Jaký je název slitiny hliníku s mědí? Výroba kovových slitin na bázi mědi a hliníku

Jedním z nejběžnějších kovů na Zemi je hliník. Také se nazývá "létající kov". Navzdory skutečnosti, že se v přírodě nenachází ve své čisté podobě, nachází se v mnoha minerálech. A nejběžnější slitina, která se používá k výrobě mnoha částí a struktur, je dural (dural).

Byl vynalezen německým vědcem Alfredem Wilmem, který pracoval u firmy Dürener Metallwerke AG (Düren). Stanovil, že slitina hliníku s mědí má mnohem lepší vlastnosti než samotný kov v jeho čisté podobě.

Skupina vysoce pevných slitin

Ve skutečnosti duralová - je skupina slitin, ve kterém je hlavní složkou je hliník a jeho legující prvky - měď, zinek, mangan, hořčík. Obecně však jejich vlastnosti jsou určeny nejen kompozicí, ale také metodou tepelného zpracování. V roce 1903, poprvé, bylo zjištěno, že v procesu stárnutí slitiny hliníku s mědí se stává ještě silnější a pevnější.

Jak se později ukázalo, je to proto, že když je kovový vytvrzený po několik dní při teplotě místnosti, se rozkládá přesycený tuhý roztok, a to v pořadí, je doprovázen vytvrzení materiálu.

Proces stárnutí a návrat do předchozího stavu

Jak již bylo řečeno dříve, stárnutí kovu je důležitým procesem, který je způsoben strukturálními změnami, které způsobují změny ve fyzikálních a mechanických vlastnostech. To může být přirozené a umělé. V prvním případě se slitina udržuje několik dní při pokojové teplotě.

Při umělém stárnutí se zkracuje doba zpracování, ale teplota se zvyšuje. Aby se slitina vrátila zpět do předchozího stavu, musí se několik sekund ohřát na 270 stupňů a pak rychle ochladit.

Výroba hliníku

Abyste vyrobili slitinu hliníku s mědí, potřebujete špičkové vybavení a samozřejmě i samotný kov. Je extrahován z bauxitu. Jedná se o skálu, která musí být rozemletá, přidávala do ní vodu a pánela pod vysokým tlakem. Křemík je tedy oddělený od oxidu hlinitého. Pak se do speciální lázně s expandovaným kryolitem umístí hustá hmota. Obsah se zahřeje na 950 ° C a prochází se elektrickým proudem 400 kA.

To nám umožňuje zlomit vazbu mezi atomy kyslíku a hliníku. Výsledkem je, že se tento pohybuje dolů jako tekutý kov. Tedy tekuté odlitky jsou vyrobeny z tekutého hliníku. Nyní je kov zcela připraven k obrábění. Aby se však zvýšila jeho síla, je třeba k němu přidat legovací prvky, a tak získat vysoce kvalitní hliníkovou slitinu s mědí.

Výroba duralu

Celkově jsou všechny slitiny hliníku rozděleny do dvou skupin: slévárenské a deformované. Proces jejich výroby závisí na tom, jaký druh výsledku by měl být nakonec. Navíc výrobní metoda závisí také na požadovaných vlastnostech.

Pro výrobu duralu se hliníkové ingoty roztaví v elektrické peci. Je zajímavé, že je to jeden z mála kovů, které lze přenášet z pevného na tekutý a naopak mnohokrát. To neovlivní jeho vlastnosti. V roztaveném hliníku se střídavě přidává měď a další legující prvky, jako je mangan, železo, hořčík. Je velmi důležité dodržet procentní poměr: 93% hliníku, 5% mědi, zbývajících 2% tvoří ostatní legující prvky.

Kalení a žíhání duralu

Povinnou podmínkou pro tuto slitinu je proces vytvrzování. Doba trvání malých dílů je jen několik minut a teplota je asi 500 ° C. Ihned po postupu je duralum měkký a viskózní. Je snadno deformovatelná a zpracovává se. Po určité době se slitina vytvrdí a její mechanické vlastnosti se zvětšují. Při překročení teplotního prahu dochází k oxidaci a materiál ztrácí své vlastnosti. Po ochlazení musí být pomalu ochlazena ve studené vodě.

