Alumiinium ja Alumiiniumsulamid (0)

1 HALB

Alumiinium ja alumiiniumisulamid

Alumiinium
Alumiinium on enamlevinumaid elemente maakoores, kuid olles väga aktiivne hapniku suhtes, esineb ta looduses
ühendeina. Põhiliselt saadakse alumiiniumi mineraalist – boksiidist.
Alumiiniumil on rida niisuguseid omadusi (näit. hea korrosioonikindlus , väike tihedus), mis teevad ta äärmiselt kasulikuks tehnomaterjaliks. Puhas alumiinium on küll väga madala tõmbetugevusega, kuid seda saab tõsta külmdeformeerimise (kalestamise) teel või teiste elementidega legeerimise teel; tugevus tõuseb märgatavalt (kuni 500 N/mm2-ni). Alumiinium on väga plastne ja vormitav paljude moodustega. Alumiiniumi hea elektrijuhtivus (60% puhta vase elektrijuhtivusest) võimaldab tema kasutamist paljudes elektrotehnika valdkondades.
Al
Tihedus 
Sulamistemperatuur Ts
Kristallivõre
Tõmbetugevus Rm
Joonpaisumistegur  Elektrijuhtivus 1/
Korrosioonikindlus
2700 kg/m3
660 °C
K12
Puhas Al
80…135 N/mm2,
sulamid 600 N/mm2
2410-6 1/K
60% IACS1)
Väga hea
1)IACS – rahvusvaheline lõõmutatud vase etalon; näitab elektrijuhtivust vase suhtes (%)
Alumiinium on väga aktiivne hapniku suhtes ja metalli värske pind oksüdeerub kiiresti. Moodustub ainult mõne aatomkihi paksune tihe oksiidikiht, mis kaitseb pinda edaspidise korrosiooni eest. Alumiiniumi hea korrosioonikindlus ongi tingitud sellest oksiidpindest. Alumiiniumi korrosioonikindlust saab tõsta anodeerimisega, mille eesmärgiks on paksema oksiidikihi aga ka kõva pinde saamine.
Kõrge puhtusastmega alumiinium (99,5% Al ja enam) on väikese tugevusega ja teda kasutatakse peamiselt keemia- ja toiduainetetööstuses mahutite ja torustike valmistamiseks. Elektrijuhtmeina kasutatav tehniline alumiinium sisaldab kuni 0,5% rauda, olles tegelikult alumiiniumirauasulam.
A Tabel 1.24. Alumiiniumi deformeeritavad sulamid (leht, riba, profiilid )
EN tunnusnr.
Margitähis
Al
%
Olek1)
Rp0.2
N/mm2
Rm
N/mm2
A
%
HV
Kasutus
Puhas alumiinium
AW-1050
AW-1200
Al99.5
Al99.0
99,5
99,0
L
Kal.
Kal.
35
105
115
80
125
125
42
10
9
20
36
38
Toiduainetetööstus
Pakendimaterjal
Alumiiniumisulamid – mittevanandatavad
AW- 5052
AW- 5083
AlMg2.5
AlMg4.5Mn
97,2
94,6
Kal.
Kal.
200
275
250
360
14
16
75
105
Plekk keeviskonstruktsioonide tarvis
Alumiiniumisulamid – vanandatavad
AW-2024
AW- 6082
AW-7020
AlCu4Mg1
AlSi1MgMn
AlZn4.5Mg1
93,4
97,4
93,6
K+LV
K+KV
K+LV
K+KV
K+KV
275
425
170
310
335
430
485
260
340
380
18
12
24
11
13
120
150
75
100
125
Kõrgtugevad lennuki konstruktsioonid Kõrgtugevad
transpordivahendite konstruktsiooniosad
Lennukikonstruktsioonid
1)L – lõõmutatult, Kal. – kalestatult, K+LV – karastatud ja loomulikult vanandatult,
K+KV – karastatud ja kunstlikult vanandatult
Tabel 1.25. Alumiiniumi valusulamid
EN tunnusnr.
Margi-tähis
Al
%
Valu-viis
Olek1)
Rp0.2
N/mm2
Rm
N/mm2
A
%
HB
Kasutus ja
omadused
