Alumiinin ja alumiiniseosten tyypit

Puhdasta alumiinia

Puhtaan alumiinin ominaisuus on sen alhainen tiheys, joka on 2,72 g/cm³, vain noin kolmasosa raudan tai kuparin tiheydestä. Hyvä johtavuus ja lämmönjohtavuus, hopean ja kuparin jälkeen. Alumiinin kemialliset ominaisuudet ovat erittäin aktiivisia.

Ilmassa, alumiinin pinta voi yhdistyä hapen kanssa muodostaen tiheän Al2O3-suojakalvon, joka estää alumiinin hapettumisen. Siksi, alumiinilla on hyvä korroosionkestävyys ilmassa ja vedessä, mutta se ei voi vastustaa happoa, alkali, ja suolakorroosiota.

Alumiinilla on kasvokeskeinen kuutiohila ja hyvä plastisuus (d = 50 %, ψ = 80 %). Se voidaan käsitellä profiileiksi, kuten langoiksi, levyt, nauhat, ja putket kylmällä tai kuumalla paineella, mutta sen vahvuus ei ole korkea, σb＝80 MPa， Kylmäkäsittelyn jälkeen, σb＝(150～ 250)MPa。 Joten puhdasta alumiinia käytetään pääasiassa johtojen valmistukseen, kaapelit, jäähdytyslevyt, ja päivittäiset tarpeet tai seokset, jotka vaativat ruosteen- ja korroosionkestävyyttä, mutta alhaiset lujuusvaatimukset.

Kaupallinen puhtaus alumiini ei ole yhtä puhdasta kuin kemiallinen puhtaus alumiini, koska se sisältää epäpuhtauksia, kuten Fe, Ja, jne. vaihtelevassa määrin. Mitä enemmän epäpuhtauksia on alumiinissa, sitä pienempi sen johtavuus, lämmönjohtavuus, kestävyys ilmakehän korroosiota vastaan, ja plastisuus.

Maamme teollisen puhtaan alumiinin lajikkeet on muotoiltu epäpuhtauksien rajan perusteella, kuten L1 L2、L3……。 L on ensimmäinen kiinalainen pinyin-merkki “alumiini”, ja mitä suurempi sen jälkeen liitetty järjestysnumero, sitä alhaisempi sen puhtaus.

Alumiiniseos

Puhdas alumiini on alhainen lujuus, eikä se sovellu rakennemateriaaliksi. Sen vahvuuden parantamiseksi, tehokkain tapa on lisätä seosaineita, kuten Si, Cu, Mg, Mn, jne. alumiiniseoksen valmistukseen (aeroliitti). Näillä alumiiniseoksilla on korkea lujuus, mutta silti on matala tiheys, erityisen korkea ominaislujuus (eli. lujuusrajan suhde tiheyteen), sekä hyvä lämmönjohtavuus ja korroosionkestävyys.

Alumiiniseosten luokitus

Alumiiniseosten koostumuksen ja tuotantoprosessin ominaisuuksien mukaan, ne voidaan jakaa kahteen luokkaan: epämuodostuneet alumiiniseokset ja valetut alumiiniseokset.
Kun lejeeringin koostumus on pienempi kuin D/piste, se voi muodostaa yksifaasisen kiinteän liuosrakenteen kuumennettaessa, hyvä plastisuus ja sopii painekäsittelyyn, siksi sitä kutsutaan deformoituneeksi alumiiniseokseksi.

Alumiiniseokset, joiden koostumus on pienempi kuin muodonmuutos F-piste, jonka kiinteän liuoksen koostumus ei muutu lämpötilan mukaan eikä sitä voida vahvistaa lämpökäsittelyllä, Niitä kutsutaan lämpökäsitellyiksi lujittamattomiksi alumiiniseoksiksi; Seos, jonka koostumus on välillä F ja D/, jonka kiinteän liuoksen koostumus muuttuu lämpötilan mukaan, voidaan vahvistaa lämpökäsittelyllä, siksi sitä kutsutaan alumiiniseokseksi, jota voidaan vahvistaa lämpökäsittelyllä.

