Aluminiumslegering

Aluminiumslegeringer er legeringer, der hovedsageligt består af aluminium . De vigtigste legeringselementer er mangan (Mn), magnesium (Mg), kobber (Cu), silicium (Si) og zink (Zn). I de fleste tilfælde bruges Al99,5 ( rent aluminium ) med 99,5% aluminium som grundmateriale. Legering kan øge styrkeværdierne inden for brede grænser og også påvirke andre egenskaber.

Der skelnes mellem hærdbare og naturligt hårde (ikke-hærdbare) legeringer, alt efter om den ønskede forøgelse i styrke opnås kun gennem fast opløsning styrkelse og arbejde hærdning eller derudover gennem nedbør hærdning (særlig varmebehandling ).

• De naturligt hårde legeringer er af typen AlMn , AlMg , AlMgMn og AlSi .
• De hærderbare legeringer er AlCuMg , AlCuSiMn, AlMgSi , AlZnMg og AlZnMgCu. De forarbejdes til halvfabrikata i form af strimler, plader og emner, rør, stænger og tråde, ekstruderede profiler og smeder.

En anden sondring opstår fra forarbejdningstypen: bearbejdede eller støbte materialer . Alle typer bruges som smede legeringer, hvor AlSi næsten aldrig bruges som smede legeringer. De støbte materialer inkluderer legeringerne AlSi (herunder AlSiMg, AlSiCu) på grund af deres gode støbbarhed såvel som AlMg, AlMgSi, AlCuTi, AlCuTiMg.

Legeringselementer

Talrige legeringselementer forekommer i aluminiumlegeringer. De vigtigste legeringselementer, der anvendes, er silicium , magnesium , mangan , kobber og zink . De øger styrken gennem det, der er kendt som fastopløsningsforstærkning . I tilfælde af rent aluminium er atomerne arrangeret i en regelmæssig struktur. I legeringerne er nogle af aluminiumatomerne blevet erstattet af atomer fra de andre elementer. Da disse har en størrelse, der adskiller sig fra aluminiumatomerne, er atomerne sværere at flytte i forhold til hinanden, hvilket er mærkbart som et højere styrkeniveau. Nogle danner også bundfald (områder, der er fattige eller fri for aluminium), som også øger styrken. Zink (sammen med magnesium) og kobber bruges til høj styrke. Til mellemstyrker mangan, magnesium og silicium. Sidstnævnte forbedrer også kastbarheden .

Ledsagende elementer er jern og silicium, som kommer fra elektrolyseprocessen ved fremstilling af aluminium. For det meste er dette forurenende stoffer, der er uønskede. Især jern har negative virkninger på styrken, da det danner forskellige intermetalliske faser . Det bruges til at binde silicium, hvilket forbedrer den elektriske ledningsevne og reducerer tendensen til at klæbe i legeringer, der er beregnet til trykstøbning . Ellers holder disse sig til de faste stålforme.

Der er også særlige legeringselementer. Titan , bor , mangan, zirconium , chrom , vanadium og scandium bruges til forædling af korn . Selv meget små mængder deraf bruges som såkaldt nukleation under størkning af smelten , så den størkner samtidig på mange punkter, hvilket har resulteret i en finere struktur og højere styrke. Bismut , bly og svovl bruges til at forbedre flisbrud under fræsning, boring og drejning. Effekten svarer til effekten af ​​disse elementer i fritskærende stål . Elementerne lithium og scandium er meget lettere end aluminium og tjener til at reducere densiteten, hvilket er særlig fordelagtigt for legeringer til rumfartsapplikationer. ^[1]

Smede aluminiumslegeringer

Smede aluminiumslegeringer er alle aluminiumlegeringer, der hovedsageligt behandles ved formning (rullning, ekstrudering) ( smede legeringer ).

Selv små mængder af legeringselementerne magnesium, silicium, kobber, zink, nikkel og mangan ændrer egenskaberne af rent aluminium meget kraftigt. Disse finder z. B. i motor- og transmissionskonstruktion, rørkonstruktion og maskinteknisk anvendelse, da de resulterer i en slidstærk forbindelse. Især styrken og hårdheden øges, og elektrisk ledningsevne reduceres, mens deformerbarhed kun falder en smule. Disse legeringer viser en høj duktilitet , og derfor kaldes de smede aluminiumslegeringer. På grund af deres høje styrke og lave densitet bruges smede aluminiumslegeringer som materialer til transportcontainere og konstruktionsdele i køretøjer, fly og skibsbygning.

Smede aluminiumslegeringer identificeres normalt med et firecifret nummersystem skabt af Aluminiumsforeningen i stedet for deres materialenummer . Det første ciffer angiver hovedlegeringselementet og dermed legeringsgruppen. De resterende cifre er mere eller mindre numeriske tal, der er tildelt kronologisk eller baseret på eksisterende legeringer.

Støbt aluminiumslegeringer

Se også: Aluminiumstøbning - støbning af aluminiumsmaterialer.

Følgende klassificering gælder for støbte legeringer :

• 1xxxx: rene aluminiumskvaliteter
• 2xxxx: kobber ( AlCu )
• 3xxxx: silicium-kobber / magnesium (se under AlSi )
• 4xxxx: silicium ( AlSi )
• 5xxxx: Magnesium ( AlMg )
• 7xxxx: zink
• 8xxxx: tin
• 9xxxx: masterlegeringer

Den vigtigste aluminiumstøbningskvalitet er den eutektiske legering af aluminium og silicium. Deres eutektik er omkring 12% silicium og har et smeltepunkt på 576 ° C. Denne aluminiums-siliciumlegering har fremragende støbeegenskaber (tynd væske, lav krympning ) og er meget stærk . Det er generelt let at svejse og korrosionsbestandigt. Dele af magnesium og kobber øger styrken, men kobber reducerer korrosionsbestandigheden.

Støbte aluminiumlegeringer med disse elementer bruges som materialer, for eksempel til motorhuse og gearkasser i køretøjer og flykonstruktioner .

Da smeltet aluminium har tendens til at danne oxid og skum, skal støbeprocessen tilpasses og udvikles i overensstemmelse hermed. Tilt støbning får stadig større betydning i processen med nedkøling . ^{[2] [3]}

Weblinks

Wiktionary: aluminiumlegering - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

• Aluminium Lexicon - materialet fra A - Z. Legeringselementer. I: aluinfo.de. General Association of the Aluminium Industry, adgang til den 11. maj 2020 .  

litteratur

• Friedrich Ostermann: Anvendelsesteknologi aluminium. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2014, ISBN 978-3-662-43806-0 .
• Catrin Kammer: Paperback i aluminium. Beuth Verlag, Berlin 2011, ISBN 978-3-410-22028-2 .
• Baykov Dmitry et al .: Svejsbare aluminiumlegeringer (russisk), Leningrad, Sudpromgiz, 1959, 236 s.

Individuelle beviser

1. ^ Friedrich Ostermann: Anvendelsesteknologi aluminium. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2014, 3. udgave, s. 86–87.
2. ↑ Rüdiger Bähr : Arketyper . I: Karl -Heinrich Grote , Jörg Feldhusen (Hrsg.): Dubbel - lommebog til maskinteknik . 24. udgave. Springer , Berlin / Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-38890-3 , s.   1347-1371 .  
3. ↑ Günter Spur : Håndbog Urformen . 2. udgave. Carl Hanser Verlag , 2013, s.   283-286 .