एल्यूमीनियम मिश्र धातु में विभिन्न योजक तत्वों की भूमिका

सिलिकॉन (Si)
तरलता में सुधार के लिए सिलिकॉन (Si) मुख्य घटक है। सर्वोत्तम तरलता यूटेक्टिक से हाइपरयूटेक्टिक तक प्राप्त की जा सकती है। हालाँकि, क्रिस्टलीकृत होने वाला सिलिकॉन (Si) कठोर बिंदु बनाता है, जिससे काटने का प्रदर्शन कम हो जाता है। इसलिए, इसे आमतौर पर यूटेक्टिक बिंदु से आगे नहीं बढ़ने दिया जाता है। इसके अलावा, सिलिकॉन (Si) तन्य शक्ति, कठोरता, काटने के प्रदर्शन और उच्च तापमान पर मजबूती में सुधार कर सकता है और साथ ही बढ़ाव को कम कर सकता है।
मैग्नीशियम (Mg) एल्युमिनियम-मैग्नीशियम मिश्रधातु में सबसे अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होता है। इसलिए, ADC5 और ADC6 संक्षारण-प्रतिरोधी मिश्रधातु हैं। इसकी ठोसीकरण सीमा बहुत अधिक होती है, इसलिए यह गर्म भंगुर होती है, और ढलाई में दरारें पड़ने का खतरा अधिक होता है, जिससे ढलाई कठिन हो जाती है। AL-Cu-Si पदार्थों में एक अशुद्धता के रूप में मैग्नीशियम (Mg), Mg2Si ढलाई को भंगुर बना देगा, इसलिए मानक सामान्यतः 0.3% के भीतर होता है।

लोहा (Fe) यद्यपि लोहा (Fe) जस्ता (Zn) के पुनःक्रिस्टलीकरण तापमान को उल्लेखनीय रूप से बढ़ा सकता है और पुनःक्रिस्टलीकरण प्रक्रिया को धीमा कर सकता है, डाई-कास्टिंग पिघलने में, लोहा (Fe) लोहे के क्रूसिबल, गूज़नेक ट्यूब और पिघलने वाले औजारों से आता है, और जस्ता (Zn) में घुलनशील होता है। एल्युमिनियम (Al) द्वारा वहन किया जाने वाला लोहा (Fe) अत्यंत अल्प होता है, और जब लोहा (Fe) घुलनशीलता सीमा से अधिक हो जाता है, तो यह FeAl3 के रूप में क्रिस्टलीकृत हो जाता है। Fe के कारण होने वाले दोष अधिकांशतः धातुमल उत्पन्न करते हैं और FeAl3 यौगिकों के रूप में तैरते रहते हैं। ढलाई भंगुर हो जाती है, और मशीनीकरण क्षीण हो जाता है। लोहे की तरलता ढलाई सतह की चिकनाई को प्रभावित करती है।
लौह (Fe) की अशुद्धियाँ FeAl3 के सुई जैसे क्रिस्टल उत्पन्न करेंगी। चूँकि डाई-कास्टिंग प्रक्रिया तेज़ी से ठंडी होती है, इसलिए अवक्षेपित क्रिस्टल बहुत महीन होते हैं और इन्हें हानिकारक घटक नहीं माना जा सकता। यदि यह मात्रा 0.7% से कम है, तो इसे पिघलाना आसान नहीं है, इसलिए डाई-कास्टिंग के लिए 0.8-1.0% लौह सामग्री बेहतर है। यदि लौह (Fe) की मात्रा अधिक है, तो धातु यौगिक बनेंगे, जिससे कठोर बिंदु बनेंगे। इसके अलावा, जब लौह (Fe) की मात्रा 1.2% से अधिक हो जाती है, तो यह मिश्र धातु की तरलता को कम कर देगा, कास्टिंग की गुणवत्ता को नुकसान पहुँचाएगा, और डाई-कास्टिंग उपकरण में धातु के घटकों का जीवन छोटा कर देगा।

तांबे (Cu) की तरह, निकल (Ni) में भी तन्य शक्ति और कठोरता बढ़ाने की प्रवृत्ति होती है, और इसका संक्षारण प्रतिरोध पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। कभी-कभी, उच्च तापमान शक्ति और ऊष्मा प्रतिरोध को बेहतर बनाने के लिए निकल (Ni) मिलाया जाता है, लेकिन इसका संक्षारण प्रतिरोध और तापीय चालकता पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।