Seokset, joiden koostumus on suurempi kuin D/piste, matalan sulamispisteen eutektinen rakenne, hyvä juoksevuus, sopii valuun, kutsutaan valualumiiniseoksiksi, mutta ei sovellu painekäsittelyyn.

Muotoutuvat alumiiniseokset voidaan myös luokitella ruosteenkestäväksi alumiiniksi, kovaa alumiinia, ultra kovaa alumiinia, ja taottua alumiinia tärkeimpien suorituskykyominaisuuksiensa mukaisesti.
Valualumiiniseokset voidaan myös luokitella eri pääseoselementtien mukaan: Kyllä, Al Cu, Al Mg, Al Zn, jne.

Alumiiniseoksen lämpökäsittelyominaisuudet

Alumiiniseokset eivät voi vain parantaa lujuuttaan kylmämuodonmuutostyökarkaisun avulla, mutta myös lisäävät niiden lujuutta lämpökäsittelyn avulla – “iän kovettuminen” menetelmä.
Alumiiniseoksen lämpökäsittelymekanismi eroaa teräksen lämpökäsittelymekanismista. Sammutuksen jälkeen, teräksen kovuus ja lujuus kasvavat välittömästi, samalla kun plastisuus vähenee. Alumiiniseokset, joiden komponentit ovat välillä F ja D/, voidaan kuumentaa alfafaasialueelle, eristetty, ja sammutetaan vesijäähdytyksellä, jolloin saadaan ylikyllästettyjä alfa-kiinteitä liuoksia huoneenlämpötilassa. Niiden lujuutta ja kovuutta ei voida lisätä välittömästi, mutta niiden plastisuus on parantunut merkittävästi. Tätä prosessia kutsutaan sammuttamiseksi tai liuoskäsittelyksi.

Johtuen sammutuksen jälkeen saadun ylikyllästyneen kiinteän liuoksen epästabiilisuudesta, on taipumus saostaa toinen vaihe (vahvistusvaihe). Sen jälkeen, kun se on jätetty huoneenlämpöön jonkin aikaa tai lämmitetty alhaisissa lämpötiloissa, atomeilla on kyky liikkua hilan sisällä ja siirtyä vähitellen vakaaseen tilaan, mikä lisää merkittävästi lujuutta ja kovuutta, samalla kun plastisuus vähenee. Ilmiötä lejeeringin edelleen vahvistumisesta kiinteän liuoskäsittelyn jälkeen kutsutaan ajan myötä “iän kovettuminen” tai “iän kovettuminen”. Huoneenlämmössä tapahtuvaa vanhenemisprosessia kutsutaan luonnolliseksi vanhenemiseksi, kun taas kuumennusolosuhteissa tapahtuvaa vanhenemisprosessia kutsutaan keinotekoiseksi vanhentamiseksi.

Muotoileva alumiiniseos

1. Ruosteenesto alumiiniseos

Tärkeimmät seosaineet ovat Mn ja Mg. Tämän tyyppinen metalliseos on yksivaiheinen kiinteä liuos takomisen ja hehkutuksen jälkeen, joten sillä on hyvä korroosionkestävyys ja plastisuus. Ruosteenkestävää alumiinilaatua edustaa kiinalainen Pinyin-etuliite “LF” jota seuraa järjestysnumero. Kuten LF5, LF11, LF21, jne. Tämän tyyppistä metalliseosta käytetään pääasiassa valssaukseen, hitsaus, tai korroosionkestäviä rakenneosia pienillä kuormituksilla, kuten öljysäiliöt, putket, johdot, kevyet luurangot, ja erilaisia ​​kodinkoneita. Kaikenlaiset ruosteenestoalumiiniseokset ovat alumiiniseoksia, joita ei voida vahvistaa lämpökäsittelyllä. Seoksen lujuuden parantamiseksi, kylmäpainekäsittelyä voidaan käyttää, joka voi aiheuttaa työskentelyn kovettumista.

