Univerzitet u Novom Sadu

Tehnički fakultet „Mihajlo Pupin“ Zrenjanin

SEMINARSKI RAD

Izbor,svojstva i primena industrijskih legura aluminijuma

Profesor: Student:Prof.dr. Slobodan Stojadinović Martina PopovAsistent: 60/09- 03 Mr.Jasmina Pekez Industrijsko inženjerstvo - mašinske struke

Zrenjanin,2011.

Sadržaj

1. Uvod ........................................................................... 3 1.1. Opšti podaci ................................................................. 3 1.2. Cilj rada ..................................................................... 3

2. Izbor tehničkih legura aluminijuma ........................ 43. Dvo i više komponentne legure aluminijuma .......... 5

3.1. Legure Al-Si ................................................................. 5 3.2. Legure Al-Si-Mg ............................................................ 7 3.3. Legure Al-Si-Mg-Mn ....................................................... 7 3.4. Legure Al-Si-Cu ............................................................. 8 3.5. Legure Al-Si-Cu-Mg ........................................................ 8 3.6. Legure Al-Si-Zn-Mg ........................................................ 10 3.7. Aluminijum – litijum legure ................................................10

4. Metalurgija praha aluminijuma i njegovih legura .. 135. Zaključak ..................................................................... 15Literatura ......................................................................... 16

2

1. Uvod

1.1. Opšti podaci

Legura je smeša dva ili više elemenata od kojih je barem jedan metal.Aluminijum je metal koji se, posle železnih materijala najviše upotrebljava. Njegova važna osobina je mala gustina. Konstrukcije od aluminijuma ili njegovih legura su mnogo lakše od čeličnih konstrukcija. Aluminijum se veoma mnogo upotrebljava kao osnovni materijal za izradu aluminijumskih legura

Industrijske legure na osnovi aluminijuma su po pravilu višekomponentni heterogeni sistemi čiju osnovu čine supstitucijski čvrsti rastvori. Atomi legirajućih elemenata koji se rastvaraju u čvrstom aluminijumu zamenjuju njegove atome u čvorovima kristalne rešetke. Međutim rastvorljivost većine legirajućih elemenata u aluminijumu na sobnoj temperaturi je mala te su i mehanička svojstva legura u livenom stanju niska. Zbog toga se radi povišenja čvrstoće odlivaka legure aluminijuma podrvgavaju termičkoj ili termomehaničkoj obradi.

1.2. Cilj rada

Aluminijum vrlo je podesan za plastično oblikovanje (jer ima dobru istezljivost), ali ima slaba mehanička svojstva. Mehanička svojstva se mogu značajno povećati legirajućim elementima tvoreći tako legure aluminijuma. Legure aluminijuma obuhvataju vrste sa najmanje 87% aluminijuma i dodatkom lakih i teških metala.Odlikuju se malom masom, znatnom čvrstoćom i tvrdoćom, a pojedine vrste znatnom otpornošću prema koroziji. Osnovni legirajući elementi su bakar (4,4%) , magnezij (1,5%) , mangan (0,6%) kod legure duraluminijuma, silicij (4- 22%) kod legure silumina , a dodaju se aluminijumu zbog smanjenja atmosferske korozije.

3

2. Izbor tehničkih legura aluminijuma

Pri izboru i izradi tehničkih legura aluminijuma mora se uzeti u obzir cena metala koji se dodaje u aluminjum,troškovi pri izradi,kao i osobine legure pri upotrebi npr. čvrstoća,otpornost prema zamaranju i koroziji i td. Da bi se proizvele pogodne legure za različite namene postoje brojne mogućnosti u varijaciji sastava i postupaka,no uvek se mora uzeti u obzir da li su legure pogodne za dalju preradu u tečnom,ili u plastičnosm stanju i da li se dobor obrađuju rezanjem.

Drugi Drugi važni faltori koji utiču na izbor sastava legure i termičkog postupka su: uticaj dodatnih elemenata na specifičnu težinu i duktilnost,kao iuticaj sastava i termičke obrade na otpor prema koroziji. Elementi koji se obično koriste pri izradi aluminijumskuh legura su: Cu,Mn,Fe,Ni i Zn koji su teži od aluminijuma i Si i Mg koji su lakši. Pored ovih elemenata neke legure sadrže još i Ti,Cr,Sb i Ce.

