Një nga metalet më të zakonshme në Tokë është alumini. Quhet edhe "metal fluturues". Edhe pse nuk gjendet në natyrë në formën e tij të pastër, mund të gjendet në shumë minerale. Dhe aliazhi më i zakonshëm, i cili përdoret për të prodhuar shumë pjesë dhe struktura, është duralumin (duralumin).
U shpik nga shkencëtari gjerman Alfred Wilm, i cili punonte në uzinën Dürener Metallwerke AG (Düren). Ai përcaktoi se një aliazh alumini dhe bakri ka karakteristika shumë më të mira se vetë metali në formën e tij të pastër.
Grupi i aliazhit me forcë të lartë
Në fakt, duralumin është një grup i tërë lidhjesh në të cilin përbërësi kryesor është alumini, dhe elementët e tij aliazh janë bakri, zinku, mangani, magnezi. Por në përgjithësi, karakteristikat e tyre përcaktohen jo vetëm nga përbërja, por edhe nga metoda e trajtimit të nxehtësisë. Në vitin 1903, u zbulua për herë të parë se gjatë procesit të plakjes, një aliazh alumini mebakri bëhet edhe më i qëndrueshëm dhe i fortë.
Siç doli më vonë, kjo për faktin se kur, pas ngurtësimit, metali është në temperaturën e dhomës për disa ditë, tretësira e tij e ngurtë e mbingopur dekompozohet dhe kjo, nga ana tjetër, shoqërohet me ngurtësimin e materiali.
Procesi i plakjes dhe kthimi në gjendjen e mëparshme
Siç u përmend më herët, plakja e metaleve është një proces i rëndësishëm, i cili shkaktohet nga transformimet strukturore që shkaktojnë ndryshime në vetitë fizike dhe mekanike. Mund të jetë natyrale dhe artificiale. Në rastin e parë, aliazhi mbahet për disa ditë në temperaturën e dhomës.
Me plakjen artificiale, koha e përpunimit zvogëlohet, por temperatura rritet. Për ta kthyer aliazhin në gjendjen e mëparshme, ajo duhet të nxehet në 270 gradë për disa sekonda dhe më pas të ftohet shpejt.
Prodhimi i aluminit
Për të bërë një aliazh alumini me bakër, ju nevojiten pajisje të teknologjisë së lartë dhe, natyrisht, vetë metali. Është nxjerrë nga boksiti. Ky është një shkëmb që duhet të shtypet, t'i shtohet ujë dhe të avullohet nën presion të lartë. Kështu, silikoni ndahet nga alumini. Më pas masa e trashë vendoset në një banjë të veçantë me kriolit të drejtuar. Përmbajtja nxehet në 950 ° C dhe përmes saj kalon një rrymë elektrike prej 400 kA.
Kjo ju lejon të prishni lidhjen midis atomeve të oksigjenit dhe aluminit. Si rezultat, ky i fundit vendoset në fund si një metal i lëngshëm. Kështu bëhen derdhjet nga alumini i lëngshëm. Tani metalplotësisht gati për përpunim. Megjithatë, për të rritur forcën e tij, është e nevojshme të shtoni elementë aliazh në të dhe në këtë mënyrë të përftohet një aliazh alumini-bakër me cilësi të lartë.
Prodhimi i Duraluminit
Në total, të gjitha lidhjet e aluminit ndahen në dy grupe: të derdhura dhe të deformuara. Procesi i prodhimit të tyre varet pikërisht nga çfarë lloji duhet të merret në fund. Përveç kësaj, metoda e prodhimit varet edhe nga karakteristikat e kërkuara.
Për prodhimin e duraluminit, shufrat e aluminit shkrihen në një furrë elektrike. Është interesante se ky është një nga metalet e pakta që mund të shndërrohet nga të ngurta në të lëngët dhe anasjelltas shumë herë. Kjo nuk do të ndikojë në performancën e tij. Bakri dhe elementë të tjerë aliazh si mangani, hekuri dhe magnezi i shtohen me radhë aluminit të shkrirë. Është shumë e rëndësishme të vëzhgoni raportin e përqindjes: 93% alumin, 5% bakër, 2% e mbetur janë elementë të tjerë aliazh.
Ngurtësimi dhe pjekja e duraluminit
I detyrueshëm për një aliazh të tillë është procesi i ngurtësimit. Koha e mbajtjes për pjesët e vogla është vetëm disa minuta, dhe temperatura është rreth 500 °C. Menjëherë pas procedurës, duralumini është i butë dhe viskoz. Është e lehtë për t'u deformuar dhe përpunuar. Pas ca kohësh, aliazhi ngurtësohet dhe vetitë e tij mekanike rriten. Nëse tejkalohet pragu i temperaturës, ndodh oksidimi dhe materiali humbet karakteristikat e tij. Pas ngurtësimit, duhet të ftohet ngadalë në ujë të ftohtë.
