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.
Duraluminium - ogólna nazwa stopów metali, zawierających głównie aluminium oraz dodatki stopowe:
zwykle miedź (2,0-4,9%), mangan (0,3-1,0%), magnez (0,15-1,8%), często także krzem, żelazo i inne w
łącznej ilości ok. 6 do 8%, przeznaczony do przeróbki plastycznej.
Siluminy - to stopy aluminium z krzemem i ewentualnie z dodatkiem magnezu, manganu, miedzi i niklu.
Mają bardzo dobre właściwości odlewnicze, tzn. dobrą lejność, mały skurcz, dokładnie wypełniają formę,
tworzą skoncentrowaną jamę usadową i nie wykazują skłonności do pękania na gorąco. Poziom właściwości
wytrzymałościowych nie jest zbyt wysoki.
Miedź - metal krystalizujący w układzie regularnym ściennie centrowanym (typu Al) o temperaturze
topnienia 1083°C i o gęstości większej od żelaza, wynoszącej 8,9 g/cm3. Ma niski poziom właściwości
wytrzymałościowych i dobre właściwości plastyczne. Miedź ma największą po srebrze przewodność
elektryczną oraz bardzo dobrą przewodność cieplną. Przewodność elektryczna zależy od czystości miedzi.
Najsilniej zmniejszają ją zanieczyszczenia fosforem, krzemem i żelazem. Do zalet miedzi należy również jej
dobra odporność na korozję. Jest ona prawie całkowicie odporna na działanie wody morskiej, gorsza jest jej
odporność na zwykłą wodę, zawierającą dwutlenek węgla i tlen.
Stopy miedzi – stopy metali, w których głównym składnikiem jest miedź.
Wyjątkiem są tylko stopy srebra i złota, które nawet jeśli zawierają tylko 10% jakiegoś z nich nazywa się już
stopami tych metali, mimo że zawierają głównie miedź. W zależności od przeznaczenia, stopy miedzi dzielą
się na odlewnicze i do przeróbki plastycznej.
Brązy są stopami miedzi, w których głównym składnikiem stopowym ponad 2% jest: cyna,
aluminium, krzem, beryl, ołów i inne. W zależności od głównego składnika stopowego nosi taką
nazwę np. brąz krzemowy, brąz ołowiowy itp.
Mosiądze ich głównym składnikiem stopowym jest cynk w ilości przekraczającej 2%. Dzielą się na
mosiądze odlewnicze i do przeróbki plastycznej. Te drugie dzielą się na dwuskładnikowe
zawierające 0.4 – 40,5% cynku (gatunki M95, M90, M85, M80, M75, M70, M67, M65, M63 i M60,
M oznacza mosiądz, a liczba – nominalną zawartość miedzi w %), i wieloskładnikowe które dzielą się
na ołowiowe i bezołowiowe.
Miedzionikle są przerabianymi plastycznie stopami miedzi, w których głównym składnikiem
stopowym jest nikiel w ilości powyżej 2%. Cechą szczególną miedzionikli jest odporność na ścieranie
i korozje oraz dobra plastyczność która umożliwia wytwarzanie z nich np. monet (MN25)
Stopy oporowe miedzi są stopami z niklem (do 41%), cynkiem (do 28%), manganem (do 13%),
aluminium (do 3,6%) i żelazem (do 1,5%). Charakteryzują się stosunkowo wysokim oporem
elektrycznym (rezystywnością) i małym współczynnikiem cieplnym oporu.
Miedź stopowa jest to główna grupa stopowa miedzi, zawierająca nie więcej niż 2% głównego
dodatku stopowego. Znormalizowane gatunki obejmują miedź arsenową, chromową, cynową,
kadmową, manganową, niklową, siarkową, srebrową, tellurową i cyrkonową.
Stopy wstępne miedzi są pomocniczymi, dwu- lub trzyskładnikowymi stopami, wytwarzanymi w
celu ułatwienia wprowadzenia dodatków stopowych lub technologicznych (odtlenianie). Stop
zawierający 50% Al stosowany jest jako dodatek stopowy przy produkcji brązów i mosiądzów
aluminiowych, stop zawierający 12% P — jako dodatek stopowy lub jako odtleniacz.
