,5% (v. Tabelul1.9).

Rezistenta la tractiune a siluminurilor variaza in limitele , fiind cu atat mai mare cu cat viteza de racire este mai ridicata (turnare in forme metalice).

Alungirea variaza intre 1 si 6%, iar duritatea Brinell intre 65 si 80.

Aliajele Al-Si (siluminurile) sunt mult utilizate pentru turnarea pieselor care trebuie sa fie usoare si care sunt solicitate mecanic, la coroziune si la cald (de exemplu pistoane pentru motoare cu explozie si motoare Diesel, chiulase, cartere sau chiar corpuri de motoare a caror conductibilitate termica trebuie sa fie ridicata).

Conductibilitatea termica a aliajelor de aluminiu este ridicata (), deoarece insasi conductibilitatea termica a aluminiului este mare (, aproximativ jumatate din cea a cuprului).

Rezistenta la coroziune ridicata sub influenta agentilor atmosferici se explica prin formarea filmului subtire de oxizi  la suprafata pieselor, care le protejeaza de atacul in continuare al agentilor (pasivizare).

Dintre siluminurile complex aliate, cele mai raspandite fac parte din sistemul Al-Si-Cu-Mg, fiind folosite pentru turnarea in forme metalice si sub presiune a pieselor pentru motoare:

pentru pistoane (9.13,5% Si; 0,5.4,5% Cu; 0,5.1,5% Mg; 0,5.3% Ni; 0,6.1,2 Fe; 0,3.0,5 Mn). La aceste aliaje prin tratament termic (calire de la si revenire la ) pot sa precipite unele faze (de tipul (cel mai important); ) care influenteaza pozitiv proprietatile mecanice ale aliajului. Dintre elementele de aliere efectul cel mai mare il are magneziul

pentru turnarea sub tresiune a pieselor pentru motoare (9,0.13,5 Si; 3.4,5% Cu; 0,5.1,3% Fe; 0,3.0,6 Mn; 0,3% Mg; 0,7% Zn; 0,3% Ni) aliaje care au proprietati tehnologice bune (fluiditate mare, tendinta mica de formare a crapaturilor si retasurii, tendinta mica de aderare la forma metalica), precum si prelucrabilitate buna.

Fig 1.21 Influenta grosimii peretelui piesei S (vitezei de racire) asupra proprietatilor mecanice ale aliajului AlSi₇Mg

Proprietatile mecanice ale aliajelor Al-Si sunt influentate puternic de viteza de racire (grosimea peretilor pieselor turnate), ca urmare a schimbarii dimensiunilor grauntilor primari (fig. 1.21).

Aliaje ale aluminiului cu Mg, Cu, Zn

Aliajele din sistemul Al-Mg au continutul de magneziu cuprins intre 5 si 13% (tabelul 1.10); deci ele se gasesc in domeniul solutiei solide (figura 1.15, b). Magneziul se dizolva in aluminiu intr-o proportie ridicata si solubilitatea lui variaza cu temperatura in limite foarte largi: 15,35% Mg la temperatura de si 1,9% Mg la temperatura obisnuita.

Compozitia si caracteristicile mecanice ale aliajelor din sistemele Al-Mg si Al-Cu

In stare turnata structura consta in graunti de solutie solida (Mg in Al) si separari de faza , cristalite ale compusului , care se separa la racirea aliajului dupa curba de solubilitate. Cristalitele de sunt fragile ceea ce face ca proprietatile in stare turnata sa fie scazute.

Prin omogenizare si calire, magneziul este pus in solutie si structura consta din graunti de solutie suprasaturata in magneziu deci o structura omogena.

Proprietatile mecanice dupa tratament termic sunt cele mai ridicate in comparatie cu celelalte aliaje pe baza de aluminiu:

Rezistenta si plasticitatea aliajelor calite se explica prin continutul ridicat de magneziu in solutie (care poate atinge si 15%).

Cu marirea vitezei de racire scade solubilitatea magneziului in aluminiu (curba de solubilitate este deplasata mult spre stanga) ceea ce face ca in structura de turnare sa apara eutectic chiar la continuturi de 6.7% Mg. Prin tratamentul de omogenizare si calire eutecticul este eliminat.