Pra, ju tashmë e dini emrin e lidhjes alumini-bakër. Shpesh i nënshtrohet deformimit: petëzimi i ftohtë, vizatimi, falsifikimi. Në këtë rast, ndodh i ashtuquajturi forcim. Ky është një proces gjatë të cilit ndodh lëvizja dhe shumëzimi i dislokimeve në strukturën metalike. Si rezultat, vetë aliazhi ndryshon strukturën e tij, bëhet më i fortë dhe më i fortë. Kjo zvogëlon duktilitetin e tij dhe forcën e goditjes. Në mënyrë që deformimet të kalojnë më lehtë dhe forcimi i punës të mos shkatërrojë metalin, përdoret pjekja. Për ta bërë këtë, aliazhi nxehet në 350 ° C dhe më pas ftohet në ajër.
Tagrami i gjendjes së lidhjes (alumini dhe bakri)
Për të përshkruar më qartë ndërveprimin e përbërësve të duraluminit në gjendje të ngurtë dhe të lëngët, si dhe për të shpjeguar natyrën e ndryshimit të vetive të aliazhit, përdorni diagramin e gjendjes.
Prej tij mund të shihet se tretshmëria më e lartë e Cu në një aliazh me alumin vërehet në një temperaturë prej 548 ° C dhe në të njëjtën kohë është 5.7%. Kur temperatura rritet, ajo do të rritet, dhe kur ajo bie, ajo do të ulet. Tretshmëria minimale (0.5%) do të vërehet në temperaturën e dhomës. Nëse duralumini ngurtësohet mbi 400 ° C, do të bëhet një tretësirë e ngurtë homogjene - α.
Gjatë këtij procesi, tretësira e ngurtë do të dekompozohet. Një aliazh alumini dhe bakri sillet shumë në mënyrë të pazakontë, formula e së cilës është CuAl2. Procesi shoqërohet me çlirimin e fazës së tepërt A1. Ky zbërthim ndodh gjatëkohe e gjate. Kjo është plakja natyrale që përmendëm më parë.
Vetitë e aliazhit
Lidhja e një metali me elementë të caktuar bën të mundur rritjen e karakteristikave të tij. A ju kujtohet emri i aliazhit alumin-bakër? Çfarë karakteristikash ka?
Alumini në vetvete është shumë i lehtë, i butë dhe plotësisht i brishtë. Është i tretshëm në alkale dhe acide të përqendruara dobët. Duke shtuar bakër dhe magnez në alumin, tashmë mund të merrni një aliazh mjaft të fortë. Performanca e tij është mjaft e lehtë për t'u përmirësuar - thjesht duhet ta lini të shtrihet në temperaturën e dhomës. Pra, efekti i plakjes rrit forcën e duraluminit, siç folëm më lart.
Alumini në vetvete është mjaft i lehtë. Një përqindje e vogël e bakrit nuk e bën lidhjen më të rëndë. Një karakteristikë tjetër pozitive është aftësia për të rishkrirë në mënyrë të përsëritur lidhjen. Në të njëjtën kohë, ajo nuk do të humbasë vetitë e saj. E vetmja gjë që duhet është t'i jepet një "pushim" për disa ditë pas hedhjes.
Disavantazhi i duraluminit është rezistenca e tij e ulët ndaj korrozionit. Prandaj, më shpesh një material i tillë mbulohet me një shtresë të pastër alumini ose lyhet me llak dhe bojë.
Lidhjet e aluminit dhe aplikimet e tyre
Për herë të parë, duralumin u përdor për të bërë anije ajrore. Lehtësia dhe forca e këtij materiali bënë të mundur krijimin e një avioni të shkëlqyer. Për këtë, u përdor marka D16t. Aktualisht, lidhjet me alumin, zink, bakër dhe elementë të tjerë aliazh përdoren gjerësisht nëastronautika, aviacioni dhe fusha të tjera të inxhinierisë mekanike.
Pra, për shembull, përdorimi i duraluminit në prodhimin e një makine mund të ulë ndjeshëm peshën dhe koston e saj, por në të njëjtën kohë do të jetë mjaft i fortë.
Në përgjithësi, mund të vërehet se diapazoni i kësaj aliazhi është mjaft i gjerë: tuba, tela, fletë, kaseta, shufra dhe pjesë të derdhura të formave të ndryshme. D16t konsiderohet ende një nga markat më të njohura dhe më të zakonshme. Shkronja e vogël "t" në fund të shënimit do të thotë që aliazhi është ngurtësuar dhe i vjetëruar natyrshëm. Përdoret:
- Në projektimet e anijeve kozmike, anijeve dhe avionëve.
- Për prodhimin e pjesëve të ndryshme për veglat e makinerive dhe makineritë.
- Për prodhimin e tabelave rrugore, tabelave rrugore.
Të gjithë duhet ta dinë emrin e lidhjes së aluminit dhe bakrit. Dural përdoret gjithashtu në industrinë e naftës. Pra, tubat specialë të prodhuar prej tij mund të sigurojnë funksionimin e pusit për 6-7 vjet.
Cili është emri i lidhjes së aluminit dhe bakrit, e lehtë për t'u mbajtur mend. Pra, ne treguam se çfarë veçori ka dhe ku përdoret. Mund të zëvendësojë lehtësisht çelikun e mbështjellë, veçanërisht nëse është e nevojshme për ta bërë strukturën të lehtë.
