Fázový diagram systému Al-Mg. Zdůvodnění volby materiálu, jeho hlavní vlastnosti Stavový diagram al mg

Fázový diagram měď - hliník byl konstruován v celém koncentračním rozsahu pomocí metod tepelné, metalografické a rentgenové analýzy a je komplexním diagramem s mezifázemi. Stavový diagram měď - hliník (obr. 1) je uveden na základě prací různých autorů za dlouhou dobu. Oblast pevných roztoků na bázi mědi (α-fáze) sahá až do 9 % (hmot.) Al. S klesající teplotou roste rozpustnost hliníku v mědi při teplotách 1037; 900; 800; 700; 500 °C je 7,4; 7,8; 8,2; 8,8; 9,4 % (hmot.) Al. Fáze a má fcc mřížku podobnou mřížce čisté mědi, jejíž perioda se zvětšuje s rostoucím obsahem hliníku a ve slitině s 10,5 % (hmot.) Al je 0,3657 nm.

Fáze β je tuhý roztok na bázi sloučeniny Cu 3 Al. U slitin v oblasti β lze v závislosti na podmínkách tepelného zpracování a chlazení pozorovat dvě metastabilní mezifáze: β" a β.

Fáze γ 1 - pevný roztok na bázi sloučeniny Cu 3 Al 4 existuje v koncentračním rozmezí 16,0...18,8 % (hmot.) Al a má v základní buňce monoklinickou mřížku se 102 atomy. Fáze α 2 má mřížku podobnou jako fáze α.

V oblasti do 20 % (hmot.) Al se likvidus slitin skládá ze čtyř větví primární krystalizace fází α, β, χ a χ 1 . Při 1037 C krystalizuje eutektikum α + β s eutektickým bodem při 8,5 % (hmot.) Al. Při teplotách 1036 a 1022 °C probíhají peritektické reakce Zh + β ↔χ a Zh + χ↔γ 1 . respektive. Fáze χ existuje v teplotním rozsahu 1036...936 °C. Fáze β krystalizuje z taveniny po křivce s maximem při teplotě 1048 °C a odpovídá koncentraci 12,4 % (hmot.) Al. V pevném stavu tato oblast vykazuje řadu eutektoidních a peritektoidních transformací. Při 963 °C se χ fáze rozkládá na β- a γ 1 -fáze. Eutektoidní bod odpovídá 15,4 % (hmot.) Al. Při 780 °C se fáze γ 1 rozkládá podle eutektoidní reakce na fáze β a γ 2. Při 873 °C se peritektonickou reakcí tvoří γ-fáze. Předpokládá se, že ve fázi γ 2 dochází k fázové přeměně v teplotním rozsahu 400...700 °C s obsahem hliníku v eutektoidním bodě 11,8...11,9 % (hmotn.). V koncentračním rozmezí 9...16 % (hmot.) Al se předpokládá existence další stabilní fáze - χ nebo α 2, vzniklé eutektoidní reakcí při 363 °C a obsah hliníku v eutektoidním bodě je ∼ 11,2 % (hmotn.). Koncentrační limity oblasti homogenity této fáze nebyly stanoveny.

Autoři na základě literárních údajů o termodynamických vlastnostech složek a mezifází a také na základě experimentálních údajů o fázových rovnováhách vypočítali fázový diagram systému Cu-Al. Hodnoty vypočtených teplot fázových přeměn se prakticky shodují s daty práce.

Měď - berylium

Fázovým diagramem mědi - berylia se zabývalo mnoho badatelů. Staví se v celém koncentračním rozsahu (obr. 2). Krystalizační křivky slitin se skládají ze čtyř větví odpovídajících krystalizaci fází α, β, δ a β-Be. β-fáze krystalizuje podél křivky s minimem při teplotě 860 °C a 5,3 % (hmotn.) Be. Při 870 °C vzniká β-fáze peritektickou reakcí a při 578 °C se β-fáze rozkládá eutektoidní reakcí. Je prokázána vyšší teplota eutektoidní transformace – 605 °C.

Rozpustnost berylia v mědi při teplotě eutektoidní transformace je 1,4 % (hmotn.). S klesající teplotou rozpustnost berylia klesá a je: při 500 °C - 1,0 % (hmotn.), při 400 °C - 0,4 % (hmotn.), při 300 °C - 0,2 % (hmotn.). V koncentračním rozmezí 50,8...64,3 % (at.) Be při 930 °C dochází k peritektické reakci tvorby β"-fáze a při 1090 °C k eutektoidní přeměně β ↔α-Be +δ Oblasti fázové hranice δ/δ + α-Be a δ + α-Be/α-Be procházejí 81,5 a 92,5 % (at.) Be při 1000 °C, při 900 °C - 81,0 a 93,0 % (při .) Be, při 700 °C - 80,8 a 95,5 % (at.) Be, v daném pořadí.

