Влияние кремния и железа на чистый алюминий

Технически чистый алюминий, изготовляемый в главнейших индустриальных странах электролитическим путем из глинозема, обычно содержит в качестве главных загрязнений по 0,1-0,5% Si и Ре. Кроме того, в нем иногда имеется до 0,1% Ti. Другие загрязнения присутствуют в очень незначительном количестве.

Железо нерастворимо в алюминии и встречается при отсутствии кремния исключительно в виде фазы. С увеличением содержания железа прочность алюминия возрастает. Обрабатываемость, коррозионная устойчивость и электропроводность ухудшаются, поэтому следует стремиться к возможно меньшему содержанию железа. Действие железа совершенно не зависит от предварительной обработки. Технический интерес имеет тот факт, что известное содержание железа, или еще лучше, небольшое содержание титана, вызывает измельчение зерна литого и рекристаллизованного алюминия и его сплавов.

В противоположность железу влияние очень сильно зависит от предварительной обработки. При 577° в твердый раствор входит приблизительно 1,5% Si, а при 250° меньше 0,1%. Однако при условиях охлаждения, обычных для производства, в твердом растворе может остаться значительно больше 0.1% Si; выделившаяся при низкой температуре часть кремния вызывает некоторые изменения в свойствах сплава. При температурах до 100° твердый раствор алюминия и кремния, по-видимому, устойчив, и при вылеживании в нем обычно не наблюдается каких-либо значительных изменений. Правда, в отдельных случаях поведение сплава в химическом отношении после длительного вылеживания при комнатной температуре обнаруживало некоторое изменение.

Очень сложно и до сих пор окончательно не выяснено влияние одновременного присутствия железа и кремния. В литом состоянии могут появиться одна или несколько тройных фаз в форме пластинок, содержащих железо и кремний Они замечательно устойчивы по отношению к отжигу; алюминий поэтому не в состоянии растворить кремний, содержащийся в этих фазах. Лишь выше 577° (температура эвтектики в системе алюминий - кремний) по Шаарвехтеру (Schaarwachter) в литом алюминии исчезают даже грубые включения. По новейшим работам Рернга (Rohrig) и Кеперника (Kapernick) тройная фаза при этом претерпевает сфероидизацию, понемногу рассасывается, после чего постепенно, в капельной форме, образуется эвтектика. После быстрого охлаждения отдельные кристаллические пластинки тройного соединения не образуются вновь, и рядом с кристаллами кремния в сплаве остаются каплевидные образования, дающие мелкозернистую эвтектическую структуру. Это разложение тройной фазы, вероятно, является причиной того, что температура первого отжига оказывает большое влияние на свойства чистого алюминия.