Врсте алуминијума и легура алуминијума
Чисти алуминијум
Карактеристика чистог алуминијума је његова мала густина, што је 2,72г/цм³, само око једне трећине густине гвожђа или бакра. Добра проводљивост и топлотна проводљивост, одмах иза сребра и бакра. Хемијска својства алуминијума су веома активна.
У ваздуху, површина алуминијума се може комбиновати са кисеоником и формирати густи Ал2О3 заштитни филм, што спречава даљу оксидацију алуминијума. Стога, алуминијум има добру отпорност на корозију на ваздуху и води, али не може да одоли киселини, алкалијски, и корозија соли.
Алуминијум има кубичну решетку усредсређену на лице и добру пластичност (д=50%, ψ=80%). Може се обрадити у профиле као што су жице, плоче, траке, и цеви под хладним или топлим притиском, али његова снага није велика, σб＝80МПа， После хладне обраде, σб＝(150~250)МПа。 Дакле, чисти алуминијум се углавном користи за прављење жица, каблови, хладњака, и дневне потребе или легуре које захтевају отпорност на рђу и корозију, али ниске захтеве за чврстоћом.
Алуминијум комерцијалне чистоће није тако чист као алуминијум хемијске чистоће, пошто садржи нечистоће као што је Фе, И, итд. у различитом степену. Што је више нечистоћа присутно у алуминијуму, што је мања његова проводљивост, топлотна проводљивост, отпорност на атмосферску корозију, и пластичност.
Класе индустријског чистог алуминијума у нашој земљи су формулисане на основу границе нечистоћа, као што је Л1 Л2、Л3……。 Л је први кинески пињин знак за “алуминијум”, а што је већи редни број прикачен иза њега, што је његова чистоћа нижа.
Алуминијумска легура
Чисти алуминијум има малу чврстоћу и није погодан као конструкцијски материјал. Да побољша своју снагу, најефикаснији метод је додавање легирајућих елемената као што је Си, Цу, Мг, Мн, итд. за прављење легуре алуминијума (аеролит). Ове легуре алуминијума имају високу чврстоћу, али ипак имају ниске густине, посебно високе специфичне чврстоће (тј. однос границе чврстоће и густине), као и добра топлотна проводљивост и отпорност на корозију.
Класификација легура алуминијума
Према саставу и карактеристикама процеса производње алуминијумских легура, могу се поделити у две категорије: деформисане легуре алуминијума и ливене легуре алуминијума.
Када је састав легуре мањи од Д/тачка, може формирати једнофазну структуру чврстог раствора када се загрева, са добром пластичношћу и погодан за обраду под притиском, стога се назива деформисана легура алуминијума.
Легуре алуминијума са саставом мањим од Ф-тачке у деформацији, чији се састав чврстог раствора не мења са температуром и не може се ојачати топлотном обрадом, називају се неојачане легуре алуминијума термичком обрадом; Легура састава између Ф и Д/, чији се састав чврстог раствора мења са температуром, може се ојачати топлотном обрадом, стога се назива легура алуминијума која се може ојачати топлотном обрадом.
Легуре са саставом већим од Д/тачка, еутектичка структура ниске тачке топљења, добра течност, погодан за ливење, називају се легуре ливеног алуминијума, али није погодан за обраду под притиском.
Деформабилне легуре алуминијума се такође могу класификовати у алуминијум отпоран на рђу, тврди алуминијум, ултра тврди алуминијум, и кованог алуминијума према њиховим главним карактеристикама перформанси.
Легуре алуминијума за ливење се такође могу класификовати према различитим главним легирајућим елементима: Да, Ал Цу, Ал Мг, Ал Зн, итд.
Карактеристике термичке обраде легуре алуминијума
Легуре алуминијума не могу само да побољшају своју чврстоћу кроз хладно деформационо каљење, али и додатно појачавају њихову снагу топлотном обрадом – “старостно очвршћавање” методом.
Механизам термичке обраде легуре алуминијума се разликује од челика. После гашења, тврдоћа и чврстоћа челика одмах се повећавају, док се пластичност смањује. Легуре алуминијума са компонентама између Ф и Д/ могу се загрејати до алфа фазе, изоловани, и угашен хлађењем водом да би се добили презасићени алфа чврсти раствори на собној температури. Њихова снага и тврдоћа се не могу одмах повећати, али је њихова пластичност знатно побољшана. Овај процес се назива гашење или третман раствором.
