Osem hlavných prvkov, ktoré ovplyvňujú výkon hliníkových zliatin, sú vanád, vápnik, olovo, cín, bizmut, antimón, berýlium a sodík. V závislosti od zamýšľaného použitia hotovej hliníkovej cievky sa počas spracovania pridávajú rôzne prvky. Tieto nečistoty tvoria v dôsledku ich rôznych teplôt topenia a rôznych štruktúr rôzne zlúčeniny s hliníkom, a preto majú rôzne účinky na vlastnosti hliníkovej zliatiny.
1. Kovový prvok: Vplyv medi
Meď je dôležitým legujúcim prvkom a poskytuje určité spevnenie tuhého roztoku. Okrem toho CuAl2, ktorý sa vyzráža počas starnutia, má výrazný účinok na posilnenie starnutia. Obsah medi v hliníkových platniach je zvyčajne medzi 2,5 % a 5 %. Keď je obsah medi medzi 4% a 6,8%, účinok spevnenia je optimálny, čo je dôvod, prečo väčšina tvrdých hliníkových zliatin má obsah medi v tomto rozsahu.
2. Kovový prvok: Vplyv kremíka
Pre systémy zliatin Al-Mg2Si je podľa fázového diagramu zliatiny maximálna rozpustnosť Mg2Si v hliníku 1,85 % a so znižovaním teploty pomaly klesá. V deformovaných hliníkových zliatinách sa samotný kremík pridáva hlavne do hliníkových dosiek na zváranie materiálov, ale pridanie kremíka do hliníka tiež poskytuje určitý spevňovací účinok.
3. Kovové prvky: Účinok horčíka
Horčík má výrazný posilňujúci účinok na hliník. Na každé zvýšenie horčíka o 1 % vzrastie pevnosť v ťahu asi o 34 MPa. Ak sa pridá menej ako 1% mangánu, môže to zvýšiť posilňujúci účinok. Preto je možné po pridaní mangánu znížiť obsah horčíka, čím sa znižuje aj riziko praskania za tepla. Okrem toho môže mangán pomôcť zlúčeninám Mg5Al8 zrážať sa rovnomernejšie, čím sa zlepšuje odolnosť proti korózii a zvárateľnosť.
4. Kovové prvky: Účinok mangánu
Mangán má maximálnu rozpustnosť 1,82 % v tuhom roztoku. Pevnosť zliatiny sa neustále zvyšuje s väčším množstvom rozpusteného mangánu a predĺženie dosahuje svoj vrchol pri 0,8 % mangánu. Al-zliatiny Mn sú prirodzene vytvrdené starnutím- bez tepelného spracovania, čo znamená, že ich nemožno spevniť tepelným spracovaním.
5. Kovové prvky: Účinok zinku
V systéme zliatin Al-Zn je rozpustnosť zinku v hliníku 31,6 % pri 275 stupňoch v oblasti rovnovážneho fázového diagramu bohatej na hliník, ale klesá na 5,6 % pri 125 stupňoch. Keď sa zinok pridá k samotnému hliníku, jeho príspevok k spevneniu zliatiny pri deformácii je veľmi obmedzený a má tiež tendenciu spôsobovať praskanie koróziou pod napätím, čo obmedzuje jeho použitie.
6. Kovové prvky: Účinky železa a kremíka
Železo v Al-Cu-Mg-Ni-Fe kovaných hliníkových zliatinách a kremíku v Al-Mg-Si kovanom hliníku a Al{6}}Si zváracie drôty a hliníkové-silikónové výkovky sa pridávajú ako legovacie prvky. V iných zliatinách hliníka sú kremík a železo bežnými nečistotami, ktoré výrazne ovplyvňujú vlastnosti zliatiny. Existujú hlavne ako FeCl3 a voľný kremík. Keď je obsah kremíka vyšší ako železo, vytvorí sa fáza -FeSiAl3 (alebo Fe2Si2Al9), zatiaľ čo ak je obsah železa vyšší ako kremík, vytvorí sa fáza -Fe2SiAl8 (alebo Fe3Si2Al12). Nesprávny pomer železa-k-kremíku môže spôsobiť praskanie odliatkov a príliš veľa železa v odliatku hliníka môže spôsobiť krehkosť odliatkov.
7. Kovové prvky: Účinky titánu a bóru
Titán je bežne pridávaný prvok do hliníkových zliatin, zvyčajne sa pridáva vo forme predzliatin Al-Ti alebo Al-Ti-B. Titán tvorí s hliníkom fázu TiAl2, ktorá slúži ako -nespontánne nukleačné centrum počas kryštalizácie a pomáha zušľachťovať kovanú a zváranú štruktúru. V zliatinách Al-Ti je kritický obsah titánu na vytvorenie supravodivej reakcie približne 0,15 %, ale ak je prítomný bór, zníži sa až na 0,01 %.
8. Kovové prvky: Účinky chrómu a stroncia
Chróm tvorí v hliníkových plechoch intermetalické zlúčeniny ako (CrFe)Al7 a (CrMn)Al12, ktoré bránia nukleačným a rastovým procesom rekryštalizácie. To poskytuje určité spevnenie zliatiny, zlepšuje húževnatosť zliatiny a znižuje citlivosť na praskanie koróziou pod napätím. Zvyšuje však aj citlivosť na kalenie a spôsobuje, že eloxovaný film vyzerá žltý. Prídavok chrómu v hliníkových zliatinách vo všeobecnosti nie je vyšší ako 0,35 % a znižuje sa so zvyšujúcim sa množstvom prechodných prvkov v zliatine. Pridanie 0,015 % – 0,03 % stroncia do hliníkových zliatin na extrúziu premení -fázu AlFeSi v liatych ingotoch na fázu AlFeSi v tvare čínskeho-charakteru-, čím sa skráti doba homogenizácie liatych ingotov, ako aj mechanická drsnosť povrchu materiálu o 60 % – 7 % a drsnosť povrchu až 7 % produktov. V prípade vysoko-kremíkových (10 % – 13 %) deformovaných hliníkových zliatin môže pridanie 0,02 % – 0,07 % stroncia minimalizovať primárne kryštály a výrazne zlepšiť mechanické vlastnosti: konečná pevnosť v ťahu σb stúpne z 233 MPa na 236 MPa, medza klzu σ0,2 sa zvyšuje z 2104 MPa na 204 MPa 9 % až 12 %. V hypereutektických zliatinách Al-Si môže pridanie stroncia zmenšiť veľkosť častíc primárneho kremíka, zlepšiť spracovateľnosť plastov a umožniť hladké valcovanie za tepla a za studena.