Legure aluminijuma su manje otporne prema koroziji od čistog metala i to je razlog da se legure platiraju,tj.prekrivaju tankim slojem čistog aluminijuma. Legure koje sadrže Si Mg i Mn su otpornije prema koroziji od onih koje sadže bakar,pa se često legure velike čvrstoće na bazi bakra platiraju tankim slojem legura na bazi magnezijuma („Duraplat“ legure). Termička obrada legura umanjuje otpor prema koroziji.

U sistemu Al-Si postoje dve vrste legure : normalne i modificirane. Ove poslednje se dobijaju ubrzanim hlađenjem ili dodavanjem specifičnih supstanci poznatih pod imenom „modifikatori“. Najvažniji modifikator je natrijuma ali se može koristiti i kalijum.

4

3. Dvo i višekomponentne legure aluminijuma

Legure aluminijuma u zavisnosti od osnovnog legirajućeg elementa dele se na sledeće grupe:

1. legure aluminijum – silicijum2. legure aluminijum – magnezijum3. legure aluminjum – bakar4. legure aluminijum – cink5. legure aluminjum – litijum

3.1. Legure Al-Si

Ove legure poznate su pod nazivom silumini i imaju široku primenu,pri izradi delova mašina i uređaja – livenjem.

Dijagram stanja legure aluminijum-silicijum je eutektičkog tipa ,bez obrazovanja hemijskog jedinjenja među komponentama. Eutektička temperatura legure je pri sadržaju 12,3% Si. Legure sa sadržajem ispod 12,3% nazivaju se podeutektičke,a sa sadržajem Si iznad 12,3% nazivaju se nadeutektičke. Struktura dvojne legure Al-Si ,pri običnim uslovima kristalizacije,sastoji se iz dve faze: čvrstog rastvora silicijuma u aluminijumu i čcvrstog rastvora aluminijuma u silicijumu. Čvrst rastvor na osnovi aluminijuma predstavlja relativno meku i plastičnu fazu,dok se silicijum karakteriše velikom tvrdoćom i krutošću.

U početku razvoja ove legure bilo je teško izraditi leguru sa visokim procentom silicijuma (više od 13%), jer su se izdvajali krupni primarni kristali silicijuma u obliku pločica ili iglica što je prouzrokovalo veliku krtost legure,zbog čega legura ,kao konstrukcioni materijal ,bila neupotrebljiva. Ovaj nedostatak otklonjen je pronalasakom odgovarajućih modifikatora.

Povećanjem sadžaja silicijuma iznad eutektičkog raste veličina primarnih kristala silicijuma a opada čvrstoća i izduženje. Krupni kristali silicijuma otežavaju mehaničku obradu rezanjem ,a umanjuju i otpornost na koroziju.

Progresivno povećanje sadržaja silicijuma u aluminijumu poboljšava livne osobine legure i povećava njenu čvrstoću (tabela 1.) a da legura pri tom ne postane krta i nepogodna za preradu u plastičnom stanju ,i takođe umanjuje i njenu gustinu. Legure koje sadrže do 13% Si mogu se bez teškoće valjati,ili istiskivati u toplom stanju,ali se dvokomponentne legure Al-Si pretežno koriste u odlivenom stanju. Ove legure su izuzetno žitke (imaju veliku livkost) i daju daleko tačnije odlivke i komplikovanijih oblika od bilo koje druge aluminijumske legure. One takođe nisu krte na povišenim temperaturama,što je dalja dobra osobina ovih legura.

5

Sadržaj silicijuma , %

Čvrstoća zatezanjem,[N/mm2

]Izduženje (na 2

incha), %Tvrdoća po

Brinellu2 112 10 3504 135 7 4006 155 6,7 4808 173 6,5 510

9,5 192 7,5 56611,7 236 11,1 62012,5 250 8,1 62614,5 225 4,4 640

Tabela 1. Mehaničke osobine Al-Si-legura sa o,35Fe i 0,15Cu,odlivenih u zahlađen kalup

Čvrstoća zatezanjem u modificiranim i u pesku odlivenim legurama raste od približno 90 N/mm2 za čisti tehnički aluminijum do probližno 210 N/mm2 ,kod legura sa 13% Si. Izduženje brzo opada sa povećanim sadržajem Si ,ali između 3 i 13% ostaje između 9 i 15% , a stvarna vrednost zavisi od efikasnosti modificiranja i uslova pri livenju,kao i sadržaja silicijuma. Tvrdoća po Brinellu raste sa sadržajem silicijuma u legurama odlivenim u pesak,ili u zahlađenim kalupima,dok se udarna žilavosta smanjuje. Tabele 1. i 2. daju mehaničke osobine dobijenih legura pri praktičnom radu.

