Rodzaje aluminium i stopów aluminium
Czyste aluminium
Cechą czystego aluminium jest jego niska gęstość, czyli 2,72 g/cm³, tylko około jednej trzeciej gęstości żelaza lub miedzi. Dobra przewodność i przewodność cieplna, ustępuje jedynie srebru i miedzi. Właściwości chemiczne aluminium są bardzo aktywne.
Nic pewnego, powierzchnia aluminium może łączyć się z tlenem, tworząc gęstą warstwę ochronną Al2O3, co zapobiega dalszemu utlenianiu aluminium. Dlatego, Aluminium ma dobrą odporność na korozję w powietrzu i wodzie, ale nie jest odporny na kwas, alkalia, i korozja soli.
Aluminium ma sześcienną siatkę skupioną na powierzchni i dobrą plastyczność (D = 50%, Ψ = 80%). Można go przetwarzać na profile takie jak druty, płyty, paski, i rury pod ciśnieniem na zimno lub na gorąco, ale jego siła nie jest wysoka, σb＝80MPa， Po obróbce na zimno, σb＝(150~250)MPa。 Dlatego do produkcji drutów wykorzystuje się głównie czyste aluminium, kable, radiatory, oraz artykuły codziennego użytku lub stopy wymagające odporności na rdzę i korozję, ale o niskich wymaganiach wytrzymałościowych.
Aluminium o czystości komercyjnej nie jest tak czyste jak aluminium o czystości chemicznej, ponieważ zawiera zanieczyszczenia takie jak Fe, I, itp. w różnym stopniu. Im więcej zanieczyszczeń występuje w aluminium, tym niższa jest jego przewodność, przewodność cieplna, odporność na korozję atmosferyczną, i plastyczność.
Gatunki czystego aluminium przemysłowego w naszym kraju formułowane są w oparciu o limit zanieczyszczeń, takie jak L1 L2、L3……。 L jest pierwszym chińskim znakiem Pinyin “aluminium”, i im wyższy numer kolejny dołączony po nim, tym niższa jego czystość.
Stop aluminium
Czyste aluminium ma niską wytrzymałość i nie nadaje się jako materiał konstrukcyjny. Aby poprawić jego siłę, najskuteczniejszą metodą jest dodanie pierwiastków stopowych, takich jak Si, Cu, Mg, Mn, itp. Aby zrobić stop aluminium (aerolit). Te stopy aluminium mają wysoką wytrzymałość, ale nadal mam niska gęstość, szczególnie wysoka siła specyficzna (tj. stosunek wytrzymałości do gęstości), jak również dobrą przewodność cieplną i odporność na korozję.
Klasyfikacja stopów aluminium
Zgodnie z cechami procesu składu i produkcji stopów aluminiowych, można je podzielić na dwie kategorie: zdeformowane stopy aluminium i odlewane stopy aluminium.
Gdy skład stopu jest mniejszy niż D/punkt, po podgrzaniu może tworzyć jednofazową strukturę stałego roztworu, o dobrej plastyczności i nadający się do obróbki ciśnieniowej, stąd nazywa się go zdeformowanym stopem aluminium.
Stopy aluminium o składzie mniejszym niż punkt F w odkształceniu, którego skład roztworu stałego nie zmienia się pod wpływem temperatury i którego nie można wzmocnić poprzez obróbkę cieplną, nazywane są niewzmocnionymi stopami aluminium poddanymi obróbce cieplnej; Stop o składzie pomiędzy F i D/, którego skład roztworu stałego zmienia się wraz z temperaturą, można wzmocnić poprzez obróbkę cieplną, dlatego nazywa się go stopem aluminium, który można wzmocnić poprzez obróbkę cieplną.
Stopy o składzie większym niż D/punkt, struktura eutektyczna o niskiej temperaturze topnienia, dobra płynność, nadaje się do odlewania, nazywane są odlewniczymi stopami aluminium, ale nie nadaje się do obróbki ciśnieniowej.
Odkształcalne stopy aluminium można również sklasyfikować jako aluminium odporne na rdzę, twarde aluminium, ultratwarde aluminium, i kute aluminium zgodnie z ich głównymi właściwościami użytkowymi.
Odlewnicze stopy aluminium można również klasyfikować według różnych głównych pierwiastków stopowych: Na Tak, Al cu, Al Mg, Al Zn, itp.
Charakterystyka obróbki cieplnej stopu aluminium
Stopy aluminium mogą nie tylko poprawić swoją wytrzymałość poprzez utwardzanie przez odkształcenie na zimno, ale także dodatkowo zwiększyć ich wytrzymałość poprzez obróbkę cieplną – “Hartowanie wieku” metoda.
Mechanizm obróbki cieplnej stopu aluminium różni się od mechanizmu stali. Po wygaszaniu, twardość i wytrzymałość stali natychmiast wzrastają, podczas gdy plastyczność maleje. Stopy aluminium zawierające składniki pomiędzy F i D/ można nagrzewać do obszaru fazy alfa, bezludny, i hartowano przez chłodzenie wodą z wytworzeniem przesyconych roztworów stałych alfa w temperaturze pokojowej. Ich wytrzymałości i twardości nie da się od razu zwiększyć, ale ich plastyczność jest znacznie poprawiona. Proces ten nazywa się hartowaniem lub leczeniem roztworu.
