Kaj je aluminijeva zlitina?
Aluminijeva zlitina je kemična sestava, pri kateri se čistemu aluminiju dodajo drugi elementi za izboljšanje njegovih lastnosti, predvsem za povečanje trdnosti. Ti drugi elementi vključujejo železo, silicij, baker, magnezij, mangan in cink v količinah, ki lahko skupaj predstavljajo kar 15 odstotkov teže zlitine. Zlitine so označene s štirimestno številko, pri kateri prva številka označuje splošni razred ali serijo, ki jo zaznamujejo glavni legirni elementi.
Čisti aluminij
Serija 1xxx
Zlitine serije 1xxx so sestavljene iz aluminija z 99-odstotno ali višjo čistostjo. Ta serija ima odlično odpornost proti koroziji, odlično obdelovalnost ter visoko toplotno in električno prevodnost. Zato se serija 1xxx pogosto uporablja za prenosne vode ali električna omrežja. Običajni oznaki zlitin v tej seriji sta 1350 za električne aplikacije in 1100 za pladnje za pakiranje živil.
Toplotno obdelane zlitine
Nekatere zlitine se utrdijo z raztopno toplotno obdelavo in nato kaljenjem ali hitrim hlajenjem. Pri toplotni obdelavi se trdna, legirana kovina segreje do določene točke. Elementi zlitine, imenovani topljenci, so homogeno porazdeljeni z aluminijem, ki jih postavi v trdno raztopino. Kovina se nato kali ali hitro ohladi, kar zamrzne atome topljenca na mestu. Atomi topljenca se posledično združijo v fino porazdeljeno oborino. To se zgodi pri sobni temperaturi, kar imenujemo naravno staranje, ali v nizkotemperaturni peči, kar imenujemo umetno staranje.
Serija 2xxx
V seriji 2xxx se baker uporablja kot glavni legirni element in ga je mogoče znatno okrepiti z raztopno toplotno obdelavo. Te zlitine imajo dobro kombinacijo visoke trdnosti in žilavosti, vendar nimajo takšne stopnje odpornosti proti atmosferski koroziji kot mnoge druge aluminijeve zlitine. Zato so te zlitine običajno barvane ali prevlečene za takšne izpostavljenosti. Na splošno so prevlečene z zlitino visoke čistosti ali zlitino serije 6xxx, da so zelo odporne proti koroziji. Zlitina 2024 je morda najbolj znana letalska zlitina.
Serija 6xxx
Serija 6xxx je vsestranska, toplotno obdelavna, zelo oblikovna, varljiva in ima zmerno visoko trdnost, skupaj z odlično odpornostjo proti koroziji. Zlitine v tej seriji vsebujejo silicij in magnezij, da se v zlitini tvori magnezijev silicid. Izdelki iz serije 6xxx, pridobljeni z ekstrudiranjem, so prva izbira za arhitekturne in konstrukcijske aplikacije. Zlitina 6061 je najpogosteje uporabljena zlitina v tej seriji in se pogosto uporablja v okvirjih tovornjakov in plovil. Poleg tega so bila iz zlitine serije 6xxx izdelana tudi nekatera ohišja za telefone.
Serija 7xxx
Cink je glavno legirno sredstvo za to serijo, in če se magnezij doda v manjši količini, dobimo toplotno obdelano zlitino z zelo visoko trdnostjo. V majhnih količinah se lahko dodajo tudi drugi elementi, kot sta baker in krom. Najbolj znani zlitini sta 7050 in 7075, ki se pogosto uporabljata v letalski industriji.
Zlitine, ki jih ni mogoče toplotno obdelati
Netoplotno neobdelane zlitine se utrjujejo s hladnim preoblikovanjem. Hladno preoblikovanje poteka med valjanjem ali kovanjem in je dejanje "obdelave" kovine, da postane močnejša. Na primer, ko aluminij valjamo na tanjše debeline, postane močnejši. To je zato, ker hladno preoblikovanje kopiči dislokacije in prazna mesta v strukturi, kar nato zavira gibanje atomov med seboj. To poveča trdnost kovine. Legirni elementi, kot je magnezij, ta učinek okrepijo, kar ima za posledico še večjo trdnost.
Serija 3xxx
Mangan je glavni legirni element v tej seriji, pogosto z manjšimi količinami dodanega magnezija. Vendar pa je mogoče aluminiju učinkovito dodati le omejen odstotek mangana. 3003 je priljubljena zlitina za splošno uporabo, ker ima zmerno trdnost in dobro obdelovalnost ter se lahko uporablja v aplikacijah, kot so toplotni izmenjevalniki in kuhinjski pripomočki. Zlitina 3004 in njene modifikacije se uporabljajo v ohišjih aluminijastih pločevink za pijače.
Serija 4xxx
Zlitine serije 4xxx so kombinirane s silicijem, ki ga je mogoče dodati v zadostnih količinah, da zniža tališče aluminija, ne da bi pri tem prišlo do krhkosti. Zaradi tega serija 4xxx proizvaja odlične varilne žice in spajkalne zlitine, kjer je potrebno nižje tališče. Zlitina 4043 je ena najpogosteje uporabljenih polnilnih zlitin za varjenje zlitin serije 6xxx za konstrukcijske in avtomobilske aplikacije.
Serija 5xxx
Magnezij je glavno legirno sredstvo v seriji 5xxx in je eden najučinkovitejših in najpogosteje uporabljenih legirnih elementov za aluminij. Zlitine v tej seriji imajo zmerne do visoke trdnostne lastnosti, pa tudi dobro varivost in odpornost proti koroziji v morskem okolju. Zaradi tega se aluminijevo-magnezijeve zlitine pogosto uporabljajo v gradbeništvu, rezervoarjih za shranjevanje, tlačnih posodah in pomorskih aplikacijah. Primeri pogostih aplikacij zlitin vključujejo: 5052 v elektroniki, 5083 v pomorskih aplikacijah, anodizirane plošče 5005 za arhitekturne aplikacije in 5182 izdeluje pokrovčke aluminijastih pločevink za pijače.