Fáze δ vzniká peritektickou reakcí při teplotě 1239 °C. Pevný roztok na bázi mědi (α-fáze) má fcc mřížku s periodou α = 0,3638 nm při 2,1 % (hmotn.) Be, δ-fáze má neuspořádanou bcc mřížku s periodou α = 0,279 nm při 7,2 % (hmotnostně) Be, β′-fáze má uspořádanou tělesně centrovanou kubickou mřížku typu CsCl s periodou α = 0,269...0,270 nm, δ-fáze má kubickou mřížku typu MgCu 2 s perioda a = 0,5952 nm. Fáze β-Be je vysokoteplotní fáze a fáze α-Be je nízkoteplotní modifikace pevného roztoku na bázi berylia.

Podle údajů, které ukazují část diagramu do 50 % (at.) Cu, taje δ-fáze (Be 4 Cu-Be 2 Cu) kongruentně při 1219 °C a 22 % (at.) Cu. β-fáze má strukturu typu MgCu 2 a mění parametr mřížky v oblasti homogenity z α = 5957 nm na α = 0,5977 nm při 25 at.% Cu.

Měď - železo

Fázový diagram měď-železo byl studován mnoha výzkumníky. Výsledky těchto studií jsou v práci podrobně analyzovány. Hlavní rozpory se týkají otázky úplné nebo částečné mísitelnosti mědi a železa v kapalném stavu. Výsledkem experimentů bylo zjištěno, že v systému měď-železo nedochází ke stratifikaci, ale u podchlazeného stavu (100 °C) ke stratifikaci dochází. Separační oblast je téměř symetrická k ose odpovídající ekviatomárnímu složení a kritická teplota míchání leží 20 °C pod teplotou likvidu při ekviatomovém složení.

Na Obr. Na obrázku 3 je schéma stavu měď - železo dle údajů. Dvě peritektické a jedna eutektoidní transformace byly zjištěny při teplotách 1480 °C; 1094 a 850 °C. Rozpustnost železa v mědi při 1025; 900; 800 a 700 °C je 2,5; 1,5; 0,9; 0,5 % (hmot.) Fe. Mřížkový parametr tuhého roztoku na bázi mědi pro slitinu s 2,39 at. % Fe je 0,3609 nm. Mřížkový parametr α-Fe (bcc) se zvyšuje z 0,28662±0,00002 na 0,28682 nm s přidáním 0,38 at.% Cu.

Měď - kobalt

Stavový diagram systému měď - kobalt je na Obr. 4. Dobře souhlasí s výsledky dřívějších studií tohoto diagramu. V tomto systému se v důsledku přechlazení o 100 °C nebo více objeví oblast nemísitelnosti v kapalném stavu, která je téměř symetrická kolem osy odpovídající rovnoatomovému složení. Při tomto složení leží kritická teplota míchání 90 °C pod křivkou likvidu.

Systém Cu-Co je peritektického typu. Teplota peritektické reakce je 1112 °C. Údaje o rozpustnosti kobaltu v tuhém roztoku na bázi mědi (β) a mědi v tuhém roztoku na bázi kobaltu (a) v rozmezí teplot 900...1100 °C jsou uvedeny v tabulce. 1.

Měď - křemík

Stavový diagram měď - křemík je na Obr. 5 (na základě souhrnu prací). Systém obsahuje α-pevný roztok na bázi mědi, β-, δ-, η-fází a také K-, γ- a ε-fáze vzniklé peritektoidními reakcemi.

Oblast existence β-fáze [mřížka bcc s α = 0,2854 nm při 14,9 at.% Si] je v teplotním rozmezí 852...785 °C; vzniká peritektickou reakcí s bodem peritektické přeměny 6,8 % (hmot.) Si. Oblast existence β-fáze pokrývá teplotní rozsah 824...710 °C a vzniká peritektickou reakcí; bod peritektické transformace 8,65 % (hmot.) Si. Fáze η má dvě modifikace: η′ a η″. V rozsahu teplot 620...558 °C probíhá transformace η↔η′ a v rozsahu 570...467 °C probíhá transformace η′↔η″. η-fázová mřížka je podobná γ-mosazné mřížce.

Fáze K vzniká peritektoidní reakcí při +842 °C a existuje do 552 °C, peritektoidní bod odpovídá 5,9 % (hmot.) Si. Fáze K má těsně uzavřenou hexagonální mřížku s a = 0,25543 nm a c = 0,41762 nm při 11,8 at. % Si a a = 0,25563 nm a c = 0,41741 nm při 14,6 % (at.) Si. Fáze γ vzniká peritektoidní reakcí při 729 °C a je stabilní až do teploty místnosti; peritektoidní bod odpovídá 8,35 % (hmotn.) Si.

