Ce este un aliaj de aluminiu?
Un aliaj de aluminiu este o compoziție chimică în care se adaugă alte elemente la aluminiul pur pentru a-i îmbunătăți proprietățile, în primul rând pentru a-i crește rezistența. Aceste alte elemente includ fier, siliciu, cupru, magneziu, mangan și zinc la niveluri care combinate pot constitui până la 15 la sută din aliaj în greutate. Aliajelor li se atribuie un număr din patru cifre, în care prima cifră identifică o clasă generală, sau o serie, caracterizată prin elementele sale principale de aliere.
Aluminiu pur
Seria 1xxx
Aliajele din seria 1xxx sunt compuse din aluminiu cu o puritate de 99% sau mai mare. Această serie are o rezistență excelentă la coroziune, o lucrabilitate excelentă, precum și o conductivitate termică și electrică ridicată. Acesta este motivul pentru care seria 1xxx este utilizată în mod obișnuit pentru liniile de transmisie sau rețeaua de energie. Denumirile obișnuite ale aliajelor din această serie sunt 1350, pentru aplicații electrice și 1100, pentru tăvi pentru ambalarea alimentelor.
Aliaje tratabile termic
Unele aliaje sunt întărite prin tratarea termică cu soluție și apoi călirea sau răcirea rapidă. Tratarea termică preia metalul solid, aliat și îl încălzește până la un anumit punct. Elementele de aliaj, numite solut, sunt distribuite omogen cu aluminiul punându-le într-o soluție solidă. Metalul este ulterior stins sau răcit rapid, ceea ce îngheață atomii de dizolvat în loc. În consecință, atomii de dizolvat se combină într-un precipitat fin distribuit. Acest lucru se întâmplă la temperatura camerei, care se numește îmbătrânire naturală sau într-o funcționare a cuptorului cu temperatură joasă, care se numește îmbătrânire artificială.
Seria 2xxx
În seria 2xxx, cuprul este folosit ca element de aliere principal și poate fi întărit semnificativ prin tratarea termică cu soluție. Aceste aliaje posedă o combinație bună de rezistență ridicată și duritate, dar nu au nivelurile de rezistență la coroziune atmosferică ca multe alte aliaje de aluminiu. Prin urmare, aceste aliaje sunt de obicei vopsite sau îmbrăcate pentru astfel de expuneri. În general, sunt îmbrăcați cu un aliaj de înaltă puritate sau un aliaj din seria 6xxx pentru a rezista foarte mult la coroziune. Aliaj 2024 poate cel mai cunoscut aliaj pentru avioane.
Seria 6xxx
Seria 6xxx este versatilă, tratabilă termic, foarte formabilă, sudabilă și are o rezistență moderată ridicată cuplată cu o rezistență excelentă la coroziune. Aliajele din această serie conțin siliciu și magneziu pentru a forma siliciură de magneziu în aliaj. Produsele de extrudare din seria 6xxx sunt prima alegere pentru aplicații arhitecturale și structurale. Aliajul 6061 este cel mai utilizat aliaj din această serie și este adesea folosit în cadrele de camioane și marine. În plus, unele carcase pentru telefon au fost fabricate din aliaj din seria 6xxx.
Seria 7xxx
Zincul este agentul de aliere primar pentru această serie, iar când se adaugă magneziu într-o cantitate mai mică, rezultatul este un aliaj de foarte mare rezistență, tratabil termic. Alte elemente precum cuprul și cromul pot fi adăugate și în cantități mici. Cele mai cunoscute aliaje sunt 7050 și 7075, care sunt utilizate pe scară largă în industria aeronautică.
Aliaje netratabile termic
Aliajele netratate termic sunt consolidate prin prelucrare la rece. Prelucrarea la rece are loc în timpul metodelor de laminare sau forjare și este acțiunea de „prelucrare” a metalului pentru a-l face mai rezistent. De exemplu, atunci când rulați aluminiul până la calibre mai subțiri, acesta devine mai puternic. Acest lucru se datorează faptului că lucrul la rece generează dislocații și goluri în structură, care apoi inhibă mișcarea atomilor unul față de celălalt. Acest lucru crește rezistența metalului. Elementele de aliere precum magneziul intensifică acest efect, rezultând o rezistență și mai mare.
Seria 3xxx
Manganul este elementul de aliere major din această serie, adesea cu cantități mai mici de magneziu adăugate. Cu toate acestea, doar un procent limitat de mangan poate fi adăugat eficient la aluminiu. 3003 este un aliaj popular pentru uz general, deoarece are rezistență moderată și lucrabilitate bună și poate fi utilizat în aplicații precum schimbătoare de căldură și ustensile de gătit. Aliajul 3004 și modificările sale sunt utilizate în corpurile cutiilor de băuturi din aluminiu.
Seria 4xxx
Aliajele din seria 4xxx sunt combinate cu siliciu, care poate fi adăugat în cantități suficiente pentru a scădea punctul de topire al aluminiului, fără a produce fragilitate. Din acest motiv, seria 4xxx produce sârmă de sudură și aliaje de lipire excelente, unde este necesar un punct de topire mai scăzut. Aliajul 4043 este unul dintre cele mai utilizate aliaje de umplutură pentru sudarea aliajelor din seria 6xxx pentru aplicații structurale și auto.
Seria 5xxx
Magneziul este agentul de aliere primar din seria 5xxx și este unul dintre cele mai eficiente și mai utilizate elemente de aliere pentru aluminiu. Aliajele din această serie au caracteristici de rezistență moderată până la înaltă, precum și o bună sudabilitate și rezistență la coroziune în mediul marin. Din acest motiv, aliajele de aluminiu-magneziu sunt utilizate pe scară largă în construcții și construcții, rezervoare de stocare, recipiente sub presiune și aplicații marine. Exemple de aplicații comune ale aliajelor includ: 5052 în electronice, 5083 în aplicații marine, foi anodizate 5005 pentru aplicații arhitecturale și 5182 face capacul din aluminiu pentru cutii de băuturi.