Otpor prema koroziji legura Al-Si je veći od oni Al-Cu ili Al-Zn ,ali manji od legura Al-Mn i Al –Mg. U poređenju sa izvesnim aluminijumskim legurama,legure Al-Si slabije se šire na toploti ali imaju veliku toplotnu provodljivost.

Stanje Sadržaj silicijuma , %

Čvrstoća zatezanjem,[N/mm2

]Izduženje , %

Odgrejan film5 125 38

10 148 3512 157 32

Tvrdoizvaljan film

5 191 910 216 712 220 6

Istisnuta šipka5 128 30

10 148 2012 159 28

Tabela 2. Mehaničke osobine deformišućih Al-Si legura

Radi poboljšanja strukture silumina i povećanja mehaničkih i tehničkih svojstava ,obavlja se njihovo modificiranje. Silumini sa 6-13% Si modificiraju se različitim vrstama modifikatora koji su po sastavu prosti i složeniji. Dvojni modifikator ima sastav:67% NaF i 33% NaCl. Trojni modifikator je sastavljen od 25% NaF,62% NaCl i 12,5%KCl. Složeniji imaju sledeći sastav: 60% NaF +25% NaCl +15% NaAlF6 ili 30% NaF+10%KCl +10%Na3AlF6 .

Po obavljenom modificiranju dolazi do promene strukture legure i povećanja mehaničkih i drugih svojstava.

6

Dvojne legure alumijum –silicijuma ne zadovoljavaju u potpunosti u pogledu mehaničkih,tehnoloških i drugih svojstava. Radi povećanja mehaničkih i drugih svojstava,dvojnim legurama se dodaju legirajući elementi kao što su : magnezijum,bakar,cink i drugi.

3.2. Legure Al-Si-Mg

Jedan od najčešće korišćenih elemenata koji se uvodi u sastav silumina ,u količini od 0,3 do 0,4 % je magnezijum. Magnezijum sa silicijumom obrazuje jedinjenje Mg2Si , visoke tvrdoće. Uticaj magnezijuma na mehnaička svojstva legure,u termički određenom stanju dat je u tabeli 3.

Hemijski sastav

%Mg7%Si 9%Si 11%Si

Rm,MpaA5, %

HB Rm,MpaA5, %

HB Rm,MpaA5, %

HB

0,0 140 12 400 150 13 45 160 14 5000,1 150 10 500 170 10 50 190 13 5000,2 170 8 550 230 7 55 240 6 5500,3 200 6 600 250 5 65 270 4 6500,4 230 5 650 280 4 70 290 3 7000,5 270 4 700 300 3 75 330 2 750

Tabela 3. Uticaj megnezijuma na mehanička svojstva legure Al-Si,posle kaljenja i prirodnog starenja

Povećanje mehaničkih svojstava ,nakon termičke obrade ,postiže se obrazovanjem presićenog čvrstog rastvora magnezijuma i silicijuma u aluminijumu i naknadnog razlaganja pri hladjenju i starenju,sa izdvajanjem sitnodisperzne faze Mg2Si.

Legure sa 6-8% Si i 0,25-0,4% Mg imaju dobra livačka svojstva,što omogućava dobijanje tankih zidova i složene konfiguracije. Legure imaju dobru hermetičnost i umanjenupostojanost na povišenim temperaturama,usled visokog koeficijenta difuzije magnezijuma. Postojanost legure na povišenim temperaturama može se povećati dopunskim legiranjem bakrom.