Fáze γ má kubickou mřížku typu mřížky β-Mn s periodou α = 0,621 nm.

Fáze ε také vzniká peritektoidní reakcí při 800 °C a existuje v úzkém koncentračním rozmezí 10,6...10,7 % (hmotn.) Si, stabilní až do teploty místnosti. Má bcc mřížku s α = 0,9694 nm. Rozpustnost mědi v křemíku je zanedbatelná a činí 2,810 -3; 2.10-3; 5,5.10-4; 8,5-10-5; 5,3-10-6 % (at.) při teplotách 1300 °C; 1200; 1000; 800 a 500 °C. Rozpustnost křemíku v mědi je významná a činí -5,3 % (hmotnostních) při 842 °C.

Měď - mangan

Stavový diagram systému měď-mangan je konstruován v celém koncentračním rozsahu. Zde je to uvedeno podle údajů (obr. 6). Měď a mangan tvoří minimum na křivce likvidu při obsahu ~37 % (at.) Mn a teplotě 870±5 °C. Přeměny v pevném stavu jsou spojeny s uspořádanými procesy ve slitinách na straně mědi a alotropními modifikacemi manganu. Pevný roztok (a-Cu, y-Mn) je uspořádán při -16 at.% Mn (MnCu5) a 400 °C a při -25 at.% Mn (MnCu3) a 450 °C.

Rozpustnost mědi ve fázích α-Mn a β-Mn je nevýznamná. Systém prochází kontinuálním přechodem z plošně centrované kubické mřížky pevného roztoku na bázi mědi (α-Cu) k plošně centrované tetragonální mřížce γ-Mn.

Měď - nikl

Stavový diagram systému měď-nikl je systém se spojitou řadou pevných roztoků. Obrázek 7 ukazuje výsledky experimentálních studií, které se navzájem dobře shodují. V pevném skupenství dochází k přeměnám spojeným s magnetickými přeměnami v niklu. Všechny slitiny systému Cu-Ni mají mřížku fcc. Předpoklady o existenci sloučenin CuNi a CuNi 3 v systému nebyly v pozdějších pracích potvrzeny. Slitiny tohoto systému jsou základem průmyslových slitin kupronického typu.

Měď - cín

Na Obr. Obrázek 8 ukazuje stavový diagram založený na velkém počtu prací. Systém prokázal existenci řady fází vzniklých jak během primární krystalizace, tak během transformace do pevného stavu. Fáze α, β, γ, ε, η vznikají při primární krystalizaci, fáze ζ a δ - v pevném stavu. Fáze β, γ a η ​​vznikají peritektickými reakcemi při teplotách 798, 755 a 415 °C. Perioda mřížky fáze α se zvyšuje z 0,3672 na 0,3707 nm. Fáze β a γ jsou krystalograficky podobné a mají mřížku bcc.

Fáze ε existuje na bázi sloučeniny Cu 3 Sn a má ortorombickou mřížku. η-fáze odpovídá sloučenině Cu 6 Sn 5. Objednává se na 189...186 °C. Fáze ζ má hexagonální mřížku s očekávaným složením Cu 20 Sn 6 . δ-fáze má strukturu γ-mosaz, je to elektronová sloučenina a odpovídá vzorci Cu 31 Sn 8 při 20,6 at. % Sn.

Rozpustnost cínu v mědi podle rentgenové spektrální analýzy je % (at.) Sn [% (hmot.) - v závorkách]: 6,7 (11,9); 6,5 (11,4); 5,7 (10,10) při teplotách 350 °C; 250; 150 °C resp. Rozpustnost mědi v cínu v pevném stavu při eutektické teplotě je 0,01 % (at.) (podle Tokseitova et al.).

Měď - olovo

Stavový diagram měď - olovo, konstruovaný v celém koncentračním rozsahu, je na Obr. 9 podle díla. Stavový diagram systému měď-olovo je charakterizován přítomností monotektických a eutektických přeměn. Teplota monotektické přeměny je (955±0,5) C a rozsah oblasti nemísitelnosti při této teplotě je 15,7-63,8 % (at.) Pb. Eutektický bod odpovídá 0,18 % (at.) Pb a dle údajů - teplotě 326 °C a 0,2 % (at.) Pb. Křivka rozpustnosti mezi monotektickou teplotou a teplotou tání olova byla stanovena poměrně pečlivě. Bylo zjištěno, že tato křivka protíná monotektickou horizontálu při obsahu olova 67 % (at.). Rozpustnost olova v mědi v pevném stavu při teplotách nad 600 °C není větší než 0,09 % (at.). Rozpustnost mědi v olovu v pevném stavu je menší než 0,007 % (hmotnostních).

Měď - antimon

Stavový diagram měď - antimon je uveden podle údajů na Obr. 10.

