Leszek A. Dobrzański - 07 - Metale nieżelazne i ich stopy.pdf

(66049 KB) Pobierz

43620243 UNPDF

7 roz 8-11-02 18:17 Page 1

Metale

nieżelazne

iich stopy

43620243.345.png

7 roz 8-11-02 18:17 Page 686

7.1. Aluminium

ijego stopy

7.1.1. Aluminium

GATUNKI ALUMINIUM

Aluminium należy do metali o bardzo dużym znaczeniu technicznym. Wystę-

puje w przyrodzie w bardzo wielu minerałach i jest trzecim (po tlenie i krzemie)

pierwiastkiem pod względem udziału w skorupie ziemskiej. Jego główną rudą jest

boksyt, z którego wytwarza się czysty tlenek Al 2 O 3 , a następnie przez elektrolizę

tlenku rozpuszczonego w stopionym kriolicie (fluoroglinian sodu), otrzymuje się

aluminium hutnicze, które może być poddane dalszej rafinacji. Aluminium wytwa-

rza się w 17 gatunkach o różnym stopniu czystości od 99,99 do 99,0% (tabl. 7.1 ,

Tablica 7.1

Skład chemiczny aluminium do obróbki plastycznej

Znak aluminium

Maksymalne stężenie pierwiastków, %

Si Fe Cu Mn Mg Zn Ga V Ti Cr B inne Al 1)

EN AW–Al99,99 0,006 0,006 0,006 0,002 0,006 0,006 0,005 0,005 0,002 – – 0,002 99,99

EN AW–Al99,98 0,01 0,006 0,003 – – 0,015 – – 0,003 – – 0,003 99,98

EN AW–Al99,98(A) 0,01 0,006 0,006 0,006 – 0,01 0,006 – 0,006 – – 0,003 99,98

EN AW–Al99,90 0,07 0,07 0,02 0,01 0,01 0,03 0,03 0,05 0,01 – – 0,01 99,9

EN AW–Al99,85 0,1 0,12 0,03 0,02 0,02 0,03 0,03 0,05 0,02 – – 0,01 99,85

EN AW–Al99,8(A) 0,15 0,15 0,03 0,02 0,02 0,06 0,03 – 0,02 – – 0,02 99,8

EN AW–Al99,7 0,2 0,25 0,03 0,03 0,03 0,07 – – 0,03 – – 0,03 99,7

EN AW–EAl99,7 0,1 0,25 0,02 0,01 0,02 0,04 0,03 V + Ti: 0,02 0,01 0,02 0,02 99,7

EN AW–Al99,6 0,25 0,35 0,05 0,03 0,03 0,05 – 0,05 0,03 – – 0,03 99,6

EN AW–Al99,5 0,25 0,4 0,05 0,05 0,05 0,07 – – 0,05 – – 0,03 99,5

EN AW–EAl99,5 0,1 0,4 0,05 0,01 – 0,05 0,03 V + Ti: 0,02 0,01 0,05 0,03 99,5

EN AW–EAl99,5(A) 0,25 0,4 0,02 – 0,05 0,05 – Mn + Cr + V + Ti: 0,03 – 0,03 99,5

EN AW–Al99,5Ti 0,25 0,4 0,05 0,05 0,05 0,07 –

– 0,15 2)

–

– 0,03 99,5

EN AW–Al99,35 Si + Fe: 0,65 0,05 0,05 0,05 0,1 – 0,05 0,06 –

– 0,03 99,35

EN AW–Al99,0

Si + Fe: 1 0,05 0,05 – 0,1 –

– 0,05 –

– 0,05 99

EN AW–Al99,0(A) Si + Fe: 1 0,1 0,3 0,3 0,1 –

–

– 0,1 – 0,05 99

EN AW–Al99,0Cu Si + Fe: 0,95 0,13 2)

0,05 – 0,1 –

–

–

–

– 0,05 99

Stężenie: 1) minimalne, 2) średnie.

