Stopy aluminium

Praca również w załączniku


Stopy aluminium

Stopy aluminium to tworzywa metaliczne otrzymane przez stopienie aluminium z jednym lub większą liczbą metali (bądź z niemetalami), celowo wytworzone dla uzyskania żądanych własności.
Własności czystego aluminium
Aluminium krystalizuje w sieci A1, a więc cechuje się dużą plastycznością. Ma parametr sieci α = 0,40408 nm, temperaturę topnienia 660,4C, temperaturę wrzenia 2060 C. Mała gęstość 2,7 Mg/m3 (3 razy mniejsza niż żelaza) kwalifikuje ten metal do grupy metali lekkich. Dzięki tej własności i stosunkowo bogatemu występowaniu w przyrodzie (ok. 7%) jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym i transporcie. Aluminium cechuje się dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym (gorszym jednak niż miedź), stąd jego zastosowanie na przewody elektryczne. Może być umacniane przez zgniot.
Do najczęstszych zanieczyszczeń aluminium należą Fe, Si, Cu, Zn, Ti, które obniżają plastyczność i przewodnictwo elektryczne, natomiast zwiększają twardość i wytrzymałość.
Aluminium przerabia się plastycznie - walcuje (blachy, folie) lub wyciska (pręty, rury, drut, kształtowniki). Obróbkę plastyczną można przeprowadzać na zimno lub na gorąco (ok. 450C). Aluminium ma duże powinowactwo do tlenu, stąd jego zastosowanie w aluminotermii oraz do odtleniania stali. Oprócz tego jest szeroko stosowane w przemyśle spożywczym oraz do aluminiowania dyfuzyjnego stali.

Stopy aluminium

Własności wytrzymałościowe czystego aluminium są stosunkowo niskie, dlatego stosuje się stopy, które po odpowiedniej obróbce cieplnej mają wytrzymałość nawet kilkakrotnie większą. Stopy aluminium cechują się korzystnym parametrem konstrukcyjnym, tzn. stosunkiem wytrzymałości do ciężaru właściwego, który jest większy niż dla stali, a oprócz tego ich udarność nie maleje w miarę obniżania temperatury, dzięki czemu w niskich temperaturach mają większą udarność niż stal. Mają jednak niską wytrzymałość zmęczeniową.
Stopy aluminium dzieli się na:
-odlewnicze
-do obróbki plastycznej.


Do odlewniczych zaliczamy stopy przeważnie wieloskładnikowe o większej zawartości pierwiastków stopowych (5 - 25%), np. z krzemem (silumin); z krzemem i magnezem, z krzemem, miedzią, magnezem i manganem, z krzemem, miedzią, niklem, magnezem i manganem i inne. Cechują się one dobrą lejnością i małym skurczem.

Stopy do przeróbki plastycznej zawierają na ogół mniejsze ilości dodatków stopowych, głównie miedź (do ok. 5%), magnez (do ok. 6%) i mangan (do 1,5%), rzadziej krzem, cynk, nikiel, chrom, tytan. Niektóre stopy aluminium można poddawać utwardzaniu wydzieleniowemu, po którym ich własności wytrzymałościowe nie są gorsze niż wielu stali.
Niektóre stopy aluminium nadają się zarówno do odlewania, jak i przeróbki plastycznej.




Ćwiczenie


Cel:

Celem laboratorium jest zapoznanie się ze strukturami stopów aluminium.

Przebieg ćwiczenia:

Badania mikroskopowe stopów aluminium z krzemem (siluminów).









AlSi7 AlSi11












AlSi20 Silumin modyfikowany



Wnioski:

Struktury nie zmodyfikowanych siluminów (pomimo różnej zawartości krzemu w stopie) można zaliczyć do drobnoziarnistych. Po poddaniu siluminu modyfikacji, struktura jest jeszcze bardziej rozdrobniona, czyli nastapiła poprawa własności mechanicznych stopu.