Čo je to hliníková zliatina?
Hliníková zliatina je chemické zloženie, kde sa k čistému hliníku pridávajú ďalšie prvky, aby sa zlepšili jeho vlastnosti, predovšetkým aby sa zvýšila jeho pevnosť. Tieto ďalšie prvky zahŕňajú železo, kremík, meď, horčík, mangán a zinok v množstvách, ktoré spolu môžu tvoriť až 15 percent hmotnosti zliatiny. Zliatinám je priradené štvormiestne číslo, v ktorom prvá číslica označuje všeobecnú triedu alebo sériu charakterizovanú svojimi hlavnými legovacími prvkami.
Čistý hliník
Séria 1xxx
Zliatiny radu 1xxx sa skladajú z hliníka s čistotou 99 percent alebo vyššou. Táto séria má vynikajúcu odolnosť proti korózii, vynikajúcu spracovateľnosť, ako aj vysokú tepelnú a elektrickú vodivosť. To je dôvod, prečo sa séria 1xxx bežne používa na prenosové alebo elektrické rozvody. Bežné označenia zliatin v tejto sérii sú 1350 pre elektrické aplikácie a 1100 pre misky na balenie potravín.
Tepelne spracovateľné zliatiny
Niektoré zliatiny sú spevnené rozpúšťacím tepelným spracovaním a následným kalením alebo rýchlym ochladením. Tepelné spracovanie odoberie pevný legovaný kov a zahreje ho na určitý bod. Zliatinové prvky, nazývané rozpustené látky, sú homogénne rozdelené s hliníkom a uvedú ich do tuhého roztoku. Kov sa následne ochladí alebo rýchlo ochladí, čím sa atómy rozpustenej látky zmrazia na mieste. Atómy rozpustenej látky sa následne spoja do jemne rozptýlenej zrazeniny. K tomu dochádza pri izbovej teplote, ktorá sa nazýva prirodzené starnutie alebo pri nízkoteplotnej peci, ktorá sa nazýva umelé starnutie.
Séria 2xxx
V sérii 2xxx sa meď používa ako základný legovací prvok a môže byť výrazne spevnená pomocou rozpúšťacieho tepelného spracovania. Tieto zliatiny majú dobrú kombináciu vysokej pevnosti a húževnatosti, ale nemajú úroveň odolnosti proti atmosférickej korózii ako mnohé iné zliatiny hliníka. Preto sú tieto zliatiny zvyčajne natreté alebo potiahnuté pre takéto expozície. Vo všeobecnosti sú potiahnuté vysoko čistou zliatinou alebo zliatinou série 6xxx, aby výrazne odolávali korózii. Alloy 2024 je snáď najznámejšia letecká zliatina.
Séria 6xxx
Séria 6xxx je všestranná, tepelne spracovateľná, vysoko tvarovateľná, zvárateľná a má stredne vysokú pevnosť spojenú s vynikajúcou odolnosťou proti korózii. Zliatiny v tejto sérii obsahujú kremík a horčík, aby sa v zliatine vytvoril silicid horčíka. Extrudované výrobky 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 bolo niektoré puzdro na telefón vyrobené zo zliatiny série 6xxx.
Séria 7xxx
Zinok je primárnym legujúcim činidlom pre túto sériu, a keď sa horčík pridá v menšom množstve, výsledkom je tepelne spracovateľná zliatina s veľmi vysokou pevnosťou. V malých množstvách môžu byť pridané aj iné prvky, ako je meď a chróm. Najbežnejšie známe zliatiny sú 7050 a 7075, ktoré sú široko používané v leteckom priemysle.
Tepelne neupraviteľné zliatiny
Tepelne neupravené zliatiny sú spevnené opracovaním za studena. Opracovanie za studena sa vyskytuje počas metód valcovania alebo kovania a je to činnosť „opracovania“ kovu, aby bol pevnejší. Napríklad pri valcovaní hliníka na tenšie meradlá sa stáva silnejším. Je to preto, že opracovanie za studena vytvára dislokácie a voľné miesta v štruktúre, čo potom brzdí pohyb atómov voči sebe navzájom. To zvyšuje pevnosť kovu. Legujúce prvky ako horčík tento efekt zosilňujú, čo vedie k ešte vyššej pevnosti.
Séria 3xxx
Mangán je hlavným legujúcim prvkom v tejto sérii, často s menším množstvom pridaného horčíka. Do hliníka však možno efektívne pridať len obmedzené percento mangánu. 3003 je populárna 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 nápojových plechoviek.
Séria 4xxx
Zliatiny radu 4xxx sú kombinované s kremíkom, ktorý je možné pridať v dostatočnom množstve na zníženie bodu topenia hliníka bez toho, aby došlo ku krehkosti. Vďaka tomu séria 4xxx produkuje vynikajúce zváracie drôty a spájkovacie zliatiny, kde sa vyžaduje nižší bod tavenia. Zliatina 4043 je jednou z najpoužívanejších prídavných zliatin na zváranie zliatin série 6xxx pre konštrukčné a automobilové aplikácie.
Séria 5xxx
Horčík je primárne legujúce činidlo v rade 5xxx a je jedným z najúčinnejších a najrozšírenejších legujúcich prvkov pre hliník. Zliatiny tejto série majú stredné až vysoké pevnostné charakteristiky, ako aj dobrú zvárateľnosť a odolnosť voči korózii v morskom prostredí. Z tohto dôvodu sú zliatiny hliníka a horčíka široko používané v stavebníctve, skladovacích nádržiach, tlakových nádobách a námorných aplikáciách. Príklady bežných aplikácií zliatin zahŕňajú: 5052 v elektronike, 5083 v námorných aplikáciách, eloxované plechy 5005 pre architektonické aplikácie a 5182 vyrába hliníkové veko plechovky od nápojov.