Cu marirea continutului de magneziu valoarea proprietatilor mecanice se mareste pana la aparitia in structura a eutecticului

Proprietatile mecanice se micsoreaza pronuntat in cazul prezentei impuritatilor in compozitie (Fe si Si), care fomeaza compusi si care se separa la limita grauntilor si prin aceasta influenteaza negativ plasticitatea si rezistenta la coroziune.

Alierea suplimentara a aliajelor cu cantitati mici (0,05.0,2%) de beriliu, titan si zirconiu determina finisarea structurii primare si imbunatatirea proprietatilor mecanice. Alierea cu 0,5.1,5% Si conduce la marirea fluiditatii.

Aliajele Al-Mg se utilizeaza in industria constructoare de masini datorita urmatoarelor proprietati specifice: greutate specifica scazuta (); proprietati mecanice ridicate, capacitate mare de lustruire si de oxidare prin procedee electro-chimice; rezistenta la coroziune mare in special in apa de mare si in solutiile alcaline.

Din aceste aliaje se toarna piese solicitate pentru avioane.

Dezavantajele acestor aliaje sunt urmatoarele:

proprietati de turnare scazute, aliajele nefiind eutectice (fluiditate mica, tendinta mare de formare a crapaturilor si a microretasurilor);

tendinta ridicata de oxidare la elaborare si in timpul exploatarii pieselor la temperaturi ridicate.

Aliajele din sistemul Al-Cu au continutul de cupru cuprins intre 3 si 10% (v. tabelul 1.10), aliajele putand fi cu si fara eutectic (v. fig. 1.15, c). Solubilitatea cuprului in aluminiu variaza in limite foarte largi.

Aliajele fara eurtectic au structura de turnare constituita din graunti de solutie solida , iar la limita lor cristalite de faza . Prin calire se obtine o structura omogena de solutie solida .

Aliajele cu eutectic (cupru peste 6%) contin alaturi de grauntii de solutie solida si grauntii de eutectic . Faza din eutectic este compusul .

In functie de continutul de cupru variaza structura si deci proprietatile mecanice.

Aliajele cu continut scazut de cupru, cu structura omogena formata din solutie solida obtinuta prin calire, se caracterizeaza prin plasticitate ridicata si duritate scazuta, in timp ce aliajele hipoeutectice prin plasticitate scazuta si rezistenta si duritate ridicate. Rezistenta la coroziune scade cu cresterea continutului de cupru.

Influenta cuprului in aliajele de aluminiu poate fi asemanata cu cea a carbonului in aliajele feroase.

Alierea suplimentara a aliajelor cu : magneziu (cca. 2%), nichel (cca. 2%), mangan si siliciu conduce la obtinerea unor proprietati mecanice si fizico-chimice superioare.

Influenta pozitiva a magneziului se manifesta prin aliera solutiei solide si prin formarea unui compus intermetalic ternar Cu - Al - Mg, care mareste rezistenta la cald.

Prin utilizarea manganului, nichelului si siliciului se obtine alierea solutiei solide.

Prin tratamentul de modificare cu titan si bor (0,05.0,1%) se pot obtine aliaje Al - Cu cu proprietati superioare, datorita cresterii insemnate a numarului de graunti.

Efectul modificator se explica prin formarea compusilor TiAl care nu se dizolva in aliajul lichid si joaca rol de germeni la cristalizarea peritectica.

In prezenta borului se formeaza compusi TiB, care determina o finisare si mai puternica a structurii primare a aliajelor.

Ca si in cazul aliajelor Al - Si, efectul modificator se micsoreaza la mentinerea aliajelor in stare lichida.

Modificarea se realizeaza prin folosirea de saruri (KTiF impreuna cu CCl, KBF, NaCl, efectul cel mai bun obtinandu-se in cazul utilizarii amestecului KTiF si KBF) sau de prealiaje (Al - Cu - Ti).

Uneori se utilizeaza chiar granule de TiB, TiC sau AlO.

Aliaje de aluminiu diverse. Din aceasta grupa fac parte aliajele din sistemul Al - Fe si Al - Cu - Si.

Acestea sunt aliaje de antifrictiune. Aliajele Al - Fe contin cca. 6% Fe. Masa moale consta din eutecticul (Al+FeAl), iar cristalitele dure sun compusii FeAl.

