DSCN1742

3.1. Materiały na odlewy 145

nbSca 3.6. Wpływ podstawowych dodatków na umocnienie roztworowe stopów aluminium [16]

Pierwiastek	Różnica promieni atomowych (rx — rAi)/rAb %	Przyrost jR, na 1% MPa/% wag.	Przyrost Rm na 1% MPa/% wag.
Si	-3,8	9,2	39,6
Zn	-6,0	2,9	15,2
Cu	-10,7	13,8	43,1
Mn	-11,3	30,3	53,8
Mg	+11,8	18,6	50,3

wytwarzania i całkiem niezłe właściwości mechaniczne. Czyste aluminium charakteryzuje się nie tylko małą gęstością (2,7 Mg/m³), dobrą przewodnością elektryczną i cieplną, lecz także dużą odpornością korozyjną w wielu ośrodkach. Choć czyste Al nie odznacza się na tyle dużą wytrzymałością, by być atrakcyjnym materiałem konstrukcyjnym (R_m»10 MPa [3]), to może się nim stać, gdy zwiększy się jego wytrzymałość (nawet do 500 MPa). Realizuje się to, wprowadzając dodatki stopowe, których łączna zawartość może sięgać 24%, oraz odpowiednią obróbkę cieplną. Zadaniem dodatków jest przede wszystkim zwiększenie własności wytrzymałościowych na skutek umocnienia przez roztwór, wydzieleniowego lub dyspersyjnego albo po prostu przez zapewnienie wielofazowej budowy stopu, np. stop eutektyczny lub perytektyczny. Przykład składników stopowych oraz stopów wytwarzanych na osnowie Al pokazano na schemacie na rys. 3.18.

Skuteczność umacniania przez roztwór jest tym większa, im większa jest różnica między promieniem atomowym Al a promieniem dodatku stopowego (tabl. 3.6), choć zależy ona również od charakteru wiązań. Efekt umacniania czy to wydzieleniowego, czy dyspersyjnego zależy od rodzaju cząstek, ich geometrii i gęstości, które są funkcją parametrów obróbki cieplnej. Stąd też wyróżnia się stopy Al obrabiane cieplnie i stosowane bez obróbki cieplnej.

Podobnie jak w stopach żelaza, obok podstawowego pierwiastka stopowego często wprowadza się wiele innych, tworząc stopy wieloskładnikowe (rys. 3.18). Trzeba jednak pamiętać, że wprowadzenie dodatków stopowych, np. w celu zwiększenia wytrzymałości, może ujemnie wpłynąć na inne cechy stopu. Tak jest w przypadku miedzi, która z jednej strony umożliwia zwiększenie wytrzymałości i twardości stopów Al, z drugiej jednak pogarsza odporność korozyjną i może ujemnie wpłynąć na stabilność wymiarową.

Stopy Al, podobnie jak stopy Fe, są wrażliwe na zmianę lokalnej szybkości chłodzenia. Oznacza to, że ich struktura, a zatem i właściwości, silnie zależą od grubości ścianki odlewu i sposobu odlewania. Cechą mikrostruktury, umożliwiającą ocenę szybkości chłodzenia jest odległość między ramionami dendrytów — DAS (ang. Dendrite Arm Spacing). Wartości DAS wraz z innymi wielkościami, które są z nimi bezpośrednio związane, podano w tabl. 3.7 [1].