Dziki Dzik
LOL
Zastosowanie aluminium zależy od jego czystości. W normie PN-79/H-82160 rozróżnia się 8 gatunków
aluminium o różnej czystości. Najczystsze gatunki uzyskane dzięki rafinacji - o czystości 99,99 i 99,95%
(oznaczane AR1 i AR2) - stosuje się do budowy specjalnej aparatury chemicznej, na wyroby
elektrotechniczne i elektroniczne. Aluminium hutnicze o czystości 99,8 i 99,7 (cecha A00 i AO) wykorzystuje
się do produkcji folii, na części aparatury chemicznej oraz do platerowania. Wyroby ogólnego przeznaczenia
produkuje się z aluminium o najmniejszej czystości 99,9 i 99% (cecha Al i A2). Ze specjalnych gatunków A0E
i A1E o czystości 99,7 i 99,5% wykonuje się przewody elektryczne. Stopy aluminium do obróbki plastycznej
są szeroko wykorzystywane na elementy konstrukcji lotniczych, samochodowych, okrętowych, elementy
budowlane, w urządzeniach przemysłu chemicznego i spożywczego, na przewody elektryczne.
Zastosowanie siluminów - siluminy eutektyczne i nadeutektyczne wykazujące wysoką żarowytrzymałość są
stosowane na wysokoobciążone tłoki silników spalinowych. Z siluminów podeutektycznych wytwarza się
silnie obciążone części dla przemysłu okrętowego i elektrycznego, pracującego w podwyższonej
temperaturze i w H2O morskiej. Wieloskładnikowe stopy Al z Si są stosowane m.in. na głowice silników
spalinowych oraz inne odlewy w przemyśle samochodowym.
Zastosowanie duraluminium - m.in. w lotnictwie do części konstrukcyjnych, skateboardingu w konstrukcji
trucków; niegdyś także do ram naziemnych pojazdów sportowych, itp. Istnieje także dural cynkowy, który
ma większą zawartość cynku 5-7% oraz miedzi, magnezu i manganu.
Zastosowanie miedzi - metaliczna miedź do wyrobu przewodów elektrycznych, blach miedzianych, licznych
stopów, m.in. brązów (brąz glinowy, czyli brązal, jest stosowany obecnie do bicia złocistych części monet 2 i
5 zł), mosiądzów, spiżów, manganinu, melchioru, miedzioniklu, tombaku, nowego srebra, nikielinu,
konstantanu, stopu Monela, związki miedzi - w przemyśle farbiarskim, hutnictwie szkła i materiałów
ceramicznych. W Polsce eksploatowane są złoża rud miedzi w zagłębiu Lubińsko-Głogowskim, zawierające
także domieszki wielu innych cennych pierwiastków.
Zastosowanie mosiądzu - ważnym zastosowaniem mosiądzu jest produkcja instrumentów muzycznych.
Używa się go również do produkcji łusek amunicji. Ponadto z mosiądzu wytwarza
się monety, medale, świeczniki,puchary, kłódki, moździerze, pomniki, elementy ozdobne (klamry, klamki) i
wiele innych drobnych części oraz wyrobów jak np. odważniki, okucia, ramy obrazów itp.
Zastosowanie brązu - stosowany jest na odlewy, do wyrobu części maszyn, na stalówki do piór, oraz w
postaci sproszkowanej jako farba. Z brązu produkuje się takie części jak łożyska, panewki, ślizgi i napędy,
osprzęt parowy i wodny, armatura chemiczna, przemysł okrętowy i papierniczy. Z brązu wykonuje się
dzwony. Brąz manganowy używany jest na części precyzyjnych aparatów wymagających wytłumienia drgań
wywołanych pracą silników, przekładni zębatych itp.
Obróbka cieplna stopów aluminium
Obróbka cieplna stopów aluminium, mająca na celu przede wszystkim podwyższenie ich wytrzymałości,
polega na utwardzaniu dyspersyjnym, tj. na kolejnym przeprowadzeniu operacji przesycania roztworu
stałego i starzenia. Podstawowym warunkiem, na którym opiera się proces utwardzania wydzieleniowego
stopów, jest zmniejszanie się granicznej rozpuszczalności składników stopowych w stanie stałym wraz z
obniżaniem się temperatury.
Wyżarzanie ujednorodniające przeprowadza się głównie w celu ujednorodnienia struktury,
zwłaszcza odlewów. Polega ono na nagrzaniu stopu do temperatury, w której ma on strukturę
roztworu stałego, wygrzaniu w tej temperaturze przez dłuższy okres czasu (2 ÷ 12 godzin) i
następnie powolnym chłodzeniu.
