Čo je to hliníková zliatina?
Hliníková zliatina je chemické zloženie, kde sa do čistého hliníka pridávajú ďalšie prvky s cieľom zlepšiť jeho vlastnosti, predovšetkým zvýšiť jeho pevnosť. Medzi tieto ďalšie prvky patrí železo, kremík, meď, horčík, mangán a zinok v množstvách, ktoré môžu spolu tvoriť až 15 percent hmotnosti zliatiny. Zliatiny majú štvorciferné číslo, v ktorom prvá číslica označuje všeobecnú triedu alebo sériu charakterizovanú hlavnými legujúcimi prvkami.
Čistý hliník
Séria 1xxx
Zliatiny série 1xxx pozostávajú z hliníka s čistotou 99 percent alebo vyššou. Táto séria má vynikajúcu odolnosť proti korózii, vynikajúcu spracovateľnosť, ako aj vysokú tepelnú a elektrickú vodivosť. Preto sa séria 1xxx bežne používa na prenosové vedenia alebo vedenia elektrickej siete. Bežné označenia zliatin v tejto sérii sú 1350 pre elektrické aplikácie a 1100 pre tácky na balenie potravín.
Tepelne spracovateľné zliatiny
Niektoré zliatiny sa spevňujú tepelným spracovaním v roztoku a následným kalením alebo rýchlym ochladením. Tepelné spracovanie zahŕňa zahriatie pevného, legovaného kovu na určitý bod. Prvky zliatiny, nazývané rozpustené látky, sú homogénne rozptýlené v hliníku, čím sa dostanú do pevného roztoku. Kov sa následne kalí alebo rýchlo ochladí, čím sa atómy rozpustenej látky zmrazia na mieste. Atómy rozpustenej látky sa následne spoja do jemne rozptýlenej zrazeniny. Toto sa deje pri izbovej teplote, čo sa nazýva prirodzené starnutie, alebo pri nízkoteplotnej peci, čo sa nazýva umelé starnutie.
Séria 2xxx
V sérii 2xxx sa meď používa ako hlavný legujúci prvok a možno ju výrazne spevniť tepelným spracovaním v roztoku. Tieto zliatiny majú dobrú kombináciu vysokej pevnosti a húževnatosti, ale nemajú takú úroveň odolnosti voči atmosférickej korózii ako mnohé iné hliníkové zliatiny. Preto sú tieto zliatiny zvyčajne natierané alebo plátované pre takéto expozície. Vo všeobecnosti sú plátované vysokočistou zliatinou alebo zliatinou série 6xxx, aby boli vysoko odolné voči korózii. Zliatina 2024 je pravdepodobne najznámejšou leteckou zliatinou.
Séria 6xxx
Zliatiny radu 6xxx sú všestranné, tepelne spracovateľné, vysoko tvárne, zvárateľné a majú stredne vysokú pevnosť spojenú s vynikajúcou odolnosťou proti korózii. Zliatiny v tejto sérii obsahujú kremík a horčík, aby sa v zliatine vytvoril silicid horčíka. Extrúzne produkty zo série 6xxx sú prvou voľbou pre architektonické a konštrukčné aplikácie. Zliatina 6061 je najpoužívanejšou zliatinou v tejto sérii a často sa používa v rámoch nákladných vozidiel a lodí. Okrem toho boli zo zliatiny série 6xxx vyrobené aj niektoré puzdrá na telefóny.
Séria 7xxx
Zinok je hlavným legujúcim činidlom pre túto sériu a ak sa horčík pridá v menšom množstve, výsledkom je tepelne spracovateľná zliatina s veľmi vysokou pevnosťou. V malých množstvách sa môžu pridávať aj ďalšie prvky, ako je meď a chróm. Najznámejšie zliatiny sú 7050 a 7075, ktoré sa široko používajú v leteckom priemysle.
Zliatiny nespracovateľné tepelnou úpravou
Tepelne neupravené zliatiny sa spevňujú tvárnením za studena. Tvárnenie za studena prebieha počas valcovania alebo kovania a je to proces „opracovania“ kovu, aby sa stal pevnejším. Napríklad pri valcovaní hliníka na tenšie hrúbky sa stáva pevnejším. Je to preto, že tvárnenie za studena vytvára v štruktúre dislokácie a prázdne miesta, ktoré potom bránia pohybu atómov voči sebe navzájom. To zvyšuje pevnosť kovu. Legujúce prvky, ako je horčík, tento účinok zintenzívňujú, čo vedie k ešte vyššej pevnosti.
Séria 3xxx
Mangán je hlavným legujúcim prvkom v tejto sérii, často s menším množstvom pridaného horčíka. Do hliníka sa však dá účinne pridať iba obmedzené percento mangánu. Zliatina 3003 je obľúbená zliatina na všeobecné použitie, pretože má strednú pevnosť a dobrú spracovateľnosť a možno ju použiť v aplikáciách, ako sú výmenníky tepla a kuchynské náčinie. Zliatina 3004 a jej modifikácie sa používajú v telách hliníkových plechoviek na nápoje.
Séria 4xxx
Zliatiny série 4xxx sa kombinujú s kremíkom, ktorý sa môže pridať v dostatočnom množstve na zníženie bodu topenia hliníka bez toho, aby došlo k jeho krehkosti. Vďaka tomu séria 4xxx vyrába vynikajúce zváracie drôty a spájkovacie zliatiny tam, kde je potrebný nižší bod topenia. Zliatina 4043 je jednou z najpoužívanejších prídavných zliatin na zváranie zliatin série 6xxx pre konštrukčné a automobilové aplikácie.
Séria 5xxx
Horčík je primárnym legujúcim činidlom v rade 5xxx a je jedným z najúčinnejších a najpoužívanejších legujúcich prvkov pre hliník. Zliatiny v tejto rade majú stredné až vysoké pevnostné charakteristiky, ako aj dobrú zvariteľnosť a odolnosť voči korózii v morskom prostredí. Z tohto dôvodu sa zliatiny hliníka a horčíka široko používajú v stavebníctve, skladovacích nádržiach, tlakových nádobách a námorných aplikáciách. Medzi príklady bežných aplikácií zliatin patria: 5052 v elektronike, 5083 v námorných aplikáciách, eloxované plechy 5005 pre architektonické aplikácie a 5182 vyrába hliníkové viečka na plechovky na nápoje.