2. Kova alumiiniseos

Duralumiini on pohjimmiltaan Al Cu Mg -seos, jossa on pieni määrä Mn. Erilaisia ​​duralumineja voidaan vahvistaa vanhenemalla, mutta niiden korroosionkestävyys on huono, varsinkin merivedessä. Siksi, Suojausta vaativat kovat alumiiniosat on päällystetty ulkopuolelta erittäin puhtaalla alumiinilla alumiinipinnoitettujen kovien alumiinimateriaalien valmistamiseksi. Kovissa alumiinilajeissa käytetään kiinalaista Pinyin-etuliitettä “LY” jota seuraa järjestysnumero, kuten LY1 (niitti kovaa alumiinia), LY11 (tavallinen kova alumiini), ja LY12 (luja kova alumiini).
Kova alumiini on rakennemateriaali, jolla on korkea ominaislujuus, jota on käytetty laajalti ilmailuteollisuudessa ja instrumenttien valmistuksessa.

3. Superkova alumiiniseos (SD seos)

Se on Al Cu Mg Zn -seos, joka valmistetaan lisäämällä Zn kovaan alumiiniin. Tämän tyyppinen seos on tällä hetkellä vahvin alumiiniseos, korkeammalla ominaisvoimakkuudella, siksi sitä kutsutaan superkovaksi alumiiniksi. Haittana on myös huono korroosionkestävyys, joka voi nostaa keinotekoista vanhenemislämpötilaa tai alumiinipinnoitetta.
Ultrakovan alumiiniseoksen laatua edustaa kiinalainen Pinyin-etuliite “LC” jota seuraa järjestysnumero. LC4, LC6, jne. käytetään yleisesti tärkeiden komponenttien valmistukseen, joissa on suuri jännitys, kuten lentokoneiden säteet.

4. Taottu alumiiniseos

Se on Al Cu Mg Si -seos, jossa on erilaisia ​​seosaineita, mutta kunkin elementin sisältö on suhteellisen alhainen, joten sillä on hyvä kestomuovi- ja korroosionkestävyys, ja sen lujuus on verrattavissa kovaan alumiiniin. Sammutuksen ja vanhenemisen jälkeen, voimaa voidaan parantaa.
Taotun alumiiniseoksen laatua edustaa kiinalainen Pinyin-etuliite “LD” jota seuraa järjestysnumero, kuten LD5, LD7, jne. Erinomaisen taontakykynsä ansiosta, Sitä käytetään pääasiassa takomaan tai takomaan osia, jotka kantavat raskaan kuorman lentokoneissa tai dieselvetureissa.

Valettu alumiiniseos

Valettuja alumiiniseoksia on monenlaisia, joista alumiinipii-lejeeringeillä on hyvä valukyky, riittävä voima, ja matala tiheys, ja niitä käytetään laajasti, osuus on enemmän kuin 50% alumiiniseosten kokonaistuotannosta. Al Si -seokset, jotka sisältävät Si:tä (10-13)% ovat tyypillisimpiä alumiinipii-seoksia, kuuluvat eutektiseen koostumukseen, yleisesti tunnettu nimellä “piin alumiiniseokset”.

Valun alumiiniseoksen laatua edustaa kiinalainen Pinyin-etuliite “Z”+Al+muut pääelementtien symbolit ja sanan prosenttiosuus “heittää”. Esimerkiksi, ZAlSi12 edustaa valettua Al Si -seosta, joka sisältää 12% Ja.

Seoksen koodia edustaa kiinalainen Pinyin-etuliite “ZL” / “valettu alumiini” jota seuraa kolme numeroa. Ensimmäinen numero edustaa seosluokkaa, kun taas toinen ja kolmas numero osoittavat lejeeringin järjestysnumeron.

Esimerkki ZL102 edustaa Al Si -sarjan nro. 2.
Alumiinivalua käytetään yleensä kevyiden osien valmistukseen, korroosionkestävä, on monimutkaisia ​​muotoja, ja niillä on tiettyjä mekaanisia ominaisuuksia. Kuten alumiinimännät, instrumenttien kotelot, vesijäähdytteisen moottorin sylinterin komponentit, kampikammiot, jne.