686

43620243.356.png

43620243.367.png

43620243.378.png

43620243.001.png

43620243.012.png

43620243.023.png

43620243.034.png

43620243.045.png

43620243.056.png

43620243.067.png

43620243.078.png

43620243.089.png

43620243.100.png

43620243.111.png

43620243.121.png

43620243.132.png

43620243.143.png

43620243.154.png

43620243.165.png

43620243.176.png

43620243.187.png

43620243.198.png

43620243.209.png

43620243.220.png

43620243.231.png

43620243.242.png

43620243.253.png

43620243.264.png

43620243.275.png

43620243.286.png

43620243.297.png

43620243.308.png

43620243.319.png

43620243.325.png

43620243.326.png

43620243.327.png

43620243.328.png

43620243.329.png

43620243.330.png

43620243.331.png

43620243.332.png

43620243.333.png

43620243.334.png

43620243.335.png

43620243.336.png

43620243.337.png

43620243.338.png

43620243.339.png

43620243.340.png

43620243.341.png

43620243.342.png

43620243.343.png

43620243.344.png

43620243.346.png

43620243.347.png

43620243.348.png

43620243.349.png

43620243.350.png

43620243.351.png

43620243.352.png

43620243.353.png

43620243.354.png

43620243.355.png

43620243.357.png

43620243.358.png

43620243.359.png

43620243.360.png

43620243.361.png

43620243.362.png

43620243.363.png

43620243.364.png

43620243.365.png

43620243.366.png

43620243.368.png

43620243.369.png

43620243.370.png

43620243.371.png

43620243.372.png

43620243.373.png

43620243.374.png

43620243.375.png

43620243.376.png

43620243.377.png

43620243.379.png

43620243.380.png

43620243.381.png

43620243.382.png

43620243.383.png

43620243.384.png

43620243.385.png

43620243.386.png

43620243.387.png

43620243.388.png

43620243.002.png

43620243.003.png

43620243.004.png

43620243.005.png

7 roz 8-11-02 18:17 Page 687

7.1. Aluminium ijego stopy

według PN-EN 573-3:1997). Oznaczenie z użyciem symboli chemicznych *) składa

się z ciągu znaków: EN AW-Al, liczby wyrażającej czystość aluminium oraz niekie-

dy symbolu pierwiastka stanowiącego niewielką domieszkę, np. EN AW-Al99,0Cu.

Gatunki aluminium do zastosowań elektrycznych są wyróżnione literą E przed

symbolem Al, np. EN AW-EAl99,5. Aluminium jest stosowane zarówno w postaci

czystego metalu, jak i wielu stopów.

WŁASNOŚCI FIZYCZNE I MECHANICZNE

Aluminium ma liczbę atomową równą 13, a jego masa atomowa wynosi 26,9815.

Nie wykazuje ono odmian alotropowych i krystalizuje w sieci regularnej ściennie

centrowanej typu A1 o parametrze 0,40408 nm. Temperatura topnienia aluminium

wynosi 660,37°C, a wrzenia 2494°C. Gęstość aluminium wynosi 2,6989 g/cm 3

w 20°C. Aluminium w stanie wyżarzonym cechuje się wytrzymałością na rozciąga-

nie wynoszącą R m = 70÷120 MPa, granicą plastyczności R e = 20÷40 MPa, wydłuże-

niem A 11,3 = 30÷45% i przewężeniem

Z = 80÷95%.

Aluminium może być obrabiane plastycz-

nie na zimno i na gorąco. W stanie zgniecio-

nym z 60÷80% stopniem gniotu wytrzyma-

łość na rozciąganie osiąga 140÷230 MPa,

granica plastyczności R e = 120÷180 MPa,

twardość 40÷60 HB, przy zmniejszonym wy-

dłużeniu A 11,3 = 1,5÷3%.

Aluminium cechuje wysoka przewodność

elektryczna – 37,74 MS/m, stanowiąca ok.

65% przewodności elektrycznej miedzi, oraz

dobra przewodność cieplna. Przewodność

elektryczna ulega znacznemu zmniejszeniu

wraz ze zwiększeniem stężenia zanieczysz-

czeń i domieszek (rys. 7.1 ), głównie Fe i Si,

a także Cu, Zn i Ti. Pierwiastki te powodują

ponadto obniżenie plastyczności, lecz zwięk-

szają własności wytrzymałościowe. Domiesz-

ka Fe prawie nie rozpuszcza się w alumi-

nium, tworząc kruchą fazę Al 3 Fe. Natomiast

Si wykazuje niewielką rozpuszczalność i nie

tworząc faz, występuje w postaci wolnej.

W przypadku jednoczesnej obecności Fe i Si

występują fazy międzymetaliczne Fe 3 Si 2 Al 12

*)

Oznaczenie aluminium lub stopu aluminium można podać w systemie liczbowym (według

PN-EN 573-1:1997) lub z użyciem symboli chemicznych (według PN-EN 573-2:1997). Ozna-

czeniem z użyciem symboli chemicznych, zawartym w nawiasie kwadratowym, zaleca się uzu-

pełniać oznaczenie liczbowe, np. EN AW-1070A

Al99,7

. W tekście rozdziału o stopach alu-

minium oznaczenie liczbowe jest pomijane.

