(+-) Główne dziedziny zastosowań Al budowa pojazdów, statków, samolotów budownictwo budowa maszyn opakowania elektrotechnika U d zi ał p ro ce n to w y • 1852 – 1890 wyprodukowano ok. 200t aluminium na drodze chemicznej redukcji związków, • 1886 – metody otrzymywania Al na drodze elektrolizy, P.T. Heroult (Francja), C.M. Hall (USA) • 1906 – stopy aluminium ⇒ zdecydowane podwyższenie wytrzymałości, A. Wilm (Niemcy) • 1825 – H.C. Oersted (Dania) pierwsze Al na drodze redukcji chlorku , (-) ∗ - maksymalna wytrzymałość w stopach (po obróbkach cieplno-mechanicznych), Be – niestety toksyczny i bardzo drogi, Ti – trudny w przetwarzaniu oraz drogi, (O. Beffort, EMPA) (współczynnik przewodzenie ciepła) (współczynnik temperaturowy rezystancji) (+-) • porównanie własności Al z innymi metalami T 0 [ °C ] 1083 1536 1668 660 650 1277 aluminium technicznie czyste po zgniocie 80% aluminium technicznie czyste po zgniocie 80% oraz rekrystalizacji i rozroście ziaren (A. Krajczyk) (+) (-) ( W – od ang. „wrought” ) (17 gatunków ) ⇒ b. często używane są określenia: stop aluminium serii, np. 2000, 5000 itd. (-) Systemy oznaczania odlewniczych stopów aluminium (PN-EN 1780-1 oraz 2) (-) (casting) (+) (+!) EN AW- serie: 1xxx ( Al 99,.. ) 3xxx ( Al Mn ) 5xxx ( Al Mg ) 8xxx ( Al Fe ) EN AW- serie: 2xxx ( Al Cu ) 6xxx ( Al MgSi ) 7xxx ( Al Zn ) 8xxx ( Al Li ) EN AC- 4xx ( Al Si ) • podział stopów aluminium w zależności od usytuowania na wykresie równowagi odlewnicze bez eutektyki: EN AC- serie: 2xx ( Al Cu ) 5xx ( Al Mg ) 7xx ( Al Zn ) (+) Stopy odlewnicze • stopy aluminium z krzemem (siluminy) – stopy z eutektyką (-) 2005 - dobra rzadkopłynność oraz lejność i mały skurcz odlewniczy , niska temperatura odlewania, - wadą jest gruboziarnista struktura , której zapobiega modyfikowanie: - podeutektyczne i eutektyczne – sodem (także Sr lub niekiedy Sb), którego związki ułatwiają zarodkowanie oraz tworząc „błonkę” utrudniają wzrost kryształów Si (drobne i bardziej owalne), (punkt eutektyczny przesuwa się w kierunku wyższych zawartości Si i niższej temperatury), - nadeutektyczne – fosforem (cząstki AlP stanowią zarodki heterogeniczne), - zastosowanie : - eutektyczne i nadeutektyczne, np. tłoki silników spalinowych (znaczna żarowytrzymałość),
(…)
… lub aktualnych informatorach producentów,
(-)
Stopy do obróbki plastycznej
• walcowanie na zimno oraz na gorąco,
- wytwarzanie płyt, blach, taśm, folii,
• ciągnienie na gorąco oraz na zimno,
- wytwarzanie drutów, prętów, rur, kształtowników
• wyciskanie na gorąco,
• kucie na gorąco,
(+)
• historycznie pierwsze stopy Al-Cu (ok. 4%), obecnie stopy wieloskładnikowe, (+)
- stopy Al-Cu utwardzane wydzieleniowo…
… wydzieleniowe (przesycanie w wodzie z ok. 500ºC oraz kilkudniowe
starzenie samorzutne w temp. pokojowej lub starzenie sztuczne w ok. 180ºC),
- wytrzymałość można jeszcze zwiększyć poprzez obróbkę plastyczną (gniot 3÷5%) po starzeniu samorzutnym,
- stosowane na elementy maszyn, pojazdów, taboru kolejowego, samolotów i w budownictwie,
Wieloskładnikowe stopy Al z Zn (seria 7000) - durale cynkowe
(+-)
Stopy Al-Mg (seria 5000) oraz Al-Mg-Si (seria 6000) - hydronalia
(+-)
(+-)
Stopy Al-Mn (seria 3000) – alumany (nie utwardzane wydzieleniowo)
• stopy Al z litem (wieloskładnikowe)
- opracowane niedawno ( do 4% Li),
- specjalne metody metalurgiczne
(reaktywność Li z tlenem),
- mniejsza gęstość stopów o ok. 8÷10%
(gęstość Li = 0,53 g/cm3),
- stopy wieloskładnikowe do obróbki
plastycznej utwardzane wydzieleniowo…
… tym mniejsza ciągliwość (potrzebny kompromis)
(-+)
struktura równowagi
(M.F. Ashby, D.R.H. Jones)
Zmiana R0,2 stopu aluminium typu AlCu4 w trakcie starzenia sztucznego w 150°C
(-)
Wieloskładnikowe stopy Al-Cu (seria 2000) – durale wieloskładnikowe
(-)
Stopy Al-Cu-Mg (seria 2000) - durale miedziowe
- wysokie właściwości wytrzymałościowe, ale mała żarowytrzymałość i odporność na korozję,
- utwardzanie…
…,
- wytrzymałość równa lub większa w
porównaniu z duralami klasycznymi,
- dobra odporność na zmęczenie,
- dobra udarność w niskich temperaturach,
- zastosowanie:
- elementy nowoczesnych samolotów (poszycie, podłogi, użebrowanie)
wg PN-EN 573-3 (durale wieloskładnikowe, seria 8000)
- obecnie produkowane stopy wieloskładnikowe o zawartości 1,9÷2,7% Li
(do 4% Li wymaga specjalnych metod krzepnięcia)
EN AW…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)