Ve slitinách tohoto systému byla objevena vysokoteplotní β-fáze s fcc mřížkou typu BiF 3, která taje kongruentně při 684 °C a slitina obsahuje 28,6 at.% Sb. Při 435 °C se β-fáze eutektoidně rozkládá na fázi k a Cu 2 Sb. Eutektoidní bod odpovídá 24 % (at.) Sb. Maximální rozpustnost β-fáze 20...32 %) (at.) Sb. Další mezifáze - η, ε, ε′ a k- vznikají peritektoidními reakcemi při teplotách 488 °C (η), 462 °C (e). ε′-fáze má hexagonální mřížku s periodami α = 0,992 nm, c = 0,432 nm a existuje v teplotním rozsahu ~375...260 °C. K-fáze má ortorombickou strukturu typu Cu 3 Ti, existuje v rozmezí 450...375 °C a rozkládá se na ε-fázi a Cu 2 Sb při teplotě 375 °C nebo ε′-fázi a Cu. 2 Sb (podle jiných autorů). Fáze η má oblast homogenity od 15,4 do 15,8 % (at.) Sb při 426 °C. Mezifáze Cu 2 Sb vzniká peritektickou reakcí při 586 °C a má úzkou oblast homogenity 32,5...33,4 % (at.) Sb. Má čtyřhrannou mřížku. Maximální rozpustnost antimonu v mědi v pevném stavu při teplotách 600 °C; 550:500; 450; 400; 360; 340 a 250 °C je 5,79; 5,74; 5,69; 5,44; 4,61; 3,43; 3,02; 1,35 % (at.) nebo 10,53; 10,44; 10,37; 9,92; 8,48; 6,38; 5,64; 2,56 % (hmot.), resp.

Měď - fosfor

Stavový diagram soustavy měď - fosfor je znázorněn podle údajů na Obr. 11. Na základě výsledků pozdějších prací byly v systému objeveny dvě sloučeniny: Cu 3 P a Cu P 2. Teplota vzniku sloučeniny Cu 3 P přímo z taveniny je udávána různými autory různými způsoby: 1005; 1018 nebo 1023; 1022 °C. Rozsah homogenity sloučeniny Cu3P je 31 % (at.) P při eutektické teplotě a 27,5 % (at.) P při 700 °C. Sloučenina Cu 3 P má hexagonální mřížku s parametry α = 0,695 nm, c = 0,712 ± 0,02 nm, c/α = 1,02.

Sloučenina CuP 2 krystalizuje přímo z taveniny při 891 °C. Mezi sloučeninou Cu 3 P a mědí dochází při 714 °C k eutektické reakci, eutektický bod odpovídá 15,72 % (at.) P.

Mezi sloučeninami Cu 3 P a Cu P 2 existuje eutektická rovnováha při 833 °C. Složení eutektického bodu je 49 % (at.) R.

V oblasti diagramu mezi fosforem a sloučeninou CuP 2 se předpokládá existence degenerovaného eutektika při 590 °C.

Rozpustnost fosforu v mědi je uvedena v tabulce. 2.

(Poznámka. Obsah fosforu je uveden v závorkách v procentech hmotnostních.)

Měď - chrom

Fázový diagram měď-chróm byl nejdůkladněji studován v oblasti bohaté na měď. V plném znění je uveden v díle G.M. Kuznetsova et al., na základě dat termodynamických výpočtů a údajů o parametrech interakce složek (obr. 12). Struktura slitin obsahuje dvě fáze: tuhé roztoky na bázi mědi (α) a chrómu (β). Při 1074,8 °C dochází k eutektické přeměně při obsahu chrómu 1,56 % (at.). Rozpustnost chrómu v mědi podle různých autorů je uvedena v tabulce. 3.

Rozpustnost mědi v chromu v pevném stavu se pohybuje od 0,16 % (at.) při 1300 °C do 0,085 % (at.) při 1150 °C.

Měď - zinek

Ve slitinách mědi mají největší praktický význam prvky skupiny II periodické tabulky D.I. Mendělejev představuje zinek. Fázový diagram měď-zinek byl studován mnoha výzkumníky v celém rozsahu koncentrací. Na Obr. Obrázek 13 ukazuje stavový diagram sestavený ze souboru prací, ve kterých byly použity metody termické, rentgenové, metalografické, elektronové mikroskopické analýzy a stanovení teploty likvidu.

Linie likvidu systému měď-zinek se skládá ze šesti větví primární krystalizace fází α, β, γ, δ, ε a η. V systému je pět peritektických transformací, % (at.):

1) F (36,8 Zn) + a (31,9 Zn) ↔ P (36,1 Zn) při 902 °C;

2) F (59,1 Zn) + p (56,5 Zn) ↔ γ (59,1 Zn) při 834 °C;

3) F (79,55 Zn) + y (69,2 