687

STĘŻENIE DOMIESZEK (%)

Rysunek 7.1

Wpływ stężenia domieszek na przewodność elektryczną właściwą

aluminium typu EN AW–Al99,99 (według W.W. Malcewa)

43620243.006.png

43620243.007.png

43620243.008.png

43620243.009.png

43620243.010.png

43620243.011.png

43620243.013.png

43620243.014.png

43620243.015.png

43620243.016.png

43620243.017.png

43620243.018.png

43620243.019.png

43620243.020.png

43620243.021.png

43620243.022.png

43620243.024.png

43620243.025.png

43620243.026.png

43620243.027.png

43620243.028.png

43620243.029.png

43620243.030.png

43620243.031.png

43620243.032.png

43620243.033.png

43620243.035.png

43620243.036.png

43620243.037.png

43620243.038.png

43620243.039.png

43620243.040.png

43620243.041.png

43620243.042.png

43620243.043.png

43620243.044.png

43620243.046.png

43620243.047.png

43620243.048.png

43620243.049.png

43620243.050.png

43620243.051.png

43620243.052.png

43620243.053.png

43620243.054.png

43620243.055.png

43620243.057.png

43620243.058.png

43620243.059.png

43620243.060.png

43620243.061.png

43620243.062.png

43620243.063.png

43620243.064.png

43620243.065.png

43620243.066.png

43620243.068.png

43620243.069.png

43620243.070.png

43620243.071.png

43620243.072.png

43620243.073.png

43620243.074.png

43620243.075.png

43620243.076.png

43620243.077.png

43620243.079.png

43620243.080.png

43620243.081.png

43620243.082.png

43620243.083.png

43620243.084.png

43620243.085.png

43620243.086.png

43620243.087.png

43620243.088.png

43620243.090.png

43620243.091.png

43620243.092.png

43620243.093.png

43620243.094.png

43620243.095.png

43620243.096.png

43620243.097.png

43620243.098.png

43620243.099.png

43620243.101.png

43620243.102.png

43620243.103.png

43620243.104.png

43620243.105.png

43620243.106.png

43620243.107.png

43620243.108.png

43620243.109.png

43620243.110.png

43620243.112.png

43620243.113.png

7 roz 8-11-02 18:17 Page 688

7. Metale nieżelazne iich stopy

lub Fe 3 Si 2 Al 9 (rys. 7.2 ). Ich wydzielenia, szczególnie na granicach ziarn, wpływa-

ją na znaczne zmniejszenie własności plastycznych aluminium.

Aluminium wykazuje dużą odporność na korozję. Na powietrzu pokrywa się

cienką warstwą Al 2 O 3 , chroniącą przed korozją atmosferyczną, działaniem wody,

stężonego kwasu azotowego, licznych kwasów organicznych, a także siarkowodoru.

Natomiast kwasy redukujące HCl i HF, woda morska, pary i jony rtęci powodują

przyspieszenie korozji aluminium.

W celu polepszenia odporności na korozję aluminium może być poddane tzw.

anodowaniu , tj. elektrolitycznemu procesowi wytwarzania powłoki tlenkowej, np.

w roztworze 10% kwasu siarkowego, połączonemu z barwieniem powierzchni me-

talu na różne kolory.

Rysunek 7.2

Fragment przekroju izotermicznego w temperaturze zmiennej rozpuszczalności solvus wykresu równowagi

Al–Si–Fe (według L.A. Willeya)

ZASTOSOWANIE ALUMINIUM

Gatunki aluminium hutniczego (o ograniczonej czystości) są stosowane do pro-

dukcji stopów oraz licznych produktów codziennego użytku, urządzeń dla przemy-

słu spożywczego, na niektóre przewody elektryczne, wymienniki ciepła (PN-EN

683-2:2000), w budownictwie (PN-EN 508-2:2002U), a w postaci folii – na opako-

wania artykułów spożywczych (PN-EN 546-2:2000). Aluminium rafinowane

(o wysokiej czystości) jest stosowane w elektronice i elektrotechnice oraz do budo-

wy specjalnej aparatury chemicznej.

