5XXX seeria alumiiniumi sulamid (0)

TTÜ Mereakadeemia  Üld- ja alusõppe keskus        Elise Vainokivi    5XXX SEERIA ALUMIINIUMI SULAMID  Kodutöö nr. 5        Juhendaja: lektor  Aleksander Lill  Esitatud:.........................................  Kontrollitud:..................................  Punkte:...........................................                 Tallinn 2020   


2    Sisukord  KEEMILINE KOOSTIS ....................................................................................................... 3   OMADUSED ........................................................................................................................ 4   KASUTUSVALDKOND ...................................................................................................... 5   Kasutatud kirjandus ............................................................................................................... 6        


3    KEEMILINE KOOSTIS  5XXX seeria peamine element on magneesium, mille magneesiumisisaldus on 3-5%, seda  nimetatakse alumiiniummagneesiumisulamiks. Tööstuslikud sepistatud sulamid sisaldavad  harva üle 5 massiprotsendi magneesiumi, kuna üle selle taseme väheneb sulami stabiilsus,  eriti temperatuuri mõjul. Enamik 5XXX seeria sulameid sisaldavad muid lisandeid, näiteks  mangaani ja kroomi, mis suurendavad tõmbetugevust ja/või teatud omadusi, sealhulgas  korrosioonikindlust ja keevitatavust (Vargel, 2020). Lisaks mangaanile ja kroomile lisatakse  5XXX seeria sulamitele väiksemate legeerivate elementidena titaani (Ti), vanaadiumi (V),  berülliumi (Be) ja galliumi (Ga) (Kopeliovich, 2012).  5XXX seeria sulamite korrosioonikindlus  sõltub β-faasi sadestumise tasemest, mis  suureneb kiiresti, kui magneesiumi  sisaldus on kõrge, töötemperatuur on  kõrge ja tüve kõvenemine on  väljendunud. 5XXX seeria sulamid  võivad olla vastuvõtlikud lokaalsele  korrosioonile, graanulitevahelisele  korrosioonile ja pingekorrosiooni  lõhenemisele. Töötlemise ajal teostatud  kuumtöötlus võib teatud juhtudel  stabiliseerida need sulamid (Vargel,  2020).      Tabel 1. 5XXX seeria alumiiniumsulamite koostis (%), Allikas: Wikipedia.         


4    OMADUSED  5XXX sulamid ühendavad endas mitmeid peamisi omadusi: hea mehaanilise jõudluse tase,  sealhulgas krüogeensetel temperatuuridel, hea keevitatavus ja väga hea korrosioonikindlus,  tänu millele on 5XXX seeria sulamid üheks esimeseks valikuks plekitööstuses transpordi- ja  ladustamisprotsessides (maanteesõidukite tankerid) ning laevaehituses, sealhulgas õlitankerid  jne (Vargel, 2020). Magneesium võib oluliselt parandada alumiiniumi tugevust, vähendamata  selle plastilisust. Lisaks kuuluvad 5XXX seeria omaduste hulka veel madal tihedus, kõrge  tõmbetugevus, suur venivus ja hea väsimusjõud.    Peamised eelised laevaehituses:  Kaalu kokkuhoid: 5XXX alumiiniumsulami kasutamisel säästavad struktuurid keskmiselt 55– 67% nende massist. Kaalu säästmise abil saavad paadid suurendada kasulikku koormust,  vedada rohkem varustust ja vähendada paadi toiteks vajaminevat energiakogust.  Keevitusvõime: keevisõmbluse tugevusvahemikus 100 kuni 200 MPa on 5XXX-seerial hea  keevisõmbluse elastsus ilma keevisõmbluse järgse kuumtöötluseta.  Korrosioonikindlus: 5xxx-seerial on kõrgem korrosioonikindlus, mistõttu sobib see ideaalselt  kõigi ehitistega, mis puutuvad kokku veega või kemikaalidega. 10-aastase mereveekatse abil  näitas sulami tõmbetugevus langust ainult 2–5% (Taber, 2018).       


5    KASUTUSVALDKOND  Alumiinium-magneesiumisulameid (seeria 5XXX) kasutatakse ülitugevate fooliumide,  prügikastide korpuste, bensiinipaakide, krüogeensete surveanumate, merekonstruktsioonide  ja -tarvikute, mootorsõidukite sisustuse ja arhitektuurikomponentide jaoks (Kopeliovich,  2012). Tänu väga heale korrosioonikindlusele isegi merevees, kasutatakse seda palju  laevaehituses, lisaks autode, lennukite, side mikrolaineseadmete, testimisvahendite  mehaaniliste osade, tõrjevahendite jms keevitamiseks, ehituskonstruktsioonide  valmistamiseks (näiteks sillad). Ekstrudeeritud osi kasutatakse sageli sellistes valdkondades  nagu optilised läätsed. Levinumate 5XXX seeria sulamite kasutusalade näited hõlmavad  järgmist: 5052 elektroonikas, 5083 mererakendustes, anodeeritud 5005 leht arhitektuursete  rakenduste jaoks ja 5182 alumiiniumist joogikanistrite kaante tegemiseks. USA sõjaväe  Bradley võitlussõiduk on valmistatud 5083 ja seeria 7XXX alumiiniumist (Aluminium alloys  101, n.d.).       


6    Kasutatud kirjandus 
 
Vargel, C., 15. mai 2020. Chapter G.4 - 5XXX series alloys, p. 469-484. Corrosion of 
Aluminium (Second Edition). Link: 
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780080999258000338 (Kasutatud 
17.05.2020)    Aluminium alloy, n. d.. Wikipedia. Link: https://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium_alloy  (Kasutatud 17.05.2020)    Kopeliovich, D., 28. juuli 2012. Wrought aluminum-magnesium alloys (5xxx). Link:  https://www.substech.com/dokuwiki/doku.php?id=wrought_aluminum- magnesium_alloys_5xxx (Kasutatud 17.05.2020)    Taber, 05. juuli 2018. Marine Applications of 5xxx Series Aluminum Alloys. Taber 
Extrusions. Link: https://taberextrusions.com/applications-5xxx-series-aluminum-alloys/ 
(Kasutatud: 17.05.2020) 
 
Aluminium Alloys 101, n.d.. The Aluminium Association. Link: 
https://www.aluminum.org/resources/industry-standards/aluminum-alloys-101 (Kasutatud 
17.05.2020)