In cazul aliajelor din sistemul Al - Cu - Si (Cu 8%, Si 2%), structura consta din solutie solida de cupru si siliciu in aluminiu (masa moale) si cristale dure de CuAl. Structura este deci eterogena.

Aceste aliaje se pot utiliza pentru viteze periferice de 10 m/s si presiuni specifice pana la 50 daN/cm.

Aliajele de antifrictiune pe baza de aluminiu au un coeficient mare de dilatare care trebuie avut in vedere la fabricarea lagarelor.

2. ALIAJE PE BAZA DE MAGNEZIU

Aliajele pe baza de magneziu se utilizeaza datorita proprietatilor specifice ale acestora (magneziului):

greutate specifica foarte scazuta (magneziul este de 4,5 ori mai usor decat fierul si de 1,6 ori decat aluminiul);

rezistenta specifica ridicata, care depaseste pe cea a fontelor, a aliajelor de aluminiu si chiar a unor oteluri de constructie rezistente;

capacitatea mare de amortizare a vibratiilor, ceea ce prezinta mare importana pentru piesele destinate aviatiei si transportului;

rezistenta mare la coroziune (aproape cat cea a aluminiului);

capacitate forte buna de prelucrare prin taiere.

Destinatia principala a aliajelor de magneziu este cea a pieselor pentru avioane. Avioanele moderne au aprope 800 de piese din aliaje de magneziu (cartere de motoare, chiulase de blocuri etc.).

Greutatea unor piese din aliaje de magneziu atinge 300.500 kg. Prin inlocuirea aliajelor de aluminiu cu cele de magneziu greutatea pieselor poate fi micsorata cu 25.30% fara sa se diminueze rezistenta la tractiune.

Magneziul in stare pura are proprietati mecanice scazute si ca atare nu poate fi folosit: = 8.11 daN/mm; = 6.8%; HB = 30.

Numai prin aliere se pot obtine proprietatile necesare. Elementele principale de aliere utilizate la obtinerea aliajelor sunt urmatoarele: Si, Mn, Al, Zn, Zr, Ce.

Toate aceste elemente formeaza cu magneziul domenii de solutii solide domenii eutectice.

Aliaje din sistemul Mg - Si. Siliciul nu se dizolva in magneziu si formeaza un eutectit Mg + MgSi, care, ca si in cazul siluminurilor, este fragil, ceea ce determina si valoarea relativ scazuta a proprietatilor mecanice (=20 daN/mm; =10%; HB=40) (tabelul 1.11).

Compozitia si caracteristicile mecanice ale principalelor aliaje pe baza de magneziu

Aliajele Mg - Si sunt hipoeutectice (Si =1,0.1,5 %). Structura in stare turnata consta din graunti de Mg si eutectic (fig. 1.24, a).

 

Fig 1.24 a,b: Diagramele de echilibru ale aliajelor binare Mg-Si si Mg-Mn

 

Fig 1.24 c,d: Diagramele de echilibru ale aliajelor binare Mg-Al si Mg-Zn

Cu cresterea continutului de siliciu se mareste proportia de eutectic si ca urmare rezistenta mecanica, se imbunatatesc proprietatile mecanice, insa in acelasi timp se micsoreaza rezistenta la coroziune si alungire (fig. 1.25, a).

 

Fig. 1.25 Influenta elementelor de aliere asupra proprietatilor

aliajelor de magneziu (Si, Al, Zn)

Aliajele Mg - Si se utilizeaza numai pentru turnarea pieselor putin solicitate mecanic.

Aliajele din sistemul Mg - Mn. Manganul se dizolva in magneziu in limite largi (2,46.0,1% ) (fig. 1.24, b). Continutul de mangan in aceste aliaje este cuprins intre 1 si 2%, deci ele se gasesc in domeniul solutiei solide (fara peritectic).

In stare turnata, structura consta din graunti de solutie solida la marginea carora se gasesc separari disperse (punctiforme) de faza (Mn aproape pur), care se formeaza la racirea aliajului in forma prin iesirea din solutie a manganului.