मैंगनीज (Mn) तांबा (Cu) और सिलिकॉन (Si) युक्त मिश्र धातुओं की उच्च तापमान शक्ति में सुधार कर सकता है। यदि यह एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाता है, तो यह आसानी से Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn चतुर्धातुक यौगिक उत्पन्न कर सकता है, जो आसानी से कठोर बिंदु बना सकते हैं और तापीय चालकता को कम कर सकते हैं। मैंगनीज (Mn) एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की पुनःक्रिस्टलीकरण प्रक्रिया को रोक सकता है, पुनःक्रिस्टलीकरण तापमान को बढ़ा सकता है, और पुनःक्रिस्टलीकरण कणों को महत्वपूर्ण रूप से परिष्कृत कर सकता है। पुनःक्रिस्टलीकरण कणों का शोधन मुख्य रूप से पुनःक्रिस्टलीकरण कणों की वृद्धि पर MnAl6 यौगिक कणों के अवरोधक प्रभाव के कारण होता है। MnAl6 का एक अन्य कार्य अशुद्ध लोहे (Fe) को घोलकर (Fe, Mn)Al6 बनाना और लोहे के हानिकारक प्रभावों को कम करना है। मैंगनीज (Mn) एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का एक महत्वपूर्ण तत्व है और इसे एक स्वतंत्र Al-Mn द्विआधारी मिश्र धातु के रूप में या अन्य मिश्र धातु तत्वों के साथ मिलाया जा सकता है। इसलिए, अधिकांश एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में मैंगनीज (Mn) होता है।

जिंक (Zn)
यदि अशुद्ध जस्ता (Zn) मौजूद है, तो यह उच्च तापमान पर भंगुरता प्रदर्शित करेगा। हालाँकि, जब इसे पारे (Hg) के साथ मिलाकर मज़बूत HgZn2 मिश्रधातुएँ बनाई जाती हैं, तो यह एक महत्वपूर्ण सुदृढ़ीकरण प्रभाव उत्पन्न करता है। JIS के अनुसार अशुद्ध जस्ता (Zn) की मात्रा 1.0% से कम होनी चाहिए, जबकि विदेशी मानक 3% तक की अनुमति दे सकते हैं। यह चर्चा मिश्रधातु के एक घटक के रूप में जस्ता (Zn) की नहीं, बल्कि एक अशुद्धता के रूप में इसकी भूमिका की बात कर रही है जो ढलाई में दरारें पैदा करती है।

क्रोमियम (Cr)
क्रोमियम (Cr), एल्युमीनियम में (CrFe)Al7 और (CrMn)Al12 जैसे अंतरधात्विक यौगिक बनाता है, जो पुनर्क्रिस्टलीकरण के नाभिकीकरण और वृद्धि में बाधा डालता है और मिश्रधातु को कुछ सुदृढ़ीकरण प्रभाव प्रदान करता है। यह मिश्रधातु की कठोरता में भी सुधार कर सकता है और तनाव संक्षारण दरार संवेदनशीलता को कम कर सकता है। हालाँकि, यह शमन संवेदनशीलता को बढ़ा सकता है।

टाइटेनियम (Ti)
मिश्रधातु में टाइटेनियम (Ti) की थोड़ी सी मात्रा भी इसके यांत्रिक गुणों में सुधार कर सकती है, लेकिन यह इसकी विद्युत चालकता को भी कम कर सकती है। अवक्षेपण कठोरीकरण के लिए Al-Ti श्रेणी की मिश्रधातुओं में टाइटेनियम (Ti) की महत्वपूर्ण मात्रा लगभग 0.15% है, और बोरॉन मिलाकर इसकी उपस्थिति को कम किया जा सकता है।

सीसा (Pb), टिन (Sn), और कैडमियम (Cd)
एल्युमिनियम मिश्रधातुओं में कैल्शियम (Ca), लेड (Pb), टिन (Sn), और अन्य अशुद्धियाँ मौजूद हो सकती हैं। चूँकि इन तत्वों के गलनांक और संरचनाएँ अलग-अलग होती हैं, इसलिए ये एल्युमिनियम (Al) के साथ अलग-अलग यौगिक बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एल्युमिनियम मिश्रधातुओं के गुणों पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है। कैल्शियम (Ca) की एल्युमिनियम में ठोस घुलनशीलता बहुत कम होती है और यह एल्युमिनियम (Al) के साथ CaAl4 यौगिक बनाता है, जो एल्युमिनियम मिश्रधातुओं के काटने के प्रदर्शन को बेहतर बना सकता है। लेड (Pb) और टिन (Sn) कम गलनांक वाली धातुएँ हैं जिनकी एल्युमिनियम (Al) में ठोस घुलनशीलता कम होती है, जिससे मिश्रधातु की मजबूती कम हो सकती है लेकिन इसके काटने के प्रदर्शन में सुधार हो सकता है।

सीसा (Pb) की मात्रा बढ़ाने से ज़िंक (Zn) की कठोरता कम हो सकती है और उसकी घुलनशीलता बढ़ सकती है। हालाँकि, अगर एल्युमिनियम: ज़िंक मिश्रधातु में सीसा (Pb), टिन (Sn), या कैडमियम (Cd) की मात्रा निर्धारित मात्रा से ज़्यादा हो जाए, तो संक्षारण हो सकता है। यह संक्षारण अनियमित होता है, एक निश्चित अवधि के बाद होता है, और विशेष रूप से उच्च तापमान, उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में स्पष्ट होता है।