3.3. Legure Al-Si-Mg-Mn

Ove legure u odnosu na legure Al-Si-Mg odlikuju se većim sadržajem silicijuma (8-10,55%) i dodatkom mangana od 0,4-1,5%. Dodatkom mangana povećava se čvrstoća legure i postojanost na povišenim temperaturama. Mehanička svojstva i postojanost legure na povišenim temperaturama mogu se povećati dodatkom do 1,5% Cu. Mehanička svojstav legure ,u zavisnosti od hemijskog sastava, prikazana su u tabeli 4.

Hemijski sastav Čvrstoća A5, %

7

Rm,MpaSi Mg Mn Cu9,5 0,25 0,5 - 260 6,09,5 0,25 0,5 0,5 280 5,09,5 0,25 0,5 1,0 310 4,09,5 0,25 1,0 1,5 330 3,59,5 0,25 1,0 1,5 340 3,0

Tabela 4. Uticaj hemijskog sastava na čvrstoću legura Al-Si-Mg-Mn

Legure Al-Si-Mg-Mn imaju relativno visoka mehanička svojstva posle kaljenja sa tmperature od 535 ˚C i starenja pri temperaturi od 185˚C, u trajanju od 15časova. Dobra tehnološka svojstva omogućuju livenje složenijih i krupnih odlivaka izloženih većem opterećenju. Između ostalog,legure se koriste za izradu glava motora motora,kartera i drugih delova motora,koji se hlade tečnošću.

Povećanje postojanosti legura na povišenim mtemperaturama postiže se dodatkom bakra od 1,5%. Pri ovom sadržaju bakra ,legure se koriste za izradu glava cilindra motora sa vazdušnim hlađenjem.

3.4. Legure Al-Si-Cu

Povećanje mehaničkih svojstavadvojnih legura aluminjum –silicijum postiže se dodavanjem bakra. Trojne legure AL-Si-Cu imaju dobra livačka svojstva,dobru hermetičnost i otpornost ka obrazovanju pukotina na toplo. Pri legiranju binarnih silumina ,dobra mehanička svojstva dostižu se pri količini bakra od 4% ,pri čemu efekat povećanja mehaničkih svojstava ne zavisi od sadržaja silicijuma. Mehanička svojstav silumina u velikoj meri zavise od svojstava mikrostrukture ,koja zavisi od uslova kristalizacije. Više komponentni silumini na bazi bakra koriste se,za izradu glava motora,kartera,kućišta pumpi,klipova motora i dr.

3.5. Legure Al-Si-Cu-Mg

Silumini sa dodatkom bakra i magnezijuma imaju široku primenu kao konstrukcioji materijali. Prema količini silicijuma ,ove legure mogu biti podeutektičke,eutektičke, i nadeutektičke.Podeutektičke legirani silumini sa 2-12% Si koriste se kao kontrukcioni materijali sa povećanim zahtevima u pogledu mehaničkih svojstava i hermetičnosti.Eutektički i nadeutektički legirani silumini koriste se ,u osnovi,za izradu klipova motora SUS,što je uslovljeno njihovom postojanošću na povišenim temperaturama.

U zavisnosti od namene legure ,u silumine sa dodatkom bakra i magnezijuma se uvode drugi legirajući elementi. Na slici 1 prikazan je uticaj nekih elemenata na čvrstoću eutektičkih i nadeutektičkih složenih legura silumina.

8

a) b) elementi %

Slika 1. Uticaj legirajućih elemenata na čvrstoćua) eutektičkih silumina,b) nadeutektičkih silumina.

Kod složeno legiranih silumina eutektičkog i nadeutektičkog sastava optimalna koncentracija magnezijuma se menja i kreće se od 0,9 do 1,3%. Maksimalni priraštaj čvrstoće legure ,pri termičkoj obradi postiže se sa 0,4% Mg.

Maksimalno povećanje čvrstoće kod složenih silumina postiže se sa približno 3% Cu.

Uticaj sadržaja silicijuma na mehanička svojstva složenih silumina u osnovi je,sličan uticaju silicijuma kod dvojnih legura Al-Si. Na slici 2 prikazan je uticaj silicijuma na čvrstoću i tvrdoću legure pri sadžaju 1%Cu, 0,5%Mn i 1%Ni.

Slika 2. Uticaj sadržaja Si na karakteristike čvrstoća složenih silumina

modificirani; nemodificirani.