Alumiiniumisulamid – mittevanandatavad
AC-44100
AC-51400
AlSi12
AlMg5Si1
88
94
LiV,KoV
LV, KV
VO
VO
90
100
180
170
5
2
55…75
55…75
Mitmesugused valandid
Hea korrosioonikindlus
Alumiiniumisulamid – vanandatavad
AC-21100
AC-42100
AC-71000
AlCu4Ti
AlSi7Mg
AlZn5Mg
95
93
93
LiV
LiV,KoV
LiV,KoV
K+KV
K+LV
K+KV
K+LV
260
120
200
180
280
200
250
230
5
8
4
4
90…115
60…85
80…110
70…100
Kõrgtugevad, kuumuskindlad
Väga head valusulamid
Lennukikonstruktsioonid
1) LiV – liivsavivormivalu, KoV – kokillvalu , VO – valmistamisolekus,
K+KV – karastatud ja kunstlikult vanandatult, K+LV – karastatud ja loomulikult vanandatud
lumiiniumisulamid võivad olla legeeritud paljude elementidega. Nii saadakse paljusid kasulikke konstruktsioonimaterjale. Alumiiniumisulameid liigitatakse tavaliselt toodete saamise (töödeldavuse) ja termotöötluse alusel.
Toodete saamise (valmistamise) mooduse järgi liigitatakse alumiiniumisulamid kahte gruppi:
a) deformeeritavad (survetöödeldavad) sulamid,
b) valusulamid.
Lähtudes termotöödeldavusest liigitatakse sulamid samuti kahte gruppi:
a) vanandatavad sulamid,
b) mittevanandatavad sulamid.
Enamik deformeeritavaid alumiiniumisulameid on vanandatavad, misläbi saab suurendada nende tugevust ja kõvadust. Deformeeritavatel vanan da mise teel tugevdatud alumiiniumisulamitel on väikese tiheduse juures küllaltki suur tugevus, mistõttu sellised sulamid on masina- ja aparaadiehituses teraste järel üks põhilisemaid konstruktsioonimaterjale. Tugevuse tõstmise eesmärgil sulameid karastatakse ja seejärel vanandatakse kas loomulikult (s.o. toatemperatuuril) või kunstlikult (s.o. kõrgendatud temperatuuril). Seejuures saavutatakse tugevus mitte karastamisega nagu terastel, vaid vanandamisega.
Alumiiniumi deformeeritavad sulamid
Deformeeritavad alumiiniumisulamid liigitatakse termotöötluse põhjal järgmiselt:
a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittevanandatavad);
b) termotöötlusega tugevdatavad sulamid
(vanandatavad).
Esimesse gruppi kuuluvad eelkõige Al-Mn-, Al-Mg-sulamid, teise Al-Cu-Mg-, Al-Mg-Si-sulamid.
Deformeeritavatest, mittevanandatavatest sulamitest tuntumad Al-Mn- ja Al-Mg-sulamid sisaldavad 1…5% Mn või Mg, olles ca 15% tugevamad puhtast alumiiniumist ja veidi suurema korrosioonikindlusega.
Need sulamid on kõrge plastsusega, korrosioonikindlad, hästi stantsitavad ja keevitatavad aga madala tugevusega. Neist valmistatakse kütusepaake, traati, neete.
Deformeeritavatest vanandatavatest sulamitest tuntuim on duralumiinium (Al-Cu-Mg- sulam ), mille termotöötlus on võimalik tänu vase lahustuvuse muutusele alumiiniumis temperatuuri alanedes (väheneb 5,7%-lt 0,2%-ni). Karastamisele järgneva vanandamise tulemusel ( vt. joonis ) tõuseb duralumiiniumi kõvadus ja tugevusnäitajad, vähenevad aga plastsusnäitajad.
Duralumiiniumi kasutatakse lennukitööstuses.
