• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Stopy aluminium

    Przeczytaj także...
    Temperatura topnienia – temperatura, w której kryształ zamienia się w ciecz. Jest to też najwyższa możliwa temperatura, w której może rozpocząć się krystalizacja tej substancji. Krystalizacja zachodzi jednak często przy niższej temperaturze niż temperatura topnienia, co zależy od wielu czynników, np. obecności zarodków krystalizacji, tempa schładzania czy ciśnienia.Nikiel (Ni, łac. niccolum) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Został odkryty w roku 1751 przez szwedzkiego chemika, Axela Cronstedta. W 1804 r. otrzymano go po raz pierwszy w stanie czystym. Przed naszą erą był używany w stopach z miedzią i cynkiem.
    Utlenianie – reakcja chemiczna, w której atom przechodzi z niższego na wyższy stopień utlenienia (co jest równoważne z oddaniem elektronów).
    Wlewek ze stopu aluminium

    Stopy aluminium – tworzywa metaliczne otrzymane przez stopienie aluminium z jednym lub większą liczbą metali (bądź z niemetalami), celowo wytworzone dla uzyskania żądanych właściwości.

    Właściwości aluminium[]

    Aluminium krystalizuje w sieci A1, a więc cechuje się dużą plastycznością. Ma parametr sieci a = 0,40409 nm, temperaturę topnienia 660,4 °C, temperaturę wrzenia 2060 °C. Mała gęstość 2,7 g/cm (3 razy mniejsza niż żelaza) kwalifikuje ten metal do grupy metali lekkich. Dzięki tej właściwości i stosunkowo bogatemu występowaniu w przyrodzie (ok. 7%) jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym i transporcie. Aluminium cechuje się dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym (gorszym jednak niż miedź), stąd jego zastosowanie na przewody elektryczne. Ma wysoką energię błędu ułożenia 200 – 250 mJ/m. Na powietrzu pokrywa się cienką warstwą Al2O3, która chroni je przed dalszym utlenianiem (pasywacja). Jest odporne na działanie wody, H2CO3, H2S, wielu kwasów organicznych, związków azotowych. Natomiast nie jest odporne na działanie wodorotlenków (np. NaOH, KOH), kwasów beztlenowych (HF, HCl), wody morskiej i jonów rtęci. Wytrzymałość czystego wyżarzonego aluminium jest niska Rm = 70 – 120 MPa, Re = 20 – 40 MPa, wydłużenie A10 = 30 – 45, przewężenie Z = 80 – 95%. Twardość wynosi 15 – 30 HB; może jednak być umacniana przez zgniot.

    Niemetale – pierwiastki chemiczne lub regeneryczne, które nie wykazują żadnych właściwości metalicznych. Inaczej niż w przypadku metali, nie można podać jednoznacznych cech wszystkich niemetali, gdyż są one bardzo zróżnicowane.Stop metali (dawniej także: aliaż) – tworzywo o właściwościach metalicznych, w którego strukturze metal jest osnową, a poza nim występuje co najmniej jeden dodatkowy składnik, zwany dodatkiem stopowym. Dodatki są wprowadzane w celu poprawienia wytrzymałościowych właściwości materiału. Zwykle pogarszają plastyczność, przewodnictwo elektryczne, przewodnictwo cieplne. Często zmniejszają również odporność na korozję.

    Wytwarza się aluminium o różnych stopniach czystości (zgodnie z normami PN-79/H-82160 i PN-79/H-82163):

  • najczystszy gatunek Al99,995R jest używany przy wytwarzaniu aparatury chemicznej i folii kondensatorowych,
  • gatunek Al99,8H stosuje się na folie, powłoki kablowe i do platerowania,
  • Al99,5HE na przewody elektryczne,
  • Al99 na wyroby codziennego użytku.
  • Do najczęstszych zanieczyszczeń aluminium należą Fe, Si, Cu, Zn, Ti, które obniżają plastyczność i przewodnictwo elektryczne, natomiast zwiększają twardość i wytrzymałość.

    Kształtownik – element konstrukcyjny o dużej długości i stałym przekroju poprzecznym, wykonany najczęściej ze stali walcowanej lub giętej na zimno albo wytłoczony w procesie ekstruzji z tworzywa sztucznego (np. PVC).Temperatura wrzenia – temperatura, przy której ciśnienie powstającej pary (ciśnienie pary nasyconej) jest równe ciśnieniu otoczenia, skutkiem czego parowanie następuje w całej objętości cieczy (dana substancja wrze).