Ze względu na niestabilność przesyconego roztworu stałego otrzymanego po hartowaniu, istnieje tendencja do wytrącania się drugiej fazy (Faza wzmocnienia). Po pozostawieniu przez pewien czas w temperaturze pokojowej lub podgrzaniu w niskiej temperaturze, atomy mają zdolność poruszania się w sieci i stopniowego przechodzenia do stanu stabilnego, co skutkuje znacznym wzrostem wytrzymałości i twardości, podczas gdy plastyczność maleje. Nazywa się zjawisko dalszego wzmacniania stopu po obróbce roztworem stałym w czasie “Hartowanie wieku” Lub “Hartowanie wieku”. Proces starzenia przebiegający w temperaturze pokojowej nazywany jest starzeniem naturalnym, natomiast proces starzenia przeprowadzany w warunkach ogrzewania nazywany jest sztucznym starzeniem.
Odkształcalny stop aluminium
1. Stop aluminium odporny na rdzę
Główne elementy stopowe to Mn i Mg. Ten typ stopu jest jednofazowym roztworem stałym po kuciu i wyżarzaniu, dzięki czemu ma dobrą odporność na korozję i plastyczność. Odporny na rdzę gatunek aluminium jest reprezentowany przez chiński przedrostek Pinyin “LF” po którym następuje kolejny numer. Takie jak LF5, LF11, LF21, itp. Ten typ stopu jest używany głównie do toczenia, spawalniczy, lub odporne na korozję elementy konstrukcyjne o małych obciążeniach, jak zbiorniki na ropę, kobza, przewody, szkielety o lekkim obciążeniu, oraz różne sprzęty AGD. Wszystkie rodzaje antykorozyjnych stopów aluminium to stopy aluminium, których nie można wzmocnić poprzez obróbkę cieplną. Aby poprawić wytrzymałość stopu, można zastosować obróbkę pod ciśnieniem na zimno, które mogą powodować utwardzanie przez zgniot.
2. Twardy stop aluminium
Duraluminium to zasadniczo stop Al Cu Mg z niewielką ilością Mn. Różne rodzaje duraluminium można wzmocnić poprzez starzenie, ale ich odporność na korozję jest słaba, zwłaszcza w wodzie morskiej. Dlatego, Elementy z twardego aluminium, które wymagają ochrony, są owinięte na zewnątrz aluminium o wysokiej czystości, aby uzyskać twarde materiały aluminiowe powlekane aluminium. W przypadku twardych gatunków aluminium używany jest chiński przedrostek Pinyin “LY” po którym następuje kolejny numer, takie jak LY1 (nitować twarde aluminium), LY11 (standardowe twarde aluminium), i LY12 (bardzo wytrzymałe, twarde aluminium).
Twarde aluminium jest materiałem konstrukcyjnym o dużej wytrzymałości właściwej, który jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym i produkcji instrumentów.
3. Super twardy stop aluminium (Stop SD)
Jest to stop Al Cu Mg Zn, który powstaje przez dodanie Zn do twardego aluminium. Ten rodzaj stopu jest obecnie najmocniejszym stopem aluminium, o wyższej wytrzymałości właściwej, dlatego nazywa się je supertwardym aluminium. Wadą jest również słaba odporność na korozję, co może zwiększyć sztuczną temperaturę starzenia lub powłokę aluminiową.
Gatunek ultratwardego stopu aluminium jest reprezentowany przez chiński przedrostek Pinyin “LC” po którym następuje kolejny numer. LC4, LC6, itp. są powszechnie stosowane do produkcji ważnych komponentów poddawanych dużym naprężeniom, takie jak belki lotnicze.
4. Kuty stop aluminium
Jest to stop Al Cu Mg Si z różnymi dodatkami stopowymi, ale zawartość każdego elementu jest stosunkowo niska, dzięki temu ma dobrą odporność termoplastyczną i korozję, a jego wytrzymałość jest porównywalna z wytrzymałością twardego aluminium. Po hartowaniu i starzeniu, siłę można poprawić.
Gatunek kutego stopu aluminium jest reprezentowany przez chiński przedrostek Pinyin “Ld” po którym następuje kolejny numer, takie jak LD5, LD7, itp. Ze względu na doskonałą wydajność kucia, stosuje się go głównie do kucia lub kucia części przenoszących duże obciążenia w samolotach lub lokomotywach spalinowych.
Odlew ze stopu aluminium
Istnieje wiele rodzajów odlewanych stopów aluminium, wśród których stopy aluminium i krzemu mają dobre właściwości odlewnicze, wystarczająca siła, i niska gęstość, i są szeroko stosowane, rozliczanie więcej niż 50% całkowitej produkcji odlewanych stopów aluminium. Stopy Al kontaktują się z Si (10-13)% są najbardziej typowymi stopami aluminium i krzemu, należący do kompozycji eutektycznej, powszechnie znany jako “stopy krzemowo-aluminiowe”.
Gatunek odlewanego stopu aluminium jest reprezentowany przez chiński przedrostek Pinyin “Z”+Al+inne symbole głównych elementów i procentowa zawartość słowa “rzucać ”. Na przykład, ZAlSi12 oznacza odlewany stop Al Si zawierający 12% I.
Kod stopu jest reprezentowany przez chiński przedrostek Pinyin “Zl” z “Rzuć aluminium” po którym następują trzy cyfry. Pierwsza cyfra oznacza kategorię stopu, natomiast druga i trzecia cyfra wskazują numer porządkowy stopu.
Przykład ZL102 przedstawia odlewany stop aluminium z serii Al Si nr 1. 2.
Odlewanie stopów aluminium jest powszechnie stosowane do produkcji lekkich części, odporny na korozję, mają złożone kształty, i mają określone właściwości mechaniczne. Takie jak tłoki aluminiowe, obudowy instrumentów, elementy cylindrów silnika chłodzone wodą, skrzynie korbowe, itp.