1. Przedstaw kompleksową klasyfikację stopów aluminium.

Podział stopów aluminium:

• do obróbki plastycznej:

- zawierają na ogół mniejsze ilości dodatków stopowych, głównie miedź, magnez i mangan, rzadziej krzem, cynk, nikiel, chrom, tytan;

- niektóre stopy aluminium można poddawać utwardzaniu wydzieleniowemu;

- najnowszy stop, dzięki któremu można spawać aluminium, to alumilut

• odlewnicze:

- zaliczamy do nich stopy przeważnie wieloskładnikowe o większej zawartości pierwiastków stopowych, np. z krzemem (silumin); z krzemem i magnezem, z krzemem, miedzią, magnezem i manganem, z krzemem, miedzią, niklem, magnezem i manganem i inne;

- cechują się one dobrą lejnością i małym skurczem

(Niektóre stopy mają właściwości i takie i takie.)

Podział stopów aluminium:

• ze względu na podatność do utwardzenia wydzieleniowego:

- nie utwardzane wydzieleniowo;

- utwardzane wydzieleniowo;

• ze względu na ilość pierwiastków stopowych:

- wieloskładnikowe;

- dwuskładnikowe;

• ze względu na rodzaj głównego dodatku stopowego:

Al-Si, Al-Cu, Al-Mg, Al-Zn, Al-Mn(Fe), Al-Li

2. Podaj właściwości mechaniczne i fizykochemiczne czystego aluminium (wytrzymałość na rozciąganie, temperatura topnienia itp.)

Właściwości aluminium:

• duża plastyczność;

• parametr sieci a = 0,40408 nm;

• temperatura topnienia ok. 660 °C;

• temperatura wrzenia 2060 °C;

• mała gęstość 2,7 g/cm3 (3 razy mniejsza niż żelaza) kwalifikuje ten metal do grupy metali lekkich;

• dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne;

• wysoka energia błędu ułożenia 200 - 250 mJ/m2;

• odporność na działanie wody, H2CO3, H2S, wielu kwasów organicznych, związków azotowych;

• brak odporności na działanie wodorotlenków (np. NaOH, KOH), kwasów beztlenowych (HF, HCl), wody morskiej i jonów rtęci;

• niska wytrzymałość Rm = 70 – 120 MPa, Re = 20 - 40 MPa, wydłużenie A10 = 30 - 45, przewężenie Z = 80 - 95 %;

• twardość 15 - 30 HB

3. Scharakteryzuj stopy aluminium z krzemem rysując podwójny układ równowagi podając najczęściej stosowany skład chemiczny z uzasadnieniem i właściwości mechaniczne (twardość, wydłużenie).

Najczęściej spotyka się stopy aluminium z krzemem, zwane siluminami, ponieważ właściwości wytrzymałościowe czystego aluminium są stosunkowo niskie.

Właściwości mechaniczne siluminów:

• odporność na korozję;

• dobra lejność;

• mały skurcz;

• mała skłonność do pękania;

4. Przedstaw na czym polega modyfikacja stopów AlSi i jakie są jej efekty.

Struktura i modyfikacja siluminów:

• siluminy podeutektyczne i eutektyczne modyfikuje się sodem, dodawanym w postaci mieszaniny NaF, NaCl i KCl. Dodatek Na obniża temp. przemiany eutektycznej oraz powoduje przesunięcie punktu eutektycznego do większego stężenia (w prawo) - do ok. 13% Si. Strukturę takiego stopu stanowi drobnoziarnista eutektyka (α + β) z wydzieleniami drobnymi fazy − α.

• siluminy nadeutektyczne, (duże wydzielenia β {Si}), modyfikuje się fosforem, który tworzy dyspersyjne cząstki AlP - stające się heterogenicznymi zarodkami krystalizacji cząstek fazy β {Si} - w wyniku czego otrzymuje się w temp. otocznia drobnokrystaliczną eutektykę (α +β) oraz drobne wydzielenia cząstek fazy − β {Si} o dużej dyspersji.

EFEKTEM MODYFIKACJI SILUMINÓW JEST WZROST ICH WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH

5. Scharakteryzuj durale podając skład chemiczny, strukturę, rodzaj obróbki cieplnej, właściwości mechaniczne i zastosowanie.

Durale:

• zawierają głównie aluminium oraz dodatki stopowe: miedź, mangan, magnez, krzem, żelazo i inne w łącznej ilości ok. 6% ;

• przeznaczone do przeróbki plastycznej;

• gęstość ok. 3 g/cm³;

• wysoka wytrzymałość mechaniczna - ponad 400 MPa;

• najlepsze własności wytrzymałościowe uzyskuje po starzeniu naturalnym;

• niewielka odporność korozyjna;

Zastosowanie:

• w lotnictwie do części konstrukcyjnych;

• niegdyś także do ram naziemnych pojazdów sportowych, itp.;