HLINÍK a jeho slitiny.

Prezentace na téma: "HLINÍK a jeho slitiny."— Transkript prezentace:

1 HLINÍK a jeho slitiny

2 HLINÍK – aluminium Al Al je stříbrobílý, lehký a tvárný kov, dobrý vodič elektrického proudu (asi 60 % vodivosti Cu) a tepla. Tm = 660°C, ρ = 2698 kg/m3 Al je nejrozšířenější kov v zemské kůře a spotřebou druhý nejvýznamnější po Fe Mechanické vlastnosti hliníku jsou poměrně nízké (v měkkém stavu Rm = 60 MPa, A = 25 %). Rekrystalizační teplota je výrazně ovlivněna čistotou. Technický Al má čistotu 99,3 – 99,8.

3 Korozní odolnost Al Hliník je na vzduchu stálý, pasivuje. Tvoří se ochranná vrstvička Al2O3. Odolává dobře mořské vodě, neutrálním nebo oxidačním roztokům solí a koncentrované kyselině dusičné. Částečně se rozpouští v kyselině sírové a neodolává silnějším zásadám.

4 Použití Al Všude tam, kde není na závadu nízká pevnost a lze využít dobré elektrické i tepelné vodivosti, nízké měrné hmotnosti, značné odolnosti proti korozi, dobré odrazivosti světelných paprsků. Vyrábí se řada polotovarů – zvláštní význam fólie o tloušťce pod 0,1 mm.

5 Použití hliníku strojírenství (odlitky, konstrukční součástky, různé profily, atd.) Stavebnictví (fasádní profily, profily pro výrobu dveří a oken) Potravinářský průmysl (obalový materiál alobal) Elektrotechnika (kabely, dráty) Letecký průmysl (slitiny na bázi Al-Li

6 automobilový průmysl (části motorů, profily
pro výplně dveří, pouzdra tlumičů, atd.)

7

8 Slévárenské slitiny Al
Jsou určeny k výrobě tvarových odlitků litím do písku, do kovových forem nebo tlakově Mechanické hodnoty odlitků značně závisí na způsobu odlévání, max. pevnost bývá asi 250 MPa Hlavním přísadovým prvkem je Si

9 Slévárenské slitiny Al
Slitiny typu Al-Si - siluminy patří k nejvýznamnějším slitinám. Nejlepší slévárenské vlastnosti mají siluminy s eutektickým složením (cca 12 % Si). Jsou dobře odolné proti korozi, avšak pro tvarově složité odlitky se používají zřídka. Většinou se používají pevnější siluminy speciální. Největší vliv na zvýšení pevnosti mají přísady Mg a Cu. Tyto slitiny lze vytvrzovat.

10 Slévárenské slitiny Al
Cu, Ni, popř. některé další prvky - dostáváme slitiny, které mají příznivé vlastnosti za vysokých teplot, tyto slitiny se vyznačují zvlášť nízkou teplotní roztažností a dobrými kluznými vlastnostmi, které se zlepšují s rostoucím obsahem křemíku ve slitině Slitiny Al-Mg – mají nejvyšší měrnou pevnost a rázovou houževnatost, lepší obrobitelnost, mají horší slévárenské vlastnosti, větší pórovitost snížené těsnosti odlitku, přísada Si zlepšuje zabíhavost, zvyšuje hustotu odlitků, s přísadou Zn mají slitiny lepší odolnost proti korozi

11 Tvářené slitiny Al Mají obsah legujících prvků obvykle v rozsahu tuhého roztoku, většina slitin je tedy poměrně málo legována, obsah legujících prvků zpravidla nepřekročí 10%. Slitiny Al-Mg – tyto slitiny se nevytvrzují, protože i při velmi rychlém ochlazení se dosáhne malého stupně přesycení a při stárnutí se pevnost jen málo zvýší, tyto slitiny mají výbornou odolnost proti korozi, zejména v mořské vodě a jsou významným konstrukčním materiálem i ve strojírenství a chemii