Kõrgtugevad ja kuumuskindlad Al- sulamid sisaldavad legeerivaid elemente ( Fe, Ni, Cu jt.)
Al- laagrisulamitest ( sisaldavad Pb) valmistatakse laagriliudu.
Kk
Alumiiniumi valusulamid
Alumiiniumi valusulamite tüüpilised esindajad on Al-Si-sulamid - silumiinid, mis ei moodusta ega mille koostises ei ole keemilisi ühendeid. Sulamites on ränisisaldus 10...13%. Tänu heale vedelvoolavusele (Si suurendab ka puhta Al vedelvoolavust) kasutatakse sulameid valusulameina valatuna liivsavi- või metallvormi .
Keerulise kujuga vastutusrikaste detailide nagu karterid ja mootori plokid , valmistamiseks kasutatakse Al-Si-Zn – sulameid.
Kasutusel ka Al-Mg ja Al-Cu – sulamid.
Alumiinium ja alumiiniumisulamid
Puhas Al Al-sulamid Pulberalumiinium
Deformeeritavad Valusulamid
sulamid
Vananda- Mitte- Vananda- Mitte-
tavad vanan- tavad vanan-
datavad datavad
Alumiiniumisulamite termotöötlus
Alumiiniumisulamite tugevdamiseks rakendatakse karastamist ja vanandamist, struktuuri ühtlustamiseks ja kalestumise kõrvaldamiseks ka lõõmutamist.
Lõõmutamine. Rakendatakse homogeni-seerivat kui ka rekristalliseerivat lõõmutamist. Esi-mest kasutatakse esmajoones sulami likvatsiooni (metalli kristallide koostise ebaühtluse) kõrvalda-miseks. Lõõmutatakse temperatuuril 450…520 °C kümneid tunde, jahutatakse õhu käes või koos ahjuga. Rekristalliseeriv lõõmutamine viiakse läbi sõltuvalt sulami koostisest temperatuuril 350…500 °C kestusega kuni paar tundi kalestumise kõrvaldamise ja tera peenendamise eesmärgil.
Sele 1.41. Alumiiniumi pehmelõõmutamine
Karastamine seisneb kuumutamises temperatuurini, mil sulamis lisandid lahustuvad alumiiniumis kas täielikult või osaliselt, sellel temperatuuril seisutamises ja seejärel kiires jahutamises üleküllastatud tardlahuse saamiseks. Karastamine toimub vees. Pärast karastamist on tardlahuse struktuuriga sulam madalate tugevusomadustega, ent on suure plastsusega.
Vanandamine seisneb karastamisele järgnevas seisutamises toatemperatuuril mõne ööpäeva kestel (loomulik vanandamine) või kõrgendatud temperatuuril alates mõnest tunnist (kunstlik vanan damine ). Vanandamise käigus toimuvad üleküllastunud tardlahuses muutused (eraldub CuAl2), mille tulemusena sulam tugevneb. Vanandamisel tõuseb sulami kõvadus, tõmbetugevus ja voolavuspiir. Seejuures väheneb aga plastsus ja sitkus.
Tabel 1.26. Alumiiniumisulamite pehme-
lõõmutus
EN tunnusnr.
Tlõõm
°C
Kestus
min
AW-1050
AW-1200
AW-2014
AW-5052
AW-5083
AW-6082
AW-7020
380…450
380…450
380…420
380…450
410…450
380…420
400…420
30
30
30 (30°/min) kuni 250 °C
30
30
30 (30°/min) kuni 250 °C
30
Tabel 1.27. Alumiiniumisulamite termotöötlusrežiimid
EN tunnusnr.
Tkar
°C
Loomulik vanan-damine päev
Kunstlik vanandamine
°C
min
AW-2024
AW-6082
AW-7020
5205
53010
48020
5
2
30
1755
1805
1205
6
5
24
Sele 1.42. Duralumiiniumi termotöötlus (karastamine + vanandamine)