    Aluminium przerabia się plastycznie – walcuje (blachy, folie) lub wyciska (pręty, rury, drut, kształtowniki). Obróbkę plastyczną można przeprowadzać na zimno lub na gorąco (ok. 450 °C). Aluminium ma duże powinowactwo do tlenu, stąd jego zastosowanie w aluminotermii oraz do odtleniania stali. Oprócz tego jest szeroko stosowane w przemyśle spożywczym oraz do aluminiowania dyfuzyjnego stali.

    Przewodność cieplna, współczynnik przewodnictwa ciepła oznaczany symbolem λ lub k określa zdolność substancji do przewodzenia ciepła. W tych samych warunkach więcej ciepła przepłynie przez substancję o większym współczynniku przewodności cieplnej.Utwardzanie wydzieleniowe lub umocnienie wydzieleniowe (nieściśle nazywane też umocnieniem/utwardzeniem dyspersyjnym) - metoda obróbki cieplnej metali, prowadząca do zwiększenia ich wytrzymałości mechanicznej. Wzmocnienie/umocnienie jest efektem wydzielenia rozpuszczonego składnika z przesyconego roztworu stałego, co w temperaturze niższej prowadzi w efekcie do zmiany struktury i właściwości stopu.

    Stopy aluminium[]

    Aluminiowy tłok silnika spalinowego wykonany ze stopu odlewniczego

    Właściwości wytrzymałościowe czystego aluminium są stosunkowo niskie, dlatego stosuje się stopy, które po odpowiedniej obróbce cieplnej mają wytrzymałość nawet kilkakrotnie większą. Stopy aluminium cechują się korzystnym parametrem konstrukcyjnym, tzn. stosunkiem wytrzymałości do ciężaru właściwego, który jest większy niż dla stali, a oprócz tego ich udarność nie maleje w miarę obniżania temperatury, dzięki czemu w niskich temperaturach mają większą udarność niż stal. Mają jednak niską wytrzymałość zmęczeniową.

    Żelazo (Fe, łac. ferrum) – metal z VIII grupy pobocznej o dużym znaczeniu gospodarczym, znane od czasów starożytnych.Przemysł spożywczy - dział gospodarki, który zajmuje się wytwarzaniem produktów i półproduktów przeznaczonych do spożycia takich jak mięsne, mleczne czyli nabiałowe, pieczywo, cukiernicze, napoje alkoholowe i bezalkoholowe i wiele innych.

    Stopy aluminium dzieli się na:

  • odlewnicze (PN-EN 1706:2001)
  • do obróbki plastycznej (PN-EN 573-3:2005)
  • Profile aluminiowe wytłaczane ze stopu do obróbki plastycznej

    Do odlewniczych zaliczamy stopy przeważnie wieloskładnikowe o większej zawartości pierwiastków stopowych (5 – 25%), np. z krzemem (silumin); z krzemem i magnezem, z krzemem, miedzią, magnezem i manganem, z krzemem, miedzią, niklem, magnezem i manganem i inne. Cechują się one dobrą lejnością i małym skurczem.

    Aluminotermia – proces metalurgiczny otrzymywania metali poprzez redukcję ich tlenków sproszkowanym lub zgranulowanym glinem. Substraty tworzą mieszankę termitową, która reaguje z wydzieleniem dużych ilości ciepła, na skutek czego jej temperatura dochodzi do 3000 K.Kantal (kanthal) – to stop żelaza i chromu z niewielkim dodatkiem glinu i kobaltu. Charakteryzuje się dużym oporem właściwym i ma zastosowanie w produkcji drutów oporowych oraz elementów grzejnych.

    Stopy do przeróbki plastycznej zawierają na ogół mniejsze ilości dodatków stopowych, głównie miedź (do ok. 5%), magnez (do ok. 6%) i mangan (do 1,5%), rzadziej krzem, cynk, nikiel, chrom, tytan. Niektóre stopy aluminium można poddawać utwardzaniu wydzieleniowemu, po którym ich właściwości wytrzymałościowe nie są gorsze niż wielu stali.

    Pręt – wyrób hutniczy, którego wymiary poprzeczne są znacznie mniejsze niż długość. Stosunek wymiaru poprzecznego do długości mieści się w zakresie od 0,001 do 0,35. Pręty w większości posiadają dużą sztywność, w celu ich deformacji należy użyć znacznych sił i specjalistycznych urządzeń. Pręty wykonywane są poprzez walcowanie lub przeciąganie.Wodorotlenki – związki chemiczne zawierające stabilny kation oraz anion wodorotlenowy OH. Wodorotlenki mogą tworzyć zarówno kationy metali („M”) o różnej wartościowości (od I do IV), kation amonowy NH+4, jak również kationy organiczne, najczęściej czwartorzędowe związki amoniowe, np. wodorotlenek tetrametyloamoniowy (CH3)4NOH. Wzór ogólny wodorotlenków ma postać M(OH)x (gdzie x to liczba anionów wodorotlenkowych = wartościowości kationu). Wodorotlenki są związkami jonowymi tzn. pomiędzy kationem i anionem występuje oddziaływanie typu jon–jon.