12 Tvářené slitiny Al Al-Mn - zvyšuje pevnost, tvárnost i odolnost proti korozi, slitiny tohoto složení se používají náhradou za čistý hliník tam, kde jsou požadavky vyšší pevnosti i dobré chemické odolnosti Slitiny Al-Mg-Si - na rozdíl od slitin Al-Mg je lze vytvrdit, jsou dobře tvárné a svařitelné, mají dobrou korozní odolnost a schopnost povrchových úprav, používají se zejména v letectví a stavebnictví

13 Tvářené slitiny Al Slitiny Al-Cu-Mg – duraly dosahují značné pevnosti po vytvrzení, jejich předností je přirozené stárnutí, nevýhodou je malá odolnost proti korozi Ni - ve slitinách zvyšuje pevnost, zejména i za zvýšených teplot, obsah bývá 1 až 2 % v kombinaci s Cu, popř Mg, tvoří slitiny používané na výkovky pracující za tepla Slitiny Al-Zn-Mg-Cu – jsou to nejpevnější slitiny hliníku, mají velmi dobré mechanické vlastnosti i ve svarech a dobrou stálost na vzduchu, nedostatkem je sklon ke korozi pod napětím, nižší lomová houževnatost a vyšší vrubová citlivost než u duralů. (slitina AlZn6Mg2Cu po TZ až 580 MPa).

14 Tvářené slitiny Al Slitiny Al-Li – Li je vysoce reaktivní prvek, snadno oxidující na vzduchu, proto jsou tyto slitiny taveny a odlévány v ochranné atmosféře argonu nebo ve vakuu, hlavní přínos spočívá v jejich o 5 až 10 procent nižší hmotnosti a zvýšeném modulu pružnosti v tahu, pevnost v tahu je srovnatelná s pevností duralů. Bývají komplexně legované dalšími prvky.

15 Tvářené slitiny Al

16

17 Tepelné zpracování - vytvrzování
Účelem tepelného zpracování je získat určitý nerovnovážný stav struktury, který zajišťuje požadované vlastnosti výrobku. Vytvrzovat se dají pouze slitiny s chemickým složením pod segregační čarou.

18 Vytvrzování Skládá se a) rozpouštěcího žíhání
b) rychlého ochlazení c) stárnutí a) Tímto pojmem rozumíme ohřev a dostatečnou výdrž na takové teplotě, při které dojde k maximálnímu převedení přísady do tuhého roztoku hliníku. Při homogenizačním ohřevu nesmí dojít k překročení teploty solidu, aby nedošlo k natavení hranic zrn slitiny. V takovém případě dochází k degradaci mechanických vlastností materiálu.

19 Vytvrzování b) Rychlé ochlazení Provádí se nejčastěji do vody. Cílem je vznik přesyceného tuhého roztoku při teplotě okolí, u kterého je obsah rozpuštěné příměsi vyšší než odpovídá její rovnovážné rozpustnosti při dané teplotě. Veškerá manipulace se slitinou se musí provádět co nejrychleji, aby nedocházelo k částečnému rozpadu tuhého roztoku. U masivnějších součástí, kde hrozí nebezpečí deformací se používají jiná, méně razantnější ochlazovací média. Po rychlém ochlazení je slitina měkká, dobře tvárná.

20 Vytvrzování c) Stárnutí
Přesycený tuhý roztok je termodynamicky nestabilní, dochází k jeho rozpadu. U některých slitin dochází k rozpadu přesyceného tuhého roztoku již při teplotě okolí - pochod označujeme jako přirozené stárnutí. Při umělém stárnutí se proces urychlí ohřevem.  Při delší výdrži na teplotě stárnutí dochází k nežádoucímu hrubnutí rovnovážného precipitátu, klesá tvrdost. Toto stádium označujeme jako přestárnutí.

21 VOJTĚCH, D.: Kovové materiály. Praha:2006

22 Lithium Je nejlehčím kovem vůbec - je dvakrát lehčí než voda. Lehčími prvky jsou už jen vodík a hélium Lithium je stříbrobílý alkalický kov a hoří červeným plamenem. lithiové baterie Lithiové feroelektrické paměti Výroba těchto materiálů se odehrává dnes často v rozměrech molekul či skupin atomů ( v nanorozměrech – mluví se o nanotechnologiích