.DOC Laadi alla originaalfail 5 lk · .doc · 148 allalaadimist

100 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 100 punkti.

~ 5 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2008-12-09 Kuupäev, millal dokument üles laeti

148 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

Ummm Õppematerjali autor

Lühike, kuid informatiivne konspekt alumiiniumi olemusest ja füüsikalistest omadustest ka koos teiste metallide ja mittemietaalidega.

alumiinium alumiiniumsulamid

Sarnased õppematerjalid

docx

Mõisted

kasutatakse teda vähe. Põhilised tehnomaterjalid Mangaan tõstab märgatavalt terase valmistatakse rauasulamitest. Nende kasutusala on tugevust, alandamata seejuures plastsust, ning umbes kümme korda laiem kui teistel metallidel ja samal ajal vähendab väävlisisaldusest tingitud nende sulamitel. Suurem osa rauasulamitest on kahjulikku mõju. süsinikku sisaldavad sulamid – rauasüsinikusula- Malmidele on peale suurema süsinikusisal- mid, mis jagunevad järgmiselt: duse omane ka suur ränisisaldus (1...3%). Räni - terased, mille süsinikusisaldus on kuni 2,14%; peamine mõju on selles, et koos süsinikuga soodus- - malmid, mille süsinikusisaldus on üle 2,14% tab ta grafiidi eraldumist. (tavaliselt kuni 4%). Väävel ja fosfor. Väävel ja fosfor on

Kategoriseerimata

docx

Alumiiniumi kordamine

. Lennundus, autotööstus, sport, elektriseadmed, kodutehnika, ehitus, laevaehitus 3. Alumiiniumisulamite mehaanilised omadused. - deformeeritavad (termotöödeldavad, mitte-termotöödeldavad) - valusulamid (termotöödeldavad, mitte-termotöödeldavad) - legeerelemendid - Mg, Si, Cu, Zn - tõstavad tugevusomadusi - Mn, Cr - tõstavad korrosioonikindlust - Cu - vähendab korrosioonikindlust - Ti - parandab pinnaomadusi Al Mg sulamid magnaaliumid- on väikese tiheduse, suure tugevuse ja plastsusega, hea keevitatavuse, lõiketöödeldavuse ning korrosioonikindlusega kuid halvasti valatavad ning halva soojusjuhtivusega ja madala kuumutustugevusega (kuni 100º C). Muude lisanditega alumiiniumsulamid : Kuumustugevad Al sulamid on mõeldud tööks kuni 350º C. Kasutatakse näit lennukimootorite kolbide valmistamiseks. Mehaanilised omadused sõltuvad termotöötlusest ning valmistusviisist.

Keemia

doc

Metallide tihetusestt ja mu selline jutt

Malmi toodetakse kõrgahjudes. Saadakse toormalm, mida kasutatakse terase tootmiseks. Malmvalandite valmistamiseks kasutatakse masinaehituses peamiselt hallmalmi, vastutusrikkamate masinaosade korral (vänt- ja jaotusvõllid, hammasrattad, kepsud jms.) kasutatakse aga keragrafiitmalmi ning dünaamilisel koormusel töötavate põllumasinate ja autode osade tarvis ka tempermalmi. Valuviisidest kasutatakse peamiselt liivsavivormi ja metallvormi (kokilli) valu (sele 1.39 ja 1.40) 1.2.2. Alumiinium ja alumiiniumisulamid Alumiinium Alumiinium on enamlevinumaid elemente maakoores, kuid olles väga aktiivne hapniku suhtes, esineb ta looduses ühendeina. Põhiliselt saadakse alumiiniumi mineraalist boksiidist. Tootmisprotsess seisneb sellest alumiiniumoksiidi saamises ja järgnevas sulas krüoliidis lahustatud alumiiniumoksiidi elektrolüüsis. Sel menetlusel saadud alumiiniumi puhtus on 99,5...99,8% ja põhilisteks lisanditeks raud, räni ja mangaan