Influenta pozitiva a manganului asupra proprietatilor mecanice si de exploatare ale aliajelor de magneziu se explica prin faptul ca el se dizolva partial in faza si prin faptul ca insasi separarile disperse de faza de la limita grauntilor maresc duritatea, rezistenta la tractiune si rezistenta la coroziune. Proprietatile aliajelor sunt: =9 daN/mm, =3%, HB =40, deci putin mai bune decat ale aliajelor Mg - Si.

Aceste aliaje se utilizeaza pentru turnarea pieselor putin solicitate, insa supuse la coroziune si care trebuie sa aiba compactitate mare. Compactitatea ridicata se explica prin absenta intervalului de solidificare (fig. 1.24, b). Celelalte proprietati de turnare (fluiditatea, contractia) sunt insa scazute.

Aliajele din sistemul Mg - Al - Zn. Sunt cele mai raspanditesi cunoscute aliaje de magneziu utilizate in turnatorii(v. tab. 1.11).

Solubilitatea aluminiului in magneziu variaza in limite largi (de la 13% la 1,0%)(fig. 9.24, c).Continutul de aluminiu in aceste aliaje este cuprins intre 2,5 si 11%, adica ele se gasesc toate in domeniul solutiei (fara eutectic).

Aproape toate aliajele Mg - Al sunt aliate suplimentar cu zinc a carui solubilitate in magneziu variaza intre 8,4 si 1,8% (fig. 1.24, d). Cum insa in aceste aliaje zincul este cuprins intre 0,5 si 2,0%, rezulta ca el se va gasi dizolvat in solutie solida sau sub forma de compus MgZn.

De asemenea, in aceste aliaje se gasesc de obicei cantitati mici de mangan (0,15.0,50%), care se dizolva in mare parte in solutia solida sau se separa sub forma de faza (Mn) (v. fig. 1.24, b).

In stare turnata structura consta din graunti de solutie solida , graunti de faza , comusi intermetalici MgAl, MgZn sau in sistemul ternar - compusul MgAlZn precum si faze disperse (Mn), care se separa de-a lungul curbei de solubilitate maxima a elementelor in magneziu.

Pentru a utiliza influenta pozitiva a compusului MgAlZn si a separarilor de Mn (faza ), aliajele din sistemul Mg - Al - Zn - Mn se supun urmatorului tratament termic: omogenizare indelungata (11.30 h) cu calire in aer (de la 400.420C) si imbatranire (la 175C). In felul acesta se obtin separari foarte disperse si uniform repartizate care durifica aliajele si le maresc rezistenta la coroziune.

Aluminiul (aproximativ pana la 1% Al) mareste la inceput rezistenta la tractiune. Cand in structura incepe sa apara multa faza (care este fragila), aluminiul incepe sa aiba influenta negativa asupra rezistentei (fig. 1.25, b). Duritatea creste tot timpul odata cu aluminiul, iar alungirea scade. Aceeasi influenta are practic si zincul (fig. 1.25, c).

Aliajele din sistemul Mg - Al - Zn si Mg - Mn se supun procesuluide modificare pe doua cai:

- prin supraincalzire, dupa rafinare, pana la 850.900C si mentinere timp de 15.50 min., urmata de racire pana la 680.720C. Efectul de modificare se explica prin faptul ca continuturile mici de fier (0,02.0,03%) si de mangan (0,1.0,2%) existente in aceste aliaje, formeaza la temperaturi ridicate germeni suplimentari de cristalizare (FeAl). In absenta fierului si manganului efectul de modificare nu se obtine. Procedeul are dezavantajul ca mareste pericolul oxidarii aliajului, uzura creuzetelor metalice si consumul de combustibil;

- prin tratare cu grafit, creta sau marmora, in proportii de 0,4.0,6%. Bioxidul de carbon rezultat din descompunerea carbonatului din creta reactioneaza cu magneziul si duce la formarea carburilor de magneziu si de aluminiu (MgC;AlC) .

CaCOCaO+CO-Q

2Mg+ CO2MgO+C+Q

Acelasi efect il are si carbonul din grafit. Carbonul din magneziu constituie germeni suplimentari de cristalizare.

Efectul modificator se obtine de asemenea, prin introducerea in aliajul lichid a clorurii de fier, zirconiului si a calciului.