Hliník a jeho slitiny
Obecná charakteristika hliníku
Hliník (Aluminium – chem. značka Al) je díky svým vlastnostem nazýván i materiálem 21. století. Čistý hliník je stříbrolesklý kov s vícero vynikajícími vlastnostmi – je lehký, netoxický, nemagnetický a nezápalný. Je tuhého skupenství, patří mezi kovy. Čistý hliník je poměrně měkký kov. Pro zabezpečení požadovaných mechanických vlastností může být legován jinými kovy – legovacími prvky.
Hlavní oblasti použití hliníku v současnosti
- doprava
- stavebnictví
- strojírenský a hutnický průmysl
- energetika a elektrotechnický průmysl
- potravinářský průmysl
- chemický průmysl (potrubí, výměníky)
- rekreační průmysl a sport
- jiné oblasti použití (např. klenotnictví)
|
|
Chemická značka |
Al |
Mřížka |
K12 |
Hustota |
2.6989 g.cm-3 (při 0 °C) |
Teplota tavení |
660.4 °C |
Teplota varu |
2494 °C |
Teplota tavení |
247 W.m-1 (při 25 °C) |
|
Rozdělení slitin hliníku podle legování
1xxx skupina
Táto skupina obsahuje kvalitní nelegovaný hliník s čistotou 99,00 % anebo vyšší. Nelegovaný hliník se používá v mnoha oblastech, především však v elektrotechnickém a chemickém průmyslu. Je charakteristický výbornou odolností vůči korozi, nízkými hodnotami mechanických vlastností a výbornou tvarovatelností. Nejdůležitějším znečištěním jsou železo a křemík. Typické oblasti použití jsou výrobky jako chemické přístroje, reflektory, výměníky tepla, balící materiál apod. Pevnost je kolem 40–60 MPa.
|
|
2xxx skupina
Měď (Cu) je hlavním legovacím prvkem, často společně s hořčíkem jako druhým legovacím prvkem. Po zpracování rozpouštějícím žíháním a po vytvrzení za studena jsou jejich mechanické vlastnosti stejné jako při nelegované nízkouhlíkové oceli. Jejich odolnost proti korozi můžeme zlepšit pokrytím například vrstvou čistého hliníku. Slitiny ze skupiny 2xxx jsou především vhodné pro díly a konstrukce, které vyžadují vysoký poměr hodnot pevnosti a hmotnosti. Pevnost je kolem 400 MPa.
|
3xxx skupina
Hlavním legovacím prvkem je mangan (Mn). Z technických důvodů může být k hliníku legováním přidáváno jen asi 1,5 % manganu, proto je mangan přidáván jako hlavní složka jen do několika slitin. Slitiny mají využití při výrobě měřidel, plechovek na nápoje, kuchyňského nádobí, kanystrů a dopravních značek.
|
|
4xxx skupina
Hlavním legovacím prvkem je křemík (Si). Ten je možno přidat v dostatečném množství (až do 12 %), aby bylo dosaženo podstatné snížení bodu tavení, bez zvýšení křehkosti. Z těchto důvodů jsou slitiny hliníku a křemíku často používány jako přídavný materiál při sváření a jako spojovací materiál. Většina slitin z této skupiny není vytvrzená tepelným zpracováním. Slitiny s dostatečným množstvím křemíku změní při anodické oxidaci barvu na tmavě šedou až do antracitové, a proto jsou často používány především v architektuře.
|
5xxx skupina
Hlavním legovacím prvkem je hořčík (Mg). V kombinaci s manganem (Mn) může slitina po vytvrzení dosahovat průměrnou až vysokou tvrdost. Slitiny z této skupiny mají dobrou odolnost vůči korozi v mořském prostředí. Slitiny z této skupiny jsou používány v architektuře, jako dekorační rámy, jako plechovky na nápoje, v lodním stavitelství, pro kryogenní účely atd. Pevnost je kolem 200–350 MPa.
|
|
6xxx skupina
Slitiny ze skupiny 6xxx obsahují legovací prvky křemík a hořčík. Slitiny z této skupiny mohou být po zpracování rozpouštěcím žíháním (stav T4) tvarovány, a nakonec mohou být vytvrzením převedeny do stavu T6 (vysoká tvrdost). V stavu T4 je materiál dobře tvarovatelný. Obvykle je svařovatelnost, odolnost proti korozi a opracovatelnost těchto slitin dobrá. Používají se při výrobě rámů bicyklů, dopravných prostředků, zábradlí (mostů) atd. Slitiny skupiny 6xxx jsou vhodné pro povrchovou úpravu technologií anodické oxidace. Pevnost je kolem 200–350 MPa
|
7xxx skupina
Legujícím prvkem je zinek. Slitiny této skupiny jsou nejpevnějšími slitinami ze všech skupin, kdy pevnost je v rozmezí 450–500 MPa a v některých případech může být až 600 MPa. Tyto slitiny jsou náchylné k mezikrystalické korozi hlavně po svařování.
|
|
8xxx skupina
Slitiny obsahující ostatní legovací prvky (včetně lithia).
|