Što je aluminijska legura?
Aluminijska legura je kemijski sastav u kojem se čistom aluminiju dodaju drugi elementi kako bi se poboljšala njegova svojstva, prvenstveno radi povećanja čvrstoće. Ti drugi elementi uključuju željezo, silicij, bakar, magnezij, mangan i cink u količinama koje zajedno mogu činiti čak 15 posto težine legure. Legurama se dodjeljuje četveroznamenkasti broj, u kojem prva znamenka označava opću klasu ili seriju, karakteriziranu glavnim legirajućim elementima.
Čisti aluminij
1xxx serija
Legure serije 1xxx sastoje se od aluminija čistoće 99 posto ili više. Ova serija ima izvrsnu otpornost na koroziju, izvrsnu obradivost, kao i visoku toplinsku i električnu vodljivost. Zbog toga se serija 1xxx obično koristi za prijenosne vodove ili električne mreže. Uobičajene oznake legura u ovoj seriji su 1350, za električne primjene i 1100, za pladnjeve za pakiranje hrane.
Termički obrađive legure
Neke se legure ojačavaju toplinskom obradom u otopini, a zatim kaljenjem ili brzim hlađenjem. Toplinska obrada zagrijava čvrsti, legirani metal do određene točke. Elementi legure, nazvani otopljena tvar, homogeno su raspoređeni s aluminijem koji ih stavlja u čvrstu otopinu. Metal se potom kali 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 u radu peći na niskoj temperaturi, što se naziva umjetnim starenjem.
2xxx serija
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 razinu otpornosti na atmosfersku koroziju kao mnoge druge aluminijske legure. Stoga se ove legure obično boje ili platiraju za takve izloženosti. Općenito se platiraju legurom visoke čistoće ili legurom serije 6xxx kako bi se uvelike oduprle koroziji. Legura 2024 možda je najpoznatija zrakoplovna legura.
Serija 6xxx
Serija 6xxx je svestrana, toplinski obradiva, lako se oblikuje, zavaruje i ima umjereno visoku čvrstoću uz izvrsnu otpornost na koroziju. Legure u ovoj seriji sadrže silicij i magnezij kako bi se unutar legure formirao magnezijev silicid. Proizvodi dobiveni ekstruzijom iz serije 6xxx prvi su izbor za arhitektonske i konstrukcijske primjene. Legura 6061 je najčešće korištena legura u ovoj seriji i često se koristi u okvirima kamiona i brodova. Osim toga, neka kućišta za telefone izrađena su od legure serije 6xxx.
Serija 7xxx
Cink je glavno legirajuće sredstvo za ovu seriju, a kada se magnezij doda u manjoj količini, rezultat je toplinski obradiva legura vrlo visoke čvrstoće. Drugi elementi poput bakra i kroma također se mogu dodati u malim količinama. Najčešće poznate legure su 7050 i 7075, koje se široko koriste u zrakoplovnoj industriji.
Legure koje se ne mogu toplinski obraditi
Legure koje nisu toplinski obrađene ojačavaju se hladnom obradom. Hladna obrada događa se tijekom valjanja ili kovanja i to je radnja "obrade" metala kako bi postao jači. Na primjer, kada se aluminij valja na tanje debljine, on postaje jači. To je zato što hladna obrada stvara dislokacije i praznine u strukturi, što zatim sprječava kretanje atoma u odnosu jednih na druge. To povećava čvrstoću metala. Legirajući elementi poput magnezija pojačavaju ovaj učinak, što rezultira još većom čvrstoćom.
3xxx serija
Mangan je glavni legirajući element u ovoj seriji, često uz dodavanje manjih količina magnezija. Međutim, samo ograničen postotak mangana može se učinkovito dodati aluminiju. 3003 je popularna legura za opću namjenu jer ima umjerenu čvrstoću i dobru obradivost te se može koristiti u primjenama kao što su izmjenjivači topline i pribor za kuhanje. Legura 3004 i njezine modifikacije koriste se u tijelima aluminijskih limenki za pića.
4xxx serija
Legure serije 4xxx kombiniraju se sa silicijem, koji se može dodati u dovoljnim količinama da snizi talište aluminija, bez stvaranja krhkosti. Zbog toga, serija 4xxx proizvodi izvrsne žice 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 primarno legirajuće sredstvo u seriji 5xxx i jedan je od najučinkovitijih i najčešće korištenih legirajućih elemenata za aluminij. Legure u ovoj seriji posjeduju umjerene do visoke karakteristike čvrstoće, kao i dobru zavarljivost i otpornost na koroziju u morskom okruženju. Zbog toga se aluminijsko-magnezijeve legure široko koriste u građevinarstvu, spremnicima za skladištenje, tlačnim posudama i pomorskim primjenama. Primjeri uobičajenih primjena legura uključuju: 5052 u elektronici, 5083 u pomorskim primjenama, anodizirane ploče 5005 za arhitektonske primjene, a 5182 izrađuje aluminijske poklopce za limenke pića.
