De otte hovedelementer, der påvirker ydeevnen af aluminiumslegeringer, er vanadium, calcium, bly, tin, vismut, antimon, beryllium og natrium. Afhængigt af den tilsigtede anvendelse af den færdige aluminiumsspole tilføjes forskellige elementer under behandlingen. Disse urenhedselementer danner på grund af deres varierende smeltepunkter og forskellige strukturer forskellige forbindelser med aluminium og har således forskellige virkninger på aluminiumslegeringens ydeevne.
1. Metal Element: Indflydelsen af kobber
Kobber er et vigtigt legeringselement og giver en vis solid løsningsforstærkning. Derudover har CuAl2, der udfældes under ældning, en betydelig ældningsforstærkende effekt. Kobberindholdet i aluminiumsplader er normalt mellem 2,5% og 5%. Når kobberindholdet er mellem 4% og 6,8%, er forstærkningseffekten optimal, hvorfor de fleste hårde aluminiumslegeringer har kobberindhold inden for dette område.
2. Metalelement: Siliciums indflydelse
For Al-Mg2Si-legeringssystemer er den maksimale opløselighed af Mg2Si i aluminium ifølge legeringsfasediagrammet 1,85 %, og den falder langsomt med temperaturreduktion. I deformerede aluminiumslegeringer tilsættes silicium i sig selv hovedsageligt til aluminiumsplader til svejsematerialer, men tilsætning af silicium til aluminium giver også en vis forstærkende effekt.
3. Metalelementer: Effekten af magnesium
Magnesium har en væsentlig styrkende effekt på aluminium. For hver 1% stigning i magnesium stiger trækstyrken med omkring 34 MPa. Hvis der tilsættes mindre end 1% mangan, kan det forstærke den styrkende effekt. Derfor kan magnesiumindholdet efter tilsætning af mangan reduceres, hvilket også mindsker risikoen for varm revner. Derudover kan mangan hjælpe Mg5Al8-forbindelser med at udfælde mere jævnt, hvilket forbedrer korrosionsbestandighed og svejsbarhed.
4. Metalelementer: Effekten af mangan
Mangan har en maksimal opløselighed på 1,82% i fast opløsning. Legeringens styrke bliver ved med at stige med mere mangan opløst, og forlængelsen når sit højdepunkt ved 0,8 % mangan. Al-Mn-legeringer er naturligt ældnings-hærdet uden varmebehandling, hvilket betyder, at de ikke kan styrkes gennem varmebehandling.
5. Metalelementer: Effekten af zink
I Al-Zn-legeringssystemet er opløseligheden af zink i aluminium 31,6 % ved 275 grader i det aluminium-rige område af ligevægtsfasediagrammet, men falder til 5,6 % ved 125 grader. Når zink tilsættes til aluminium alene, er dets bidrag til at styrke legeringen under deformation meget begrænset, og det har også en tendens til at forårsage spændingskorrosionsrevner, hvilket begrænser dets anvendelse.
6. Metalelementer: Virkningerne af jern og silicium
Jern i Al-Cu-Mg-Ni-Fe-smedet aluminiumslegeringer og silicium i Al-Mg-Si-smedet aluminium og Al-Si-svejsestænger og aluminium-siliciumsmedningslegeringer er tilføjet som legeringer. I andre aluminiumslegeringer er silicium og jern almindelige urenheder, der væsentligt påvirker legeringens egenskaber. De findes hovedsageligt som FeCl3 og frit silicium. Når siliciumindholdet er højere end jern, dannes -FeSiAl3 (eller Fe2Si2Al9) fasen, mens hvis jernindholdet er højere end silicium, dannes -Fe2SiAl8 (eller Fe3Si2Al12) fasen. Forkert forhold mellem jern-til-silicium kan forårsage revner i støbegods, og for meget jern i støbt aluminium kan gøre støbegodset sprødt.
7. Metalelementer: Virkningerne af titan og bor
Titanium er et almindeligt tilsat grundstof i aluminiumslegeringer, normalt tilføjet i form af Al-Ti eller Al-Ti-B masterlegeringer. Titanium danner TiAl2-fasen med aluminium, der fungerer som et ikke-spontant kernedannelsescenter under krystallisation og hjælper med at forfine den smedede og svejsede struktur. I Al-Ti-legeringer er det kritiske titaniumindhold til dannelse af en superledende reaktion omkring 0,15 %, men hvis bor er til stede, reduceres dette til så lavt som 0,01 %.
8. Metalelementer: Virkningerne af krom og strontium
Chrom danner intermetalliske forbindelser som (CrFe)Al7 og (CrMn)Al12 i aluminiumsplader, som hindrer nukleations- og vækstprocesserne ved omkrystallisation. Dette giver en vis styrkelse af legeringen, forbedrer legeringens sejhed og reducerer følsomheden over for spændingskorrosionsrevner. Det øger dog også bratkølingsfølsomheden og får den anodiserede film til at se gul ud. Tilsætningen af krom i aluminiumslegeringer er generelt ikke mere end 0,35 %, og den falder i takt med, at mængden af overgangselementer i legeringen stiger. Tilføjelse af 0,015 %-0,03 % strontium til aluminiumlegeringer til ekstrudering omdanner -AlFeSi-fasen i støbte barrer til en kinesisk-karakter-formet -AlFeSi-fase, hvilket reducerer homogeniseringstiden for støbte barrer med 6 %, 0 %-70 og mekaniske egenskaber materialets bearbejdelighed, samt produkternes overfladeruhed. For høj-silicium (10 %–13 %) deformerede aluminiumslegeringer kan tilføjelse af 0,02 %–0,07 % strontium minimere de primære krystaller og forbedre de mekaniske egenskaber væsentligt: den ultimative trækstyrke σb stiger fra 233 MPa til 236 MPa stigning fra 020 MPa til 0224 styrke. MPa, og forlængelsen δ5 går fra 9% til 12%. I hypereutektiske Al-Si-legeringer kan strontiumtilsætning reducere størrelsen af primære siliciumpartikler, forbedre plastikbearbejdeligheden og tillade jævn varm- og koldvalsning.
