Lengviausias aliuminio lydinys: savybės, klasifikacija ir taikymas

Aliuminio lydinys yra populiarus dėl mažo svorio ir didelio stiprumo savybių. Be to, jie taip pat turi atsparumą korozijai. Šiame vadove mes išsamiai išnagrinėsime aliuminio lydinį: jo sudėtį, savybes, savybes, tipus ir kt. Aliuminio lydinyje į aliuminį tam tikra proporcija pridedami kiti elementai, tokie kaip silicis, cinkas, varis ir kt. Palyginti su grynu aliuminiu, aliuminio lydinys yra patvaresnis ir pasižymi geresnėmis fizinėmis ir cheminėmis savybėmis. Dėl to jie tinka įvairioms reikmėms. Aliuminio lydinyje grynas aliuminis išlydomas iki skystos stadijos ir į jį pridedami legiravimo elementai. Šie elementai gali sudaryti iki 15% lydinio masės.

Itin lengvas aliuminio lydinys

Aliuminio lydinys, kurio tankis yra daugiau nei 10 procentų mažesnis nei įprasto aliuminio lydinio, vadinamas itin lengvu aliuminio lydiniu (ypač lengvu aliuminio lydiniu). Į aliuminį pridėjus 2-3 procentus Li, tankis gali sumažėti 10 procentų, o tamprumo modulis - 25-30 procentų. Todėl Al-Li lydinys yra tipiškas itin lengvas aliuminio lydinys. Šiuo metu įvairių šalių sukurti Al-Li lydiniai daugiausia apima Al-Mg-Li, Al-Cu-Mg Li, Al-Mg-Li-Mn, Al-Li-Zn, Al-Li-Cu-Mg-Zr, Al-Li-Mg-Zr ir kt.

Dažniausiai naudojami legiravimo elementai

• Grynasis Al lydinys (1000 serija): puikus atsparumas korozijai, didelis elektros ir šilumos laidumas, geras darbingumas, bet mažesnis stiprumas.
• Varis (2xxx serija): didelis stiprumas ir kietumas, termiškai apdorojami, tačiau mažesnis atsparumas korozijai.
• Magnis ir manganas (5xxx, 6xxx serijos): geras atsparumas korozijai, vidutinis-aukštas stiprumas; 6061 ir kiti 6xxx lydiniai puikiai derina stiprumą ir formavimą.
• Silicis (4xxx, 5xxx serijos): geras sklandumas, žema lydymosi temperatūra, didelis atsparumas dilimui.
• Žinomi Al-Li tipai su Li priedais, kaip pagrindiniai legiravimo elementai, dažnai su Mg, Zn, Cu, Mn ir kt.

Fizinės ir mechaninės savybės

Aliuminio lydinys yra patvarus ir lengvas, todėl tinkamas naudoti konstrukcijose, kur svarbus svoris ir stiprumas. Lydinių serijos skiriasi savo savybėmis: kietumas, stiprumas, atsparumas korozijai, apdirbamumas ir suvirinamumas. Palyginti su grynu aliuminiu, lydinys turi didesnį atsparumą korozijai ir patvaresnį mechaninį atsparumą, o tai lemia platesnį pritaikymą pramonėje. Dislokacijos stiprumas, grūdų raidai, dispersinis kietėjimas ir šilumos apdorojimas skirtingose serijose lemia skirtingus taikymo scenarijus.

Kietumas ir stiprumas

7075 lydinys yra lengviausias ir stipriausias iš aliuminio lydinių, tačiau brangus ir sunkiai suvirinamas, todėl dažnai nenaudojamas kaip rėmo medžiaga. 2xxx ir 7xxx serijų lydiniai pasižymi dideliu stiprumu; 6061 yra lanksčiausias termiškai apdorojamų lydinių serijos atstovas, suteikiantis gerą balansą tarp stiprumo, formavimo galimybių ir apdirbamumo.

Atsparumas korozijai ir apdirbamumas

1 serijos grynas aliuminis turi puikų atsparumą korozijai. 5 serijos lydiniai pasižymi geru atsparumu korozijai, o 3 ir 6 serijų lydiniai dažnai pasižymi tolerantiškomis savybėmis. 7075 lydinys yra sunkiai suvirinamas, bet pasižymi labai dideliu stiprumu, todėl dažnai naudojamas „aukšto stiprumo dalims“, kur nėra būtina rėmo medžiaga. Antorodavimui ir dekoratyviniam paviršiui dažnai naudojami 5xx.x lydiniai, kurie turi gerą paviršiaus išvaizdą.

Gamyba ir apdorojimas

1. Grynas aliuminis išlydomas ir į jį pridedami legiravimo elementai; lydinys gali sudaryti iki 15% masės.
2. Lydiniai gali būti liejiniai arba kalti. Liejiniai lydiniai (1xx.x, 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x, 5xx.x, 7xx.x, 8xx.x) dažnai turi didesnį legiruojančių elementų kiekį ir geras liejimo savybes, bet gali būti trapūs. Kalti lydiniai (1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx, 7xxx, 8xxx) pasižymi skirtingomis mechaninėmis savybėmis ir didesniu tvirtumu po kalimo.
3. Dispersinis kietėjimas, grūdų rafinavimas ir kiti procesai didina lydinio stiprumą.
4. Formavimas vyksta kalimo, valcavimo, liejimo arba ekstruzijos būdu; šie procesai suteikia lydiniui didesnį stiprumą ir ilgaamžiškumą.