Dziki Dzik
LOL
Wyżarzanie zmiękczające ma na celu zmniejszenie twardości i polepszenie plastyczności stopu
poprzez koagulację wydzielonych faz. Przeprowadza się je w zakresie temperatur leżących poniżej
krzywej granicznej rozpuszczalności. W praktyce stopy aluminium w zależności od składu wyżarza
się w temperaturze 320 ÷ 400°C przez 2 ÷ 3 godziny. Stopy wyżarzone zmiękczająco mają niższą
twardość i wytrzymałość niż stopy przesycone. Wysoka plastyczność stopów uzyskana w wyniku
wyżarzania ułatwia ich walcowanie, kucie i inne rodzaje przeróbki plastycznej na zimno.
Wyżarzanie rekrystalizujące przeprowadza się w celu usunięcia niektórych skutków zgniotu zwykle
w temperaturze nieco wyższej od temperatury rekrystalizacji (300 ÷ 400°C). Wyżarzanie to
przeprowadza się jako zabieg międzyoperacyjny w czasie obróbki plastycznej na zimno lub jako
zabieg końcowy, należy jednak pamiętać, że w niektórych przypadkach może ono spowodować
nadmierny rozrost ziaren, np. gdy nastąpił zgniot krytyczny lub gdy temperatura wyżarzania była
zbyt wysoka, względnie gdy czas wyżarzania był zbyt długi.
Wyżarzanie odprężające ma na celu usunięcie naprężeń własnych, zwłaszcza w odlewach
kokilowych. Temperatura wyżarzania wynosi, zależnie od gatunku stopu, 200 ÷ 300°C. Po
wyżarzaniu stosowane jest powolne chłodzenie.
Obróbka cieplna siluminium
Dla siluminów tłokowych stosuje się pełną i skróconą obróbkę cieplną. Obróbka pełna polega na
przesycaniu oraz przyspieszonym starzeniu, a skrócona ogranicza się tylko do sztucznego starzenia. W
przypadku pełnej obróbki cieplnej, temperatura przesycania odlewów wynosi 480-520°C, czas wygrzewania
od 2 do 8 godzin, ze studzeniem w wodzie. Starzenie prowadzi się w temperaturze od 160 do 235°C w
czasie 3°16 godzin. Natomiast skrócona obróbka cieplna, polega tylko na sztucznym starzeniu w
temperaturze 165-235°C w czasie od 5 do 25 godzin.
Obróbka cieplna duraluminium
Po poddaniu stopu przesycaniu, a następnie starzeniu (utwardzanie wydzieleniowe), posiada on wysoką
wytrzymałość mechaniczną: wytrzymałość doraźna ponad 400 MPa. Najlepsze własności wytrzymałościowe
uzyskuje po starzeniu naturalnym.
Zaproponowane rodzaje obróbki cieplnej dla konkretnych stopów miedzi:
1) Brąz aluminiowy- CuAl19Fe3
Hartowanie w temp. 950-1000 °C i odpuszczanie w temp. 300-600 °C
2) Brąz berylowy-CuBe2
Utwardzanie dyspersyjne składające się z przesycania z temperatury 720-760°C i starzenia w temperaturze
300-400°C.
3) Brąz krzemowy- CuSi1
Brązy krzemowe poddawane są obróbce cieplnej polegającej na wyżarzaniu rekrystalizującym.
4) Brąz cynowy dwuskładnikowy- CuSn2
Długotrwałe wyżarzanie ujednorodniając w ciągu 24h w temp. 700-750 °C
5) Mosiądz- CuZn5
Wyżarzanie odprężające w temp.200-300°C
6) Mosiądz- CuZn37
Mosiądz w znacznym stopniu umacnia się w wyniku zgniotu. Przy większych stopniach gniotu jest
stosowane międzyoperacyjne wyżarzanie rekrystalizujące w temp 500-580°C
7) Mosiądz- CuZn43Mn4Pb3Fe
Wyżarzanie ujednoradniające przy temperaturze 650 -700 C w ciągu 2 - 6 godzin.
8) Mosiądz- CuZn20
Wyżarzanie w temp. 500oC w atmosferze ochronnej CO2
Dziki Dzik
LOL