Kako vam lahko pomaga aluminij?
Kaj je aluminijeva zlitina?
Aluminijeva zlitina je kemična sestava, pri kateri so čistemu aluminiju dodani drugi elementi, da bi izboljšali njegove lastnosti, predvsem povečali njegovo trdnost. Ti drugi elementi vključujejo železo, silicij, baker, magnezij, mangan in cink v ravneh, ki skupaj lahko predstavljajo kar 15 odstotkov teže zlitine. Zlitinam je dodeljena štirimestna številka, v kateri prva številka označuje splošni razred ali serijo, za katero so značilni glavni legirni elementi.
Čisti aluminij
Serija 1xxx
Zlitine serije 1xxx so sestavljene iz aluminija 99-odstotne ali višje čistosti. Ta serija ima odlično odpornost proti koroziji, odlično obdelovalnost ter visoko toplotno in električno prevodnost. Zato se serija 1xxx pogosto uporablja za prenosne ali električne mreže. Običajne oznake zlitin v tej seriji so 1350 za električne aplikacije in 1100 za pladnje za pakiranje hrane.
Toplotno obdelane zlitine
Nekatere zlitine se utrdijo s toplotno obdelavo raztopine in nato kaljenjem ali hitrim ohlajanjem. Toplotna obdelava vzame trdno, legirano kovino in jo segreje do določene točke. Elementi zlitine, imenovani topljenec, so homogeno porazdeljeni z aluminijem, zaradi česar so v trdni raztopini. Kovina se nato pogasi ali hitro ohladi, kar zamrzne atome topljenca na mestu. Atomi topljenca se posledično združijo v fino porazdeljeno oborino. To se zgodi pri sobni temperaturi, kar imenujemo naravno staranje, ali pri nizkotemperaturnem delovanju peči, ki se imenuje umetno staranje.
Serija 2xxx
V seriji 2xxx je baker uporabljen kot glavni legirni element in ga je mogoče znatno okrepiti s toplotno obdelavo raztopine. Te zlitine imajo dobro kombinacijo visoke trdnosti in žilavosti, vendar nimajo ravni odpornosti proti atmosferski koroziji kot mnoge druge aluminijeve zlitine. Zato so te zlitine običajno pobarvane ali prevlečene za takšne izpostavljenosti. Običajno so obloženi z zlitino visoke čistosti ali z zlitino serije 6xxx, da so zelo odporni proti koroziji. Alloy 2024 je morda najbolj znana letalska zlitina.
Serija 6xxx
Serija 6xxx je vsestranska, toplotno obdelana, visoko oblikovana, varljiva in ima zmerno visoko trdnost skupaj z odlično odpornostjo proti koroziji. Zlitine v tej seriji vsebujejo silicij in magnezij, da v zlitini tvorijo magnezijev silicid. Izdelki za ekstrudiranje iz serije 6xxx so prva izbira za arhitekturne in strukturne aplikacije. Zlitina 6061 je najpogosteje uporabljena zlitina v tej seriji in se pogosto uporablja v okvirjih tovornjakov in ladij. Poleg tega je bilo nekaj etuijev za telefon izdelanih iz zlitine serije 6xxx.
Serija 7xxx
Cink je primarno legirno sredstvo za to serijo, in ko je magnezij dodan v manjši količini, je rezultat toplotno obdelana zlitina zelo visoke trdnosti. V majhnih količinah se lahko dodajo tudi drugi elementi, kot sta baker in krom. Najbolj znani zlitini sta 7050 in 7075, ki se pogosto uporabljata v letalski industriji.
Zlitine, ki jih ni mogoče toplotno obdelati
Toplotno neobdelane zlitine se ojačajo s hladno obdelavo. Hladna obdelava poteka med metodami valjanja ali kovanja in je postopek "obdelave" kovine, da postane močnejša. Na primer, ko valjate aluminij do tanjših profilov, postane močnejši. To je zato, ker hladna obdelava ustvarja dislokacije in prazna mesta v strukturi, ki nato zavirajo gibanje atomov relativno drug glede na drugega. To poveča trdnost kovine. Legirni elementi, kot je magnezij, okrepijo ta učinek, kar povzroči še večjo trdnost.
Serija 3xxx
Mangan je glavni legirni element v tej seriji, pogosto z manjšimi količinami dodanega magnezija. Vendar pa lahko aluminiju učinkovito dodamo le omejen odstotek mangana. 3003 je priljubljena zlitina za splošne namene, ker ima zmerno trdnost in dobro obdelovalnost ter se lahko uporablja v aplikacijah, kot so toplotni izmenjevalniki in kuhinjski pripomočki. Zlitina 3004 in njene modifikacije se uporabljajo v ohišjih aluminijastih pločevink za pijačo.
Serija 4xxx
Zlitine serije 4xxx so kombinirane s silicijem, ki se lahko doda v zadostnih količinah, da zniža tališče aluminija, ne da bi povzročil krhkost. Zaradi tega serija 4xxx proizvaja odlično varilno žico in trde zlitine, kjer je potrebno nižje tališče. Zlitina 4043 je ena najpogosteje uporabljenih polnilnih zlitin za varjenje zlitin serije 6xxx za konstrukcijske in avtomobilske aplikacije.
Serija 5xxx
Magnezij je primarno legirno sredstvo v seriji 5xxx in je eden najučinkovitejših in najpogosteje uporabljenih legirnih elementov za aluminij. Zlitine v tej seriji imajo zmerne do visoke trdnostne lastnosti, pa tudi dobro varljivost in odpornost proti koroziji v morskem okolju. Zaradi tega se aluminijevo-magnezijeve zlitine pogosto uporabljajo v gradbeništvu, skladiščnih rezervoarjih, tlačnih posodah in pomorskih aplikacijah. Primeri pogostih aplikacij zlitin vključujejo: 5052 v elektroniki, 5083 v pomorskih aplikacijah, eloksirane plošče 5005 za arhitekturne aplikacije in 5182 izdeluje pokrove pločevink iz aluminija.