688

43620243.114.png

43620243.115.png

43620243.116.png

43620243.117.png

43620243.118.png

43620243.119.png

43620243.120.png

43620243.122.png

43620243.123.png

43620243.124.png

43620243.125.png

43620243.126.png

43620243.127.png

43620243.128.png

43620243.129.png

43620243.130.png

43620243.131.png

43620243.133.png

43620243.134.png

43620243.135.png

43620243.136.png

43620243.137.png

43620243.138.png

43620243.139.png

43620243.140.png

43620243.141.png

43620243.142.png

43620243.144.png

43620243.145.png

43620243.146.png

43620243.147.png

43620243.148.png

43620243.149.png

43620243.150.png

43620243.151.png

43620243.152.png

43620243.153.png

43620243.155.png

43620243.156.png

43620243.157.png

43620243.158.png

43620243.159.png

43620243.160.png

43620243.161.png

43620243.162.png

43620243.163.png

43620243.164.png

43620243.166.png

43620243.167.png

43620243.168.png

43620243.169.png

43620243.170.png

43620243.171.png

43620243.172.png

43620243.173.png

43620243.174.png

43620243.175.png

43620243.177.png

43620243.178.png

43620243.179.png

43620243.180.png

43620243.181.png

43620243.182.png

43620243.183.png

43620243.184.png

43620243.185.png

43620243.186.png

43620243.188.png

43620243.189.png

43620243.190.png

43620243.191.png

43620243.192.png

43620243.193.png

43620243.194.png

43620243.195.png

43620243.196.png

43620243.197.png

43620243.199.png

43620243.200.png

43620243.201.png

43620243.202.png

43620243.203.png

43620243.204.png

43620243.205.png

43620243.206.png

43620243.207.png

43620243.208.png

43620243.210.png

43620243.211.png

43620243.212.png

43620243.213.png

43620243.214.png

43620243.215.png

43620243.216.png

43620243.217.png

43620243.218.png

43620243.219.png

7 roz 8-11-02 18:17 Page 689

7.1. Aluminium ijego stopy

Aluminium i jego stopy

1

2

3

Struktura

1) czystego aluminium EN AW-Al99,98,

pow. 50x, światło spolaryzowane;

2) stopu typu AlMg0,7Cr0,6TiFe, pow. 200x,

światło spolaryzowane;

3) stopu typu AlMg1Si1Mn w stanie lanym,

pow. 50x;

4) stopu typu AlMg1Si1Mn po walcowaniu

na zimno z 20% gniotem, pow. 50x;

5) stopu typu AlMg1Si1, pow. 600x, kontrast

interferencyjny;

6) stopu Al-Sn odkształconego plastycznie,

pow. 500x, kontrast interferencyjny;

7) stopu typu AlCu4Mg2 w stanie lanym,

pow. 200x, kontrast interferencyjny;

8) stopu Al-Cu w stanie lanym, pow. 50x,

światło spolaryzowane

4

5

6

7

8

689

43620243.221.png

43620243.222.png

43620243.223.png

43620243.224.png

43620243.225.png

43620243.226.png

43620243.227.png

43620243.228.png

43620243.229.png

43620243.230.png

43620243.232.png

43620243.233.png

43620243.234.png

43620243.235.png

43620243.236.png

43620243.237.png

43620243.238.png

43620243.239.png

43620243.240.png

43620243.241.png

43620243.243.png

43620243.244.png

43620243.245.png

43620243.246.png

43620243.247.png

43620243.248.png

43620243.249.png

43620243.250.png

43620243.251.png

43620243.252.png

43620243.254.png

43620243.255.png

43620243.256.png

43620243.257.png

43620243.258.png

43620243.259.png

43620243.260.png

43620243.261.png

43620243.262.png

43620243.263.png

43620243.265.png

43620243.266.png

43620243.267.png

43620243.268.png

43620243.269.png

43620243.270.png

43620243.271.png

43620243.272.png

43620243.273.png

43620243.274.png

43620243.276.png

43620243.277.png

43620243.278.png

43620243.279.png

43620243.280.png

43620243.281.png

43620243.282.png

43620243.283.png

43620243.284.png

43620243.285.png

43620243.287.png

43620243.288.png

43620243.289.png

43620243.290.png

43620243.291.png

43620243.292.png

43620243.293.png

43620243.294.png

43620243.295.png

43620243.296.png

43620243.298.png

43620243.299.png

43620243.300.png

43620243.301.png

43620243.302.png

43620243.303.png

43620243.304.png

43620243.305.png

43620243.306.png

43620243.307.png

43620243.309.png

43620243.310.png

43620243.311.png

43620243.312.png

43620243.313.png

43620243.314.png

43620243.315.png

43620243.316.png

43620243.317.png

43620243.318.png

43620243.320.png

43620243.321.png

43620243.322.png

43620243.323.png

43620243.324.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Głowacka Maria - Metaloznawstwo.pdf (6016 KB)
Leksykon Materiałoznawstwa.rar (12843 KB)
Metaloznawstwo - podręcznik akademicki.rar (5351 KB)
Materiałoznawstwo, stopy, technologie.rar (11735 KB)
Materiały Inżynierskie - Skrypt PW.pdf (4417 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin