Kas ir alumīnija sakausējums?
Alumīnija sakausējums ir ķīmisks sastāvs, kurā tīram alumīnijam pievieno citus elementus, lai uzlabotu tā īpašības, galvenokārt, lai palielinātu tā izturību. Šie citi elementi ir dzelzs, silīcijs, varš, magnijs, mangāns un cinks līmeņos, kas kopā var veidot pat 15 procentus no sakausējuma svara. Sakausējumiem piešķir četrciparu numuru, kurā pirmais cipars apzīmē vispārīgu klasi jeb sēriju, ko raksturo tā galvenie leģējošie elementi.
Tīrs alumīnijs
1xxx sērija
1xxx sērijas sakausējumi sastāv no alumīnija ar 99% vai augstāku tīrības pakāpi. Šai sērijai ir lieliska izturība pret koroziju, lieliska apstrādājamība, kā arī augsta siltumvadītspēja un elektrovadītspēja. Tāpēc 1xxx sēriju parasti izmanto pārvades vai elektrotīklu līnijās. Šīs sērijas sakausējumu apzīmējumi ir 1350, kas paredzēti elektroiekārtām, un 1100, kas paredzēti pārtikas iepakojuma paplātēm.
Termiski apstrādājami sakausējumi
Dažus sakausējumus stiprina, termiski apstrādājot šķīdumā un pēc tam rūdot jeb ātri atdzesējot. Termiskā apstrāde ņem cieto, leģēto metālu un uzkarsē to līdz noteiktam punktam. Sakausējuma elementi, ko sauc par izšķīdušajām vielām, ir homogēni sadalīti ar alumīniju, ievietojot tos cietā šķīdumā. Pēc tam metāls tiek rūdīts jeb ātri atdzesēts, kas sasaldē izšķīdušās vielas atomus savās vietās. Izšķīdušās vielas atomi tādējādi apvienojas smalki sadalītās nogulsnēs. Tas notiek istabas temperatūrā, ko sauc par dabisko novecošanu, vai zemas temperatūras krāsns darbībā, ko sauc par mākslīgo novecošanu.
2xxx sērija
2xxx sērijā varš tiek izmantots kā galvenais leģējošais elements, un to var ievērojami pastiprināt, izmantojot šķīduma termisko apstrādi. Šiem sakausējumiem piemīt laba augstas izturības un sīkstuma kombinācija, taču tiem nav tik liela atmosfēras korozijas izturība kā daudziem citiem alumīnija sakausējumiem. Tāpēc šie sakausējumi parasti tiek krāsoti vai apšūti šādai iedarbībai. Tie parasti ir apšūti ar augstas tīrības pakāpes sakausējumu vai 6xxx sērijas sakausējumu, lai ievērojami izturētu koroziju. 2024. sakausējums, iespējams, ir visplašāk pazīstamākais lidmašīnu sakausējums.
6xxx sērija
6xxx sērijas sakausējumi ir daudzpusīgi, termiski apstrādājami, viegli formējami, metināmi un tiem ir vidēji augsta izturība apvienojumā ar lielisku izturību pret koroziju. Šīs sērijas sakausējumi satur silīciju un magniju, lai sakausējumā veidotu magnija silicīdu. 6xxx sērijas ekstrūzijas produkti ir pirmā izvēle arhitektūras un konstrukcijas pielietojumiem. 6061 sakausējums ir visplašāk izmantotais sakausējums šajā sērijā, un to bieži izmanto kravas automašīnu un kuģu rāmjos. Turklāt daži tālruņu korpusi ir izgatavoti no 6xxx sērijas sakausējuma.
7xxx sērija
Cinks ir galvenais leģējošais līdzeklis šajā sērijā, un, pievienojot magniju mazākā daudzumā, iegūst termiski apstrādājamu, ļoti augstas izturības sakausējumu. Nelielos daudzumos var pievienot arī citus elementus, piemēram, varu un hromu. Vispazīstamākie sakausējumi ir 7050 un 7075, kurus plaši izmanto lidmašīnu rūpniecībā.
Termiski neapstrādājami sakausējumi
Netermiski apstrādāti sakausējumi tiek stiprināti, izmantojot auksto apstrādi. Aukstā apstrāde notiek velmēšanas vai kalšanas metožu laikā, un tā ir metāla "apstrādes" darbība, lai padarītu to stiprāku. Piemēram, velmējot alumīniju līdz plānākam biezumam, tas kļūst stiprāks. Tas notiek tāpēc, ka aukstās apstrādes laikā struktūrā veidojas dislokācijas un vakances, kas savukārt kavē atomu kustību vienam attiecībā pret otru. Tas palielina metāla izturību. Leģējošie elementi, piemēram, magnijs, pastiprina šo efektu, kā rezultātā tiek panākta vēl lielāka izturība.
3xxx sērija
Mangāns ir galvenais leģējošais elements šajā sērijā, bieži vien pievienojot mazāku magnija daudzumu. Tomēr alumīnijam var efektīvi pievienot tikai ierobežotu mangāna procentuālo daļu. 3003 ir populārs sakausējums vispārējai lietošanai, jo tam ir vidēja izturība un laba apstrādājamība, un to var izmantot tādās jomās kā siltummaiņi un virtuves piederumi. 3004 sakausējums un tā modifikācijas tiek izmantotas alumīnija dzērienu bundžu korpusos.
4xxx sērija
4xxx sērijas sakausējumi tiek kombinēti ar silīciju, ko var pievienot pietiekamā daudzumā, lai pazeminātu alumīnija kušanas temperatūru, neradot trauslumu. Tāpēc 4xxx sērija ražo izcilas metināšanas stieples un lodēšanas sakausējumus, kur nepieciešama zemāka kušanas temperatūra. 4043 sakausējums ir viens no visplašāk izmantotajiem pildvielas sakausējumiem 6xxx sērijas sakausējumu metināšanai konstrukciju un automobiļu lietojumprogrammās.
5xxx sērija
Magnijs ir galvenais leģējošais līdzeklis 5xxx sērijā un ir viens no visefektīvākajiem un visplašāk izmantotajiem alumīnija leģējošajiem elementiem. Šīs sērijas sakausējumiem piemīt vidējas līdz augstas izturības īpašības, kā arī laba metināmība un izturība pret koroziju jūras vidē. Tāpēc alumīnija-magnija sakausējumus plaši izmanto būvniecībā, uzglabāšanas tvertnēs, spiedtvertnēs un jūras lietojumos. Izplatītāko sakausējumu pielietojumu piemēri ir: 5052 elektronikā, 5083 jūras lietojumos, anodētas 5005 loksnes arhitektūras lietojumos un 5182 alumīnija dzērienu bundžu vāku ražošanā.