Због нестабилности презасићеног чврстог раствора добијеног после гашења, постоји тенденција преципитације друге фазе (фаза јачања). Након што се неко време остави на собној температури или загрева на ниским температурама, атоми имају способност да се крећу унутар решетке и постепено прелазе у стабилно стање, што резултира значајним повећањем чврстоће и тврдоће, док се пластичност смањује. Феномен даљег ојачавања легуре након третмана чврстим раствором током времена назива се “старостно очвршћавање” или “старостно очвршћавање”. Процес старења који се одвија на собној температури назива се природно старење, док се процес старења који се спроводи у условима загревања назива вештачким старењем.
Деформабилна легура алуминијума
1. Легура алуминијума против рђе
Главни легирајући елементи су Мн и Мг. Ова врста легуре је једнофазни чврсти раствор након ковања и жарења, тако да има добру отпорност на корозију и пластичност. Класа алуминијума отпорног на рђу је представљена кинеским префиксом Пиниин “ЛФ” након чега следи редни број. Као што је ЛФ5, ЛФ11, ЛФ21, итд. Ова врста легуре се углавном користи за ваљање, заваривање, или конструкцијске компоненте отпорне на корозију са малим оптерећењима, као што су резервоари за нафту, цеви, жице, скелети лаких оптерећења, и разне кућне апарате. Све врсте алуминијумских легура против рђе су легуре алуминијума које се не могу ојачати топлотном обрадом. За побољшање чврстоће легуре, може се применити обрада хладним притиском, што може да произведе радно каљење.
2. Тврда легура алуминијума
Дуралуминијум је у основи легура Ал Цу Мг са малом количином Мн. Различите врсте дуралуминијума могу се ојачати старењем, али је њихова отпорност на корозију слаба, посебно у морској води. Стога, тврде алуминијумске компоненте које захтевају заштиту су омотане алуминијумом високе чистоће са спољашње стране да би се направили алуминијумски обложени тврди алуминијумски материјали. Тврди алуминијумски разреди користе кинески пињин префикс “ЛИ” након чега следи редни број, као што је ЛИ1 (заковице тврди алуминијум), ЛИ11 (стандардни тврди алуминијум), и ЛИ12 (тврди алуминијум високе чврстоће).
Тврди алуминијум је конструкцијски материјал високе специфичне чврстоће, која је нашла широку примену у ваздухопловној индустрији и производњи инструмената.
3. Супер тврда легура алуминијума (СД легура)
То је легура Ал Цу Мг Зн, који се прави додавањем Зн тврдом алуминијуму. Ова врста легуре је тренутно најјача легура алуминијума, са већом специфичном снагом, стога се назива супертврди алуминијум. Недостатак је и слаба отпорност на корозију, што може повећати температуру вештачког старења или алуминијумски премаз.
Разред ултра тврде алуминијумске легуре представљен је кинеским префиксом Пиниин “ЛЦ” након чега следи редни број. ЛЦ4, ЛЦ6, итд. се обично користе за производњу важних компоненти са високим стресом, као што су снопови авиона.
4. Кована легура алуминијума
То је легура Ал Цу Мг Си са разним легирајућим елементима, али је садржај сваког елемента релативно низак, тако да има добру термопластичну и отпорност на корозију, а његова снага је упоредива са чврстом алуминијумом. После гашења и старења, снага се може побољшати.
Класа коване легуре алуминијума је представљена кинеским префиксом Пиниин “ЛД” након чега следи редни број, као што је ЛД5, ЛД7, итд. Због својих одличних перформанси ковања, углавном се користи за ковање или ковање делова који носе велика оптерећења на авионима или дизел локомотивама.
Легура ливеног алуминијума
Постоји много врста ливених алуминијумских легура, међу којима легуре алуминијума силицијума имају добре перформансе ливења, довољну снагу, и ниске густине, и широко се користе, рачунајући више од 50% укупне производње ливених легура алуминијума. Ал легуре контактирају Си (10-13)% су најтипичније легуре алуминијума силицијума, припада еутектичком саставу, опште познат као “легуре силицијум алуминијума”.
Разред легуре ливеног алуминијума представљен је кинеским префиксом Пиниин “З”+Сви+други главни симболи елемената и процентуални садржај речи “цаст”. На пример, ЗАлСи12 представља ливену легуру Ал Си која садржи 12% И.
Шифра за легуру је представљена кинеским префиксом пињин “ЗЛ” оф “ливеног алуминијума” праћено три цифре. Прва цифра представља категорију легуре, док друга и трећа цифра означавају редни број легуре.
Пример ЗЛ102 представља легуру алуминијума за ливење Ал Си серије бр. 2.
Легура алуминијума за ливење се углавном користи за производњу делова који су лагани, отпоран на корозију, имају сложене облике, и имају одређена механичка својства. Као што су алуминијумски клипови, кућишта инструмената, компоненте цилиндра мотора са воденим хлађењем, кућишта радилице, итд.