Takže už víte, co se říká slitina hliníku s mědí. To je často náchylné k deformaci: válcování za studena, protahování, kování. Existuje tzv. Studená práce. Jedná se o proces, při kterém se pohyb a násobení dislokací vyskytují ve struktuře kovu. Výsledkem je, že slitina samotná mění svou strukturu, stává se silnější a silnější. To snižuje jeho tažnost a houževnatost. Aby deformace mohly projít snadněji a studená práce neruší kov, používá se žíhání. Za tímto účelem se slitina zahřeje na 350 ° C a poté se ochladí na vzduchu.

Stavový diagram slitiny (hliník a měď)

Za účelem nejjasnějšího popisu interakce složek duralu v pevném a kapalném stavu a také vysvětlení povahy změny vlastností slitiny se používá stavový diagram.

Z toho je patrné, že maximální rozpustnost Cu ve slitině je pozorována s hliníkem při teplotě 548 ° C, a když je 5,7%. Jak teplota stoupá, zvyšuje se, a když klesá, bude klesat. Minimální rozpustnost (0,5%) se pozoruje při teplotě místnosti. Pokud je duralum temperován nad 400 ° C, stane se tuhým, jednotným řešením - alfa-.

Během tohoto procesu se pevné řešení rozloží. Velmi neobvyklé chování je slitina hliníku a mědi, jejíž vzorec je CuAl_2. Tento proces je doprovázen uvolňováním přebytečné fáze Al. Tento úpadek trvá dlouhou dobu. Toto je přirozené stárnutí, o kterém jsme se již zmínili.

Vlastnosti slitiny

Legování kovů tyto nebo jiné prvky umožňují zvýšit jeho vlastnosti. Vzpomínáte si na název slitiny hliníku s mědí? Jaké vlastnosti má?

Hliník sám je velmi lehký, měkký a zcela křehký. Je rozpustný v mírně koncentrovaných zásadách a kyselinách. Přidáním mědi a hořčíku na hliník můžete získat poměrně silnou slitinu. Jeho výkonnostní parametry jsou dostatečně snadné k vylepšení - nechte ho ležet při pokojové teplotě. Takže účinek stárnutí zvyšuje sílu duralu, jak jsme popsali výše.

Hliník samotný je dostatečně lehký. Malé procento mědi neváží slitinu. Další pozitivní vlastností je schopnost opakovaně roztavit slitinu mnohokrát. Nicméně neztratí své vlastnosti. Jediné, co je nezbytné, je dát mu "odpočinek" po odlévání na pár dní.

Nevýhodou duralu je jeho nízká odolnost proti korozi. Proto je nejčastěji tento materiál pokryt čistou hliníkovou vrstvou nebo lakovanými laky a barvami.

Hliníkové slitiny a jejich aplikace

První dural byl použit pro výrobu vzducholodí. Lehkost a trvanlivost tohoto materiálu je možné vytvořit velké letadlo. Za tímto účelem byla použita značka D16T. V současné době, slitiny hliníku, zinku, mědi a dalších legujících prvků jsou široce používány v leteckém průmyslu, letectví a dalších oblastech strojírenství.

Například použití duralu ve výrobě automobilů může výrazně snížit jeho hmotnost a náklady, ale bude dostatečně silné.

Obecně lze poznamenat, že rozsah této slitiny je poměrně široký: trubky, dráty, plechy, pásky, tyče a odlitky různých tvarů. Jedna z nejpopulárnějších a nejoblíbenějších značek je stále D16t. Malé písmeno "t" na konci štítku znamená, že slitina je temperována a přirozeně stárne. Používá se:

• V návrzích vesmírných vozidel, lodí a letadel.
• Pro výrobu různých dílů pro obráběcí stroje a stroje.
• Pro výrobu uličních značek, silničních značek.

Název slitiny hliníku a mědi musí být znám všem. Dyural se také používá v ropném průmyslu. Takto vyrobené speciální potrubí může zajistit dobrou práci po dobu 6-7 let.

Název slitiny hliníku a mědi je snadno zapamatovatelný. Řekli jsme, jaké vlastnosti má a kde se používá. Může snadno vyměnit ocelové válcování, zvláště pokud je nutné vytvořit malý design.