Što je aluminijska legura?
Aluminijska legura je kemijski sastav gdje se čistom aluminiju dodaju drugi elementi kako bi se poboljšala njegova svojstva, prvenstveno kako bi se povećala njegova čvrstoća. Ovi drugi elementi uključuju željezo, silicij, bakar, magnezij, mangan i cink u razinama koje zajedno mogu činiti čak 15 posto težine legure. Legurama se dodjeljuje četveroznamenkasti broj, u kojem prva znamenka identificira opću klasu ili seriju, karakteriziranu svojim glavnim legirajućim elementima.
Čisti aluminij
Serija 1xxx
Legure serije 1xxx sastoje se od aluminija čistoće 99 posto ili veće. Ova serija ima izvrsnu otpornost na koroziju, izvrsnu obradivost, kao i visoku toplinsku i električnu vodljivost. Zbog toga se serija 1xxx obično koristi za vodove prijenosa ili električne mreže. Uobičajene oznake legura u ovoj seriji su 1350, za električne primjene, i 1100, za ladice za pakiranje hrane.
Legure koje se mogu toplinski obraditi
Neke se legure ojačavaju toplinskom obradom u otopini i potom kaljenjem ili brzim hlađenjem. Toplinska obrada uzima čvrsti, legirani metal i zagrijava ga do određene točke. Elementi legure, koji se nazivaju otopljena tvar, homogeno su raspoređeni s aluminijem stavljajući ih u čvrstu otopinu. Metal se zatim gasi, ili brzo hladi, što zamrzava atome otopljene tvari na mjestu. Atomi otopljene tvari posljedično se spajaju u fino raspoređeni talog. To se događa na sobnoj temperaturi što se naziva prirodnim starenjem ili tijekom rada u peći na niskim temperaturama što se naziva umjetnim starenjem.
Serija 2xxx
U seriji 2xxx, bakar se koristi kao glavni legirajući element i može se značajno ojačati toplinskom obradom u otopini. Ove legure posjeduju dobru kombinaciju visoke čvrstoće i žilavosti, ali nemaju razine otpornosti na atmosfersku koroziju kao mnoge druge aluminijske legure. Stoga su ove legure obično obojene ili presvučene za takva izlaganja. Općenito su presvučeni legurom visoke čistoće ili legurom serije 6xxx kako bi bili otporni na koroziju. Alloy 2024 je možda najpoznatija legura za zrakoplove.
Serija 6xxx
Serije 6xxx su svestrane, mogu se toplinski obraditi, visoko se mogu oblikovati, zavarivati i imaju umjereno visoku čvrstoću u kombinaciji s izvrsnom otpornošću na koroziju. Legure u ovoj seriji sadrže silicij i magnezij kako bi se formirao magnezijev silicid unutar legure. Proizvodi za ekstruziju iz serije 6xxx prvi su izbor za arhitektonske i strukturalne primjene. Legura 6061 najčešće je korištena legura u ovoj seriji i često se koristi u okvirima kamiona i brodova. Uz to, neke su maske za telefon izrađene od legure serije 6xxx.
Serija 7xxx
Cink je primarno legirajuće sredstvo za ovu seriju, a kada se magnezij doda u manjoj količini, rezultat je legura visoke čvrstoće koja se može toplinski obraditi. Ostali elementi poput bakra i kroma također se mogu dodati u malim količinama. Najpoznatije legure su 7050 i 7075, koje se široko koriste u zrakoplovnoj industriji.
Legure koje se ne mogu toplinski obraditi
Toplinski neobrađene legure ojačavaju se hladnom preradom. Hladna obrada događa se tijekom metoda valjanja ili kovanja i to je radnja "obrade" metala kako bi se učinio jačim. Na primjer, kad se aluminij valja do tanjih debljina, on postaje jači. To je zato što se hladnom preradom stvaraju dislokacije i prazna mjesta u strukturi, što zatim inhibira međusobno kretanje atoma. Time se povećava čvrstoća metala. Legirajući elementi poput magnezija pojačavaju ovaj učinak, što rezultira još većom čvrstoćom.
Serija 3xxx
Mangan je glavni legirajući element u ovoj seriji, često s manjim dodanim količinama magnezija. Međutim, samo ograničeni postotak mangana može se učinkovito dodati aluminiju. 3003 je popularna legura za opću namjenu jer ima umjerenu čvrstoću i dobru obradivost i može se koristiti u aplikacijama kao što su izmjenjivači topline i posuđe za kuhanje. Legura 3004 i njezine modifikacije koriste se u tijelima aluminijskih limenki za piće.
Serija 4xxx
Legure serije 4xxx kombiniraju se sa silicijem, koji se može dodati u dovoljnim količinama za snižavanje tališta aluminija, bez stvaranja krtosti. Zbog toga serija 4xxx proizvodi izvrsnu žicu za zavarivanje i legure za lemljenje gdje je potrebna niža točka taljenja. Legura 4043 jedna je od najčešće korištenih legura za zavarivanje legura serije 6xxx za konstrukcijske i automobilske primjene.
Serija 5xxx
Magnezij je primarni agens za legiranje u seriji 5xxx i jedan je od najučinkovitijih i najraširenijih legiranih elemenata za aluminij. Legure u ovoj seriji imaju umjerene do visoke karakteristike čvrstoće, kao i dobru zavarljivost i otpornost na koroziju u morskom okruženju. Zbog toga se aluminijsko-magnezijeve legure naširoko koriste u građevinarstvu, spremnicima za skladištenje, tlačnim posudama i pomorskim aplikacijama. Primjeri uobičajenih primjena legura uključuju: 5052 u elektronici, 5083 u pomorskim primjenama, anodizirane ploče 5005 za arhitektonske primjene i 5182 za izradu aluminijskih poklopaca za limenke za piće.