9

Mehanička svojstva složeno legiranih silumina ,u znatnom stepenu zavise od veličine i rasporeda kristala silicijuma.

Legure ovog sistema imaju dobru čvrstoću ,koja zavisi od hemijskog sastava legure,odnosno sadržaja dodatnih elemenata. Primenjuju se u termički obrađenom stanju.Od ovih legura rade se glave cilindara motora,kućišta i rotirajući delovi turbo kompresora sa malim debljinama zidova.

3.6. Legure Al-Si-Zn-Mg

Ove legure nazivaju se „samokaljive“ jer imaju visoka mehanička svojstva po livenju i prirodnom starenju.

Legure postižu čvrstoću od 220 do 240 Mpa,bez kaljenja,procesom prirodnog starenja posle 15 do 20 dana. Iste osobine se mogu doboti veštačkim starenjem. Ove legure imaju visoku čvrstoću u livenom stanju,bez specijalne temičke obrade,što omogućava izradu odlivaka većih dimenzija ,od kojih se ne traže visoka mehanička svojstva.Pogodnost ove legure ,za izradu odlivaka većih dimenzija,je u tome što ne zahteva peći za tremičku obradu i drugu opremu. Uticaj cinka i silicijuma na mehaničke osobine legure prikazan je u tabeli 5.

Sadržaj, % Čvrstoća Rm,Mpa

Izduženje A5,%

Sadržaj, % Čvrstoća Rm,Mpa

Izduženje A5,%

Si Zn Si Zn7,0 6,0 160 8,0 7,0 14,0 245 5,07,0 8,0 180 6,0 7,0 16,0 250 3,07,0 10,0 200 5,0 8,0 10,0 180 3,07,0 12,0 240 5,0 - - - -

Tabela 5. Čvrstoća legure Al-SI-Zn-Mg , u zavisnosti od hemijskog sastava.

Mehanička svojstva legure dodavanjem cinka-rastu.,usled legiranja čvrstog rastvora. Razlaganje čvrdtog rastvora intezivno potiče na sobnoj temperaturi.U zavisnosti od sadržaja silicijuma i cinka,leguri se može dodati do 0,5% Mg.

Legure Al-Si-Zn-Mg našle su široku primenu u vazduhoplovnoj industriji i u drugim oblastima tehnike. Radna teperatura dostiže 200˚C. Legure imaju dobra livačka svojstva,mali koeficijentlinearnog skupljanja,nisu skolone obrazovanju pukotina,imaju dobru hermetičnost ,dobro se zavaruju i obrađuju rezanjem.

3.7. Aluminijum-litijum legure

Osnovni pravci razvoja novih materijala su usmereni ka smanjenju njihove upotrebne težine,povišenju njihove postojanosti na povišenim temperaturama ,izdržljivost prema statičkim i dinamičkim naprezanjima ,kao i kapovišenju korozione postojanosti.

10

U visoko razvijenim transportnim sistemima vazduhoplovstva posebna se pažnja ,u razvoju novih materijala,poklanja: bezbednosti,sigurnosti i uštedi goriva.

Intenzivan rast cene energije u svetu nameće ,kao imperativ, smanjenje potrošnje goriva u transportnim sistemima,a time i potrebu za uvođenje lakih konstrukcionih materijala,koji bi mogli što potpunije da ispune navedene zahteve.

Jedan od takvih materijala su i višekomponentne Al-Li legure.Aluminijum i njegove legure imaju široku primenu ,ali je njihova najznačajnija primena vazduhoplovstvo.

Uvođenje višekomponentnih Al-Li legura za izradu vazduhoplovnih elemenata dovelo bi do smanjenja mase konstrukcije aviona za 10-20 % u odnosu na konvencionalne materijale kji su do sada u upotrebi.Ovakve uštede dozvoljavaju da cena Al-Li legura bude i tri puta veća od cene konvencionalnih legura,pa da njihova upotreba bude još uvek ekonomična.

U tabeli 6. prikazane su prednosti i nedostaci Al-Li legura i fiber kompozita u odnosu na komercijalne Al legure,pri čemu treba napomenuti veliku prednost Al-Li legura u odnosu na nove konstrukcione materijale,kao što su kompoziti ,koja se sastoji u mogućnosti korišćenja već postojeće opreme za preradu.

