POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa
Ćwiczenia laboratoryjne z Materiałoznawstwa.
Nr ćw.	Temat ćwiczenia: Badania stopów aluminium stosowanych w budownictwie okrętowym.
Wykonał: Tomasz Wardyn		Grupa: 2 B (zarz)	Ocena:	Data oddania:

1. Cel

Zapoznanie się ze składem chemicznym, właściwościami mechanicznymi, obróbką cieplną i strukturami stopów aluminium stosowanych w budownictwie okrętowym. Poznanie układów Al-Mg, Al-Si, Al-Cu.

2. Metodyka badań

Analizowane przeze mnie próbki pobrane zostały zgodnie z normą PN-84|H-04519. Były wycinane ze stopów aluminium (z odlewów lub z obróbki plastycznej). Następnie były one szlifowane, polerowane, a na koniec trawione odczynnikiem Kellera i Wilcoxa. Zostały one poddane obserwacji pod mikroskopem świetlnym o powiększeniu 100 i 500 razy

4. Analiza

AlCu4Mg1: Ciemne(Al₂Cu) i jaśniejsze (Al.,Cu,Mg) wydzielone związki na tle roztworu stałego α

AlMg4: Umocniony przez zgniot na zimno. Widoczne granice ziarn. Faza międzymetaliczna β jest równomiernie rozłożona w osnowie ziarn, bez wyraźnych skupisk na ich granicach.

AlSiMg1: Struktura złożona ze stałego roztworu α i fazy umacniającej Mg₂Si.

Al-Si: Niemodyfikowany odlewany w piasku. Widoczne kryształy Si (ciemne wieloboki) na tle gruboziarnistej eutektyki α+Si

Al-Si: Modyfikowany odlewany w piasku. Widoczne są pierwotne kryształy α (jasne) na tle drobnoziarnistej eutektyki α+Si (ciemne pola)

Wszystkie fazy β są twarde i kruche; spełniają, więc rolę składnika utwardzającego. Oczywiście stopień utwardzenia stopu o danym składzie chemicznym i fazowym jest zależny od wielkości, kształtu i rozmieszczeń kryształów tych faz.

Stopy aluminium do przeróbki plastycznej to głównie wielofazowe durale z dodatkiem miedzi, magnezu, manganu, krzemu, np. AlCu4Mg1, AlMg4, AlSiMg4. Strukturę ich stanowi roztwór podstawowych dodatków stopowych w aluminium i wydzielenia faz międzymetalicznych, jak Al₂Cu, Al₃Mg₂, Mg₂Si, które uzyskuje się przez obróbkę cieplną i utwardzanie dyspersyjne dzięki wyraźnie zmiennej rozpuszczalności Cu i Mg i Si w Al. Utwardzanie dyspersyjne durali składa się z przesycenia i starzenia naturalnego bądź sztucznego i daje w efekcie prawie podwójną wytrzymałość. Durale nie są odporne na korozję i musza być zabezpieczone przed korozją przez proces utleniania anodowego lub przez platerowanie technicznym aluminium.

Stopy odlewnicze.

Są odlewane w formach piaskowych, kokilach lub jako odlewy ciśnieniowe. Odlewa się zwykle elementy o złożonych kształ­tach. Mają one jednak własności mechaniczne gorsze niż po przeróbce pla­stycznej.

Zastosowanie stopów aluminium w inżynierii:

Przez dodanie składników stopowych zmieniają się własności aluminium, podnoszą one własności mechaniczne, obniżają przewodność elektryczną i cieplną oraz odporność na korozję.

1. stopy przeznaczone do przeróbki plastycznej:

• przemysł maszynowy

• transportowy

• okrętowy

• budownictwo( konstrukcje budowlane, mosty )

2. stopy odlewnicze

• tłoki do silników spalinowych

• odlewy części maszyn

• odlewy do budowy aparatury chemicznej

• odlewy do produkcji wyrobów galanteryjnych

5. Wnioski

• Stopy aluminium cechuje się nietypową gruboziarnistą eutektyką (zwykle eutektyka jest drobnoziarnistą). Drobne ziarna charakteryzują się lepszymi właściwościami mechanicznymi.

• Modyfikacja (na przykładzie siluminów) oprócz zmiany budowy eutektyki powoduje przesunięcie punktu eutektycznego w prawo (z 11,7 na 13% Si), obniżenie temperatury topnienia (z 577°C na 564°C, co jest ważne w przypadku stopów odlewniczych) oraz wzrost wytrzymałości na rozciąganie odlewów, ich wydłużenia i udarności.

• Równomierny rozkład fazy β w ziarnach α bez skupisk na granicach ziarn charakteryzuje stop o dobrej odporności na korozję i o dobrych właściwościach mechanicznych.

• Wydzielenia wewnątrz ziaren są wydzieleniami umacniającymi roztwór; nie jest to struktura stała.

• Odlewnicze stopy aluminium-magnez odznaczają się dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi przy zadawalających właściwościach plastycznych.

• Własności stopów aluminium można kształtować przez obróbkę cieplną.

6. Bibliografia

• Skrypt PG. Ćwiczenie 17. Badanie stopów aluminium stosowanych w budownictwie okrętowym.

---