Data:20 czerwca 2024 5:28

Stopy aluminium - rodzaje i właściwości aluminium

Aluminium to lekki metal paramagnetyczny, o barwie srebrno-białej, o gęstości 2712 kg/m3. Jest łatwy do formowania, odlewania i obróbki mechanicznej.

Najważniejsze i najpopularniejsze stopy aluminium

Już na pierwszy rzut oka uwagę zwracają wyjątkowe właściwości aluminium. To metal o zwiększonej przewodności cieplnej i elektrycznej oraz odporności na korozję. Temperatura topnienia aluminium technicznego wynosi 658°C, a czystość podwyższona 660°C. Odporność odlewów aluminiowych wynosi 10-12 kg/mm², odkształcalnych 18-25 kg/mm², stopów 38-42 kg/mm². Plastyczność aluminium technicznego wynosi 35%, czystego aluminium 50%.

Istnieją różne rodzaje stopów aluminium. Najczęściej to:

• Duralumin - od nazwy niemieckiego miasta, w którym rozpoczęła się przemysłowa produkcja stopu. Stop aluminium (baza) z miedzią (Cu: 2,2-5,2%), magnezem (Mg: 0,2-2,7%) manganem (Mn: 0,2-1%). Podlega hartowaniu i starzeniu, często platerowany. Jest materiałem konstrukcyjnym dla inżynierii lotniczej i transportowej.

• Silumin - lekkie stopy odlewnicze aluminium (baza) z krzemem (Si: 4-13%), czasami do 23% i niektórymi innymi pierwiastkami: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Te rodzaje stopów aluminium nadają się do produkcji części o skomplikowanych konfiguracjach, głównie w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym.

• Magnal to stopy aluminium (baza) z magnezem (Mg: 1-13%) i innymi pierwiastkami, które charakteryzują się wysoką odpornością na korozję, dobrą spawalnością i dużą ciągliwością.

Głównymi zaletami wszystkich stopów aluminium są ich niska gęstość (2,5-2,8 g/cm3), wysoka wytrzymałość (na jednostkę masy), zadowalająca odporność na korozję atmosferyczną, niski koszt oraz łatwość produkcji i przetwarzania.

Właściwości fizyczne aluminium

Aluminium charakteryzuje się wysoką przewodnością elektryczną, przewodnością cieplną, odpornością na korozję i mróz oraz ciągliwością. Dobrze nadaje się do tłoczenia, kucia, ciągnienia i walcowania. Metal można dobrze spawać na rozmaity sposób. Inne właściwości aluminium to jego niska gęstość wynosząca około 2,7 g/cm3. Temperatura topnienia tego metalu wynosi około 660°C. Właściwości mechaniczne, fizykochemiczne i technologiczne aluminium zależą od obecności i ilości zanieczyszczeń pogarszających właściwości czystego metalu. Głównymi naturalnymi zanieczyszczeniami są krzem, żelazo, cynk, tytan i miedź.

Ze względu na stopień oczyszczenia aluminium wyróżnia się czystością wysoką i techniczną. Praktyczna różnica polega na różnicy w odporności na korozję w określonych środowiskach. Im czystszy metal, tym jest droższy. Aluminium techniczne wykorzystywane jest do produkcji stopów, wyrobów walcowanych oraz wyrobów kablowych i drutowych. Metal o wysokiej czystości jest używany do celów specjalnych.

Pod względem przewodności elektrycznej aluminium ustępuje jedynie złotu, srebru i miedzi. A połączenie niskiej gęstości i wysokiej przewodności elektrycznej pozwala mu konkurować z miedzią w dziedzinie produktów kablowych i drutowych. Długotrwałe wyżarzanie poprawia przewodność elektryczną, podczas gdy hartowanie na zimno ją pogarsza.

Przewodność cieplna aluminium wzrasta wraz ze wzrostem czystości metalu. Zanieczyszczenia manganem, magnezem i miedzią zmniejszają tę właściwość. Wartości te są znacznie wyższe niż w przypadku większości metali. Im wyższa czystość aluminium, tym lepiej jest ono w stanie odbijać światło od powierzchni. Aluminium w kontakcie z tlenem tworzy cienką, trwałą warstwą tlenku glinu. Powłoka ta chroni metal przed późniejszym utlenianiem i zapewnia jego dobre właściwości antykorozyjne. Stopy aluminium są odporne na korozję atmosferyczną, wodę morską i słodką i praktycznie nie wchodzą w interakcję z kwasami organicznymi, stężonym lub rozcieńczonym kwasem azotowym.

Zastosowania aluminium

Wszelkie rodzaje aluminium są szeroko stosowane jako profil konstrukcyjny przy produkcji naczyń kuchennych, folii w przemyśle spożywczym. Stopy aluminium wykorzystuje się również w przemyśle lotniczym i kosmicznym. Wadą aluminium jako materiału konstrukcyjnego jest jego niska wytrzymałość, dlatego w celu jego wzmocnienia aluminium dodaje się stopy z miedzią i magnezem w celu wytworzenia duraluminium.

Różne rodzaje aluminium są wykorzystywane w elektrotechnice do produkcji drutów, ekranowania, a nawet w mikroelektronice przy osadzaniu przewodników na powierzchni kryształów mikroukładów. Ze względu na swoje złożone właściwości rury aluminiowe są szeroko stosowane w urządzeniach grzewczych. Rury profilowe stosowane są w budownictwie i montażu przemysłowym konstrukcji oraz w produkcji mebli. Stopy aluminium wykorzystywane są w technologii kriogenicznej. Zwiększony współczynnik odbicia w połączeniu z niskim kosztem i łatwością osadzania próżniowego sprawia, że aluminium jest optymalnym materiałem do produkcji luster.

Aluminium wykorzystuje się też w produkcji powłok elewacyjnych, antypoślizgowych i dekoracyjnych. W przemyśle motoryzacyjnym do produkcji progów i stopni. Blachy walcowane znajdują zastosowanie w konstrukcjach, przemyśle paliwowym, spożywczym, chemicznym, a także w budownictwie i budowie maszyn. Płyty ze względu na swoje właściwości użytkowe stosowane są w budownictwie najczęściej jako materiał izolacyjny lub wykończeniowy.