Što se tiče raspoloživosti Li,procenjuje se sa količina Li zaliha iznosi 36,7 miliona tona,pri čemu će potražnja na zapadu biti od oko 6000 t/godišnje.

Materijal Prednosti Nedostaci

Al-Li legure

-niska gustina (2,5g/cm3) -niska plastičnost-visoka specifična svojstva

-cena proizvodnje( oko tri puta veća nego za konvencionalne legure)

-dizajniranje i obrada konvencionalnim metodama i

alataima

-automatizacija i recikliranje mogući

  

Fiber kompoziti

-niska gustina (2,5g/cm3) -niska plastičnost-vrlo visoka specifična svojstva visoka cena proizvodnje

-visoka koroziona otpornost-mogućnost štete i nesreće pri

dobijanju-niža cena sastavnih

komponenti-potreba novih alata i metoda

dizajniranja  -automatizacija i recikliranje nemoguće

Tabela 6. Prednosti i nedostaci Al-legura i fiber kompozita

Litijum je najlakši alkalni metal; ima gustinu od 0,534 g/cm3 ,temperaturu topljenja 180,7 ˚C i zck rešetku,sa a= 0,351nm. Ćvrsti Li na sobnoj temperaturi sa vazduhom,vodom i alkoholom reaguje vrlo intenzivno. Zagrevanjem ,reaktivnost Li raste; iznad 300˚C tečni Li intenzivno oksidira. Zbog visoke reaktivnosti ,topljenje i livenje Li treba izvoditi u posebnim uslovima,kako bi se izbegla mogućnost eksplozije.

Al-Li legure se mogu dobro prerađivati valjanjem,kovanjem,presovanjem,mada treba napomenuti i njihovu izraženu tendenciju ka obrazovanju kristalografske teksture,a time i tendenciju ka anizotropiji svojstava,što je nepovoljno jer sve vazduhoplovne kompanije zahtevaju što veću izotropnost svojstava posebno u limovima. Većina Al-Li legura poseduje superplastična svojstva,što može povoljno da utiče na ekonomski aspekt ovih legura.Al-Li legure se mogu dobro lemiti,a alternativno i dobro adheziono spajati.

11

Pri izboru legirajućih elemenata teške elemente bi trebalo izbegavati da ne bi došlo do povećanja gustine legura pri čemu istovremeno treba zadržati na visokom nivoutehničke performanse kao što su: čvrstoća,duktilnost,žilavost,zamor,korozioni otpor,i visoko temperaturna svojstva.

Magnezijum poboljšava čvrstoću legura. Takođe ima pozitivan efekat na gustinu legure i neznatan efekat na korozioniotpor.

Dodavanjem bakra povećava se gustina legure.Al-Li legure ,koje će komercijalno biti primenjivane u bliskoj budućnosti ,mogu se

klasifikovati u tri kategorije; one bi trebalo da zamene konvencionalne Al legure ,serije 2XXX i 7XXX, U tabeli 7 navedene su tri grupe Al-Li legura –sa intervalom i srednjim vrednostima koncentracije Li,Cu i Mg sadržaja,i konvencionalne legure,koje bi trebalo da budu zamenjene.

Kategorizacija NamenaSastav (%)

Li Cu MgVisoko čvrste

8091,2090Zamena za 7075 T6X

1,9-2,8 2,4

1,3-3,3 2,5

0,2-1,2 0,6

Srednje čvrste 8090

Zamena za 2014T6,2024T3X,7475T7X

2,1-2,7 2,4

1-1,6 1,3

0,5-1,4 0,9

Na havariju tolerantne 8090,2091

Zamena za 2024T3,T4,2114T651,7075T73X

1,7-2,7 2,3

0,5-2,5 1,4

0,5-1,9 1,1

Tabela 7. Glavne kategorije Al-Li legura

Uopšteno rečeno Al-Li legure imaju čvrstoću ,a u mnogim slučajevima i udarnu žilavost,koje se mogu porediti sa konvencijalnim legurama; izduženje je ,međutim znatno niže, naročito u kratkom transferzalnom pravcu. Korozija i karakteristike zamora ovih legura su zadovoljavajuće.