    Niektóre stopy aluminium nadają się zarówno do odlewania, jak i przeróbki plastycznej. Przykłady stopów aluminium

  • Fechral (chromal) – stop żelaza, chromu i aluminium – odporny na utlenianie oraz siarkę, używany do wyrobu elementów grzejnych w postaci drutów i taśm.
  • Kantal (kanthal) – stop żelaza i chromu z niewielkim dodatkiem glinu i kobaltu. Charakteryzuje się dużym oporem właściwym i ma zastosowanie w produkcji drutów oporowych oraz elementów grzejnych.
  • Przypisy

    1. Fechral (pol.). W: Słownik języka polskiego [on-line]. [dostęp 2013-08-15].
    2. Fechral (ang.). encyclopedia2.thefreedictionary.com. [dostęp 2013-08-15].
    Udarność – odporność materiału na pękanie przy obciążeniu dynamicznym. Udarność określa się jako stosunek pracy potrzebnej do złamania znormalizowanej próbki z karbem do pola powierzchni przekroju poprzecznego tej próbki w miejscu karbu:Miedź (Cu, łac. cuprum) – pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych układu okresowego. Nazwa miedzi po łacinie (a za nią także w wielu innych językach, w tym angielskim) pochodzi od Cypru, gdzie w starożytności wydobywano ten metal. Początkowo nazywano go metalem cypryjskim (łac. cyprum aes), a następnie cuprum. Posiada 26 izotopów z przedziału mas 55-80. Trwałe są dwa: 63 i 65.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Plastyczność - zagadnienie z zakresu badań materiałowych i fizyki ciała stałego - właściwość fizyczna materiałów - zdolność do ulegania nieodwracalnym odkształceniom (odkształcenie plastyczne) pod wpływem sił zewnętrznych działających na ten materiał. Nieodwracalne odkształcenia powstają na skutek działania na ciała stałe naprężeń mechanicznych, przekraczających zakres, w którym jest ono zdolne do odkształceń sprężystych i jednocześnie na tyle małe, że nie powodują zniszczenia ciągłości jego struktury. Naprężenie przy którym rozpoczyna się proces plastyczny nazywane jest granicą plastyczności. Dla złożonego stanu naprężenia niezbędne jest kryterium uplastycznienia
    Magnez (Mg, łac. magnesium) – pierwiastek chemiczny, metal ziem alkalicznych (druga grupa główna układu okresowego). Izotopy stabilne magnezu to Mg, Mg oraz Mg.
    Wyżarzanie – jeden z zabiegów obróbki cieplnej polegający na nagrzaniu materiału do określonej temperatury, wytrzymaniu przy tej temperaturze oraz następnym powolnym studzeniu. Celem obróbki jest przybliżenie stanu materiału do warunków równowagi.
    Przemysł lotniczy w Polsce – gałąź przemysłu produkująca części do samolotów, szybowców, śmigłowców i osprzęt lotniczy. W 2008 roku zrealizował przychody przekraczające miliard USD.
    Rura – element konstrukcyjny o przekroju poprzecznym zwykle w kształcie pierścienia i znacznej długości. Rury są stosowane jako przewody do prowadzenia cieczy i gazów lub jako elementy do budowy maszyn i innych urządzeń technicznych oraz konstrukcji budowlanych. Wykonane mogą być ze stali, żeliwa, metali kolorowych, betonu, żelbetu, tworzyw sztucznych (np. polietylenu, polichlorku winylu). Mogą stanowić także osłonę np. dla prowadzonych przewodów elektrycznych. Stosuje się rury do prowadzenia instalacji w osłonach termicznych tzw. rury termoizolowane.
    Aluminium – glin o czystości technicznej, zawierający różne ilości zanieczyszczeń, zależnie od metody otrzymywania. W wyniku rafinacji elektrolitycznej otrzymuje się aluminium zawierające 99,95–99,955% Al. Aluminium hutnicze, otrzymywane przez elektrolizę tlenku glinu w stopionym kriolicie, zawiera 99,0–99,8% Al.
    Przewodnictwo elektryczne – zjawisko skierowanego przenoszenia ładunków elektrycznych przez dodatnie lub ujemne nośniki (np. elektrony, jony) zachodzące w ośrodku materialnym pod wpływem przyłożonego zewnętrznego pola elektrycznego.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.049 sek.