Kategoriseerimata

pdf

Metallide Tehnoloogia 1 Referaat

Tihedus 3 3 Tiheduse ühikuks on mahuühiku mass kg/m . Plastidel on tihedus 1000 - 2000 kg/m , 3 keraamikal 1500 - 2500 kg/m , enamkasutatavatel metallidel piires 1700 - 22000 3 kg/m . Viimaste puhul eristatakse tihedusest lähtuvalt kergmetalle ja -sulameid, mille 3 tihedus on alla 5000 kg/m (liitium, berüllium, magneesium, alumiinium, titaan jt.), 3 raskmetalle ja -sulameid, mille tihedus ületab 10000 kg/m (plaatina, volfram, molübdeen, plii, tina jt.) ning keskmetalle ja -sulameid (tihedus üle 5000 kuid alla 10 3 000 kg/m ). Tabel 1. Metallide tihedus Metall Tihedus Alumiinium 2700 Tsink 7140

Metalliõpetus

docx

Tehnomaterjalide stenogramm

Stenogramm aines tehnomaterjalid Üliõpilane: Üliõpilaskood: Rühm: Materjalide füüsikalised ja mehaanilised omadused Metallide ja sulamite liigitus tiheduse järgi:  ρ< 5000 kg/m3 – kergmetallid ja –sulamid;  5000 < ρ < 10000 kg/m3 - keskmetallid ja –sulamid;  ρ > 10000 kg/m3 - raskmetallid ja -sulamid. Metallide ja sulamite liigitus sulamistemperatuuri järgi:  kergsulavad metallid ja sulamid - TS ≤327°C (Pb sulamistemperatuur) - Pb, Sn, Sb;  kesksulavad metallid ja sulamid - TS =327-1539°C - Mn, Cu, Ni, Ag jt;  rasksulavad metallid ja sulamid - TS >1539°C (Fe sulamistemperatuur) – Ti, Cr, V, Mo, W. Plastsusnäitajad Plastsus on materjali võime purunemata muuta talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat (plastset) deformatsiooni pärast väliskoormuse lakkamist.

tehnomaterjalid

docx

Alumiiniumi referaat

Juhendaja: lektor Annika Koitmäe Esitamiskuupäev: 29.10.2014 Üliõpilase allkiri:……………. Õppejõu allkiri: …………….. Tallinn 2015 SISUKOR SISSEJUHATUS........................................................................................................................................3 1. ALUMIINIUM.......................................................................................................................................4 1.1.Tootmine..........................................................................................................................................4 1.2.Ajalugu.............................................................................................................................................5 1.3. Aatomi ehitus.........................

tehnomaterjalid

pdf

Materjalid

............................ 5 1.1.2. Materjalide omadused .................................................................................................................. 6 1.2. Metalsed materjalid ........................................................................................................................... 14 1.2.1. Rauasüsinikusulamid ................................................................................................................. 14 1.2.2. Alumiinium ja alumiiniumisulamid .............................................................................................. 30 1.2.3. Vask ja vasesulamid................................................................................................................... 33 1.2.4. Nikkel ja niklisulamid .................................................................................................................. 35 1.2.5. Titaan ja titaanisulamid......................................

Kategoriseerimata

docx

Teraste tähistamine (euroopa-, venesüstem). Alumiini. Vask.

8). Tähisele järgnev arv näitab vastava elemendi keskmist sisaldust protsentides. Kui elemendi sisaldus terases on kuni 1%, siis reeglina arvu ei järgne. Näiteks: teras 40X( 0,40%C, kuni 1%Cr), teras 12X18H10T(0,12%C, 18%Cr, 10% Ni, kuni 1 % Ti), teras 9XC( 0,9% C, kuni 1%Cr ja Si), terasX61( ca 1% C, 6%Cr, ca 1% V). Legeerteraseid toodetakse ainult rahulikena ning tähist c margitähise lõpus ei tooda. Alumiinium Peamine maak on boksiid, mis sisaldab Al2O3 - nH2= ning Fe, Si, ja teisi oksiide. Tootmisprotsess: 1)Al2O3 saamine 2)Al2 O3 elektrolüüs Al saamiseks

Tehnomaterjalid

Rohkem sarnaseid