Razvoj druge generacije Al-Li legura ima za cilj da poboljša odnos čvrstoća/žilavost i da postigne maksimalne vrednosti čvrstoće. Treba napomenuti da je,u okviru kategorije srednje/visokočvrste i na havarije tolerantne legure,moguće superplastično oblikovanje,dok je osetljivost na kaljenje znatno niža.

12

4. Metalurgija praha aluminijuma i njegovih legura

Metalurgija praha je disciplina ,koja se bavi proučavanjem dobijanja kompaktnog metalnog tela ,sjedinjavanjem odvojenih čestica,koje ulaze u njegov sastav. Njen razvoj je usmeren ka usavršavnju postojećih i razradi novih tehnoloških procesa,tako i ka dobijanju novih materijala,koje je često nemoguće realizovati drugim procesima. Sa tog stanovišta se često i govori za savremenu metalurgiju praha da je za sintezu novih materijala-tehnoloski postupak alternative.Konceptom metalurgije brzo hladjenih prahova mogu se dobiti osobine ,koje se ne mogu postići tradicionalnim metodama klasične ingot metalurgije (I/M).

Osnovni tehnološki procesi dobijanja praha aluminijuma i njegovih legura,mogu se,danas,po njihovoj zastupljenosti u svetu,svrstati na sledeći način: a) rasprašivanje rastopa sažetim gasovima, b) mehaničko usitnjavanje u mlinovima i atritorima, c) centrifugalno rasprašivanje rastopa,sa hlađenjem granula u tečnoj ili gasovitoj sredini. U svim postupcima rasrašivanja ,čestice praha formiraju se kao posledica naglog hlađenja i očvršćavanja diskretnih kapi tečnog metala.

Kod aluminijuma i njegovih legura ,postupak metalurgije praha omogućava da se razviju nove legure ili prošire već postojeće familije legura koje nije moguće dobiti klasičnom ingot metalurgijom. Sa stanovišta upotrebe legirajućih elemenata koji se koriste u ingot metalurgiji,aluminijum je ekstreman primer ograničenja ,jer se u njemu samo 8 ili 9 elemenata ( Li,Mg,Si,Cu,Zn,Ga,Ge,Ag i verovatno Hg) rastvaraju više od 1% usled čega je razvoj legura aluminijuma ingot metalurgijom bio,sve do nedavno ograničen na praktično 4 legirajuća elementa: Mg,Si,Cu,Zn. Na tabeli 8,prikazane su prednosti metalurgije praha u odnosu na ingot metalurgiju za aluminijum i njegove legure.

K-Koristi se, PK- preliminarna eksploatacija je u toku

Tabela 8. Prednosti metalurgije praha u odnosu na ingot metalurgiju za aluminijum i njegove legure

Korišćenje metalurgije praha (P/M) za dobijanje praha i proizvoda Al-Li legura je vrlo intenzivno izučavano poslednjih godina. Al-Li legure dobijene P/M tehnikama imaju 3-5% manju gustinu u odnosu na I/m Al-Li legure,sa poboljšanim svojstvima,kao što su

13

izotropski i korozioni otpor. Međutim,nije još uvek u potpunosti postignuta zadovoljavajuća kombinacija čvrstoće i žilavosti.

Ekonomičnost različitih Al-Li legura dobijenih P/M tehnikama biće kritični aspekt njihove komercijalne primene.

14

5. Zaključak

Aluminijum je metal koji je i snažan i izdržljiv. Nije težak, lak je za oblikovanje i nije posebno skup. Zato se aluminijum koristi za izradu jako puno stvari.Legure aluminijuma našle su mnoge primene i korste za široke grupe proizvoda. One se koriste se u raznim granama industrije. Uz vazduhoplovstvo, tu je proizvodnja automobila i kamiona, vagona i brodova, izrada raketa, satelita i svemirskih stanica. Lagane metalne konstrukcije u građevinarstvu danas se ne mogu zamisliti bez aluminijuma. Prehrambena industrija je takođe važan korisnik ovog metala jer je poznato da on ne uništava vitamine u namirnicama.

15

Literatura

1. Stojadinović S., Pekez J., Tasić I., Mašinski materijali, tehnički fakultet „Mihajlo Pupin“, Zrenjanin,2009.

2. sr.wikipedia.org (04.04.2011.)3. thingstalk.net (04.04.2011.)

16