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
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
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)
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
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
Plik z chomika:
rajmundos9
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:
# Kurs języka angielskiego -1000 godzin nauki PL
# Niemiecki
_ Sieci Instalacje Maszyny
02 Robert Kiyosaki - Kwadrant Przepływu Pieniędzy
03 Robert Kiyosaki - Inwestycyjny Poradnik Bogatego Ojca
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin