Co je to hliníková slitina?
Hliníková slitina je chemická směs, kde se k čistému hliníku přidávají další prvky za účelem zlepšení jeho vlastností, především za účelem zvýšení jeho pevnosti. Mezi tyto další prvky patří železo, křemík, měď, hořčík, mangan a zinek v množství, které dohromady může tvořit až 15 procent hmotnosti slitiny. Slitiny jsou označeny čtyřmístným číslem, kde první číslice označuje obecnou třídu nebo řadu charakterizovanou hlavními legujícími prvky.
Čistý hliník
Řada 1xxx
Slitiny řady 1xxx se skládají z hliníku s čistotou 99 procent nebo vyšší. Tato řada má vynikající odolnost proti korozi, vynikající zpracovatelnost a také vysokou tepelnou a elektrickou vodivost. Proto se řada 1xxx běžně používá pro přenosová vedení nebo vedení elektrické sítě. Běžná označení slitin v této řadě jsou 1350 pro elektrické aplikace a 1100 pro tácy na balení potravin.
Tepelně zpracovatelné slitiny
Některé slitiny se zpevňují rozpouštěcím tepelným zpracováním a následným kalením neboli rychlým ochlazením. Tepelné zpracování vezme pevný, legovaný kov a zahřeje ho na určitý bod. Prvky slitiny, nazývané rozpuštěné látky, jsou homogenně rozptýleny v hliníku, který je uvádí do pevného roztoku. Kov se následně kalí neboli rychle ochladí, čímž se atomy rozpuštěné látky zmrazí na místě. Atomy rozpuštěné látky se následně spojí do jemně rozptýlené sraženiny. K tomu dochází při pokojové teplotě, což se nazývá přirozené stárnutí, nebo při nízkoteplotním provozu pece, což se nazývá umělé stárnutí.
Série 2xxx
V řadě 2xxx se měď používá jako hlavní legující prvek a lze ji výrazně zpevnit rozpouštěcím tepelným zpracováním. Tyto slitiny mají dobrou kombinaci vysoké pevnosti a houževnatosti, ale nemají takovou úroveň odolnosti proti atmosférické korozi jako mnoho jiných hliníkových slitin. Proto se tyto slitiny pro takové expozice obvykle natírají nebo plátují. Obvykle se plátují vysoce čistou slitinou nebo slitinou řady 6xxx, aby byly velmi odolné proti korozi. Slitina 2024 je pravděpodobně nejznámější leteckou slitinou.
Řada 6xxx
Slitiny řady 6xxx jsou všestranné, tepelně zpracovatelné, vysoce tvárné, svařitelné a mají středně vysokou pevnost spojenou s vynikající odolností proti korozi. Slitiny v této řadě obsahují křemík a hořčík, které tvoří silicid hořečnatý ve slitině. Extruzní produkty z řady 6xxx jsou první volbou pro architektonické a konstrukční aplikace. Slitina 6061 je nejrozšířenější slitinou v této řadě a často se používá v rámech nákladních automobilů a lodí. Kromě toho byla ze slitiny řady 6xxx vyrobena i některá pouzdra na telefony.
Řada 7xxx
Zinek je hlavním legujícím činidlem pro tuto řadu a pokud se hořčík přidá v menším množství, výsledkem je tepelně zpracovatelná slitina s velmi vysokou pevností. V malém množství lze přidat i další prvky, jako je měď a chrom. Nejznámějšími slitinami jsou 7050 a 7075, které se široce používají v leteckém průmyslu.
Nezpracovatelné slitiny
Nezpracované slitiny se zpevňují tvářením za studena. Tváření za studena probíhá během válcování nebo kování a je to proces „opracování“ kovu za účelem zvýšení jeho pevnosti. Například při válcování hliníku na tenčí tloušťky se kov stává pevnějším. Je to proto, že tvářením za studena se ve struktuře hromadí dislokace a vakanční místa, což pak brání vzájemnému pohybu atomů. To zvyšuje pevnost kovu. Legující prvky, jako je hořčík, tento účinek zesilují, což vede k ještě vyšší pevnosti.
Řada 3xxx
Mangan je hlavním legujícím prvkem v této řadě, často s menším množstvím přidaného hořčíku. Do hliníku však lze účinně přidat pouze omezené procento manganu. Slitina 3003 je oblíbená slitina pro všeobecné použití, protože má střední pevnost a dobrou zpracovatelnost a lze ji použít v aplikacích, jako jsou výměníky tepla a kuchyňské náčiní. Slitina 3004 a její modifikace se používají v tělech hliníkových plechovek na nápoje.
Řada 4xxx
Slitiny řady 4xxx se kombinují s křemíkem, který lze přidat v dostatečném množství ke snížení bodu tání hliníku, aniž by došlo k jeho křehkosti. Díky tomu řada 4xxx produkuje vynikající svařovací drát a pájecí slitiny tam, kde je vyžadován nižší bod tání. Slitina 4043 je jednou z nejpoužívanějších přídavných slitin pro svařování slitin řady 6xxx pro konstrukční a automobilové aplikace.
Řada 5xxx
Hořčík je primárním legujícím prvkem v řadě 5xxx a je jedním z nejúčinnějších a nejpoužívanějších legujících prvků pro hliník. Slitiny v této řadě mají střední až vysoké pevnostní vlastnosti, dobrou svařitelnost a odolnost proti korozi v mořském prostředí. Díky tomu se slitiny hliníku a hořčíku široce používají ve stavebnictví, skladovacích nádržích, tlakových nádobách a námořních aplikacích. Mezi příklady běžných aplikací slitin patří: 5052 v elektronice, 5083 v námořních aplikacích, eloxované plechy 5005 pro architektonické aplikace a 5182 vyrábí hliníková víčka na plechovky na nápoje.