Taikomos sritys

• Aviacijos ir erdvinė pramonė: 7075 ir kiti stiprūs lydiniai naudojami konstrukcijoms ir komponentams.
• Jūrų pramonė: 5xxx, 6xxx lydiniai dažnai taikomi laivų korpusams dėl gero atsparumo korozijai ir lengvumo.
• Energijos perdavimo sritys: aliuminio lydiniai dažnai naudojami laidams dėl gero laidumo ir lengvumo.
• Maisto pakavimas ir skardinės: mažas svoris, gera barjerinė savybė, atsparumas korozijai.
• Medicinos įranga ir virtuvės reikmenys: dėl patvarumo, nerūdijimo ir formavimo galimybių.

Specialūs pavyzdžiai ir palyginimai

• 7068 aliuminio lydinys yra vienas iš stipriausių lydinių, dažnai naudojamas ten, kur reikalingas didelis stiprumas su mažu svoriu.
• 6061 lydinys pasižymi lankstumu formuoti sudėtingus profilius ir atlikti įvairias procedūras, todėl plačiai naudojamas inžinerijoje.
• 7075 lydinio sudėtį dažnai sudaro cinkas kaip pagrindinis legiruojantis elementas; dėl didelio kitų metalų kiekio suvirinimas ir apdorojimas tampa sudėtingesni, todėl dažnai nenaudojamas kaip rėmo medžiaga.

Tarptautinės klasifikacijos ir ženklinimas

Aliuminio lydiniai klasifikuojami pagal pagrindinius legiruojančius elementus ir apdorojimo būdus, taip pat pagal standartus EN 1780-1, EN 1780-2, EN 1780-3 Europoje. Aliuminio lydinių žymėjimo sistema naudoja keturių skaitmenų indeksus; pirmasis skaitmuo nurodo pagrindinį legiruojantį elementą, antrasis - pradinio lydinio variacijas, o trečias ir ketvirtas skaitmenys - individualius lydinių variantus.

Liejiniai lydiniai (1xx.x-8xx.x)

1xx.x - komerciniai grynieji lydiniai; 2xx.x - su vario, aukštas stiprumas; 3xx.x - su Si, Mg, Cu, didelis stiprumas; 4xx.x - Su Si, gera liejimo kokybė; 5xx.x - Mg pagrindinis legiravimas; 7xx.x - Zn pagrindinis legiravimas; 8xx.x - Al ir kitų elementų deriniai.

Kaltiniai lydiniai (1xxx-8xxx)

1xxx - 99% grynas Al; 2xxx - su Cu, aukštas stiprumas, įmanoma korozijos rizika; 3xxx - Mn pagrindu, vidutinio stiprumo; 4xxx - Si pagrindu; 5xxx - Mg pagrindu; 6xxx - Mg ir Si, su terminiu apdorojimu; 7xxx - Zn pagrindu; 8xxx - įvairūs legiravimo elementai pagal specifikaciją.

Privalumai ir pasirinkimo kriterijai

• Kietumas ir stiprumas: pasirinkimas priklauso nuo apkrovos ir gaminio veikimo sąlygų; 7075 suteikia aukštą stiprumą, bet sunkiai apdorojamas.
• Atsparumas korozijai: 1xxx serijos lydiniai dažnai pasižymi geriausiu korozijos atsparumu; 5xxx lydiniai - geras pasirinkimas korozijos aplinkoje; 2xxx ir 7xxx - mažesnė korozijos atsparumas.
• Apdirbamumas ir suvirinamumas: dauguma 5 serijos lydinių turi gerą suvirinamumą, tačiau kai kurie kaip 7075 sunkiai suvirinami. Dekoratyvinė apdaila ir anodavimas yra dažnas pasirinkimas 5xx.x lydiniams.
• Temperatūros žymėjimo sistema: T, F, O, W - apibūdina termiškai apdorojamus lydinius ir jų apdorojimo sekas (pvz., T6, T4).

Perdirbamumas ir ekonomika

Aliuminio lydiniai yra perdirbami, o jų perdirbimo procesas sumažina anglies pėdsaką. Nors pradinė lydinio kaina gali būti didesnė už grynąjį metalą, ilguoju laikotarpiu lydiniai yra ekonomiškesni dėl jų patvarumo ir ilgaamžiškumo. Aliuminio lydinys yra nemagnetinis ir puikiai tinka elektronikoos ir elektros ekranavimui. Dėl plono oksido sluoksnio ant paviršiaus lydinys yra atsparus korozijai.

Santrauka

Aliuminio lydiniai yra metalų mišiniai, pagrindą sudaro aliuminis, tačiau jų savybės stipriai priklauso nuo legiruojančių elementų ir apdorojimo. Jie pasižymi unikaliais balansais tarp svorio, stiprumo, atsparumo korozijai ir apdirbamumo, todėl jie naudojami nuo aviacijos iki elektronikos ir kasdienės įrangos. Itin lengvas Al-Li lydinys išsiskiria mažesniu tankiu ir didesniu tamprumo moduliu, todėl tai patraukli galimybė svoriui jautrioms konstrukcijoms.

tags: #lengviausias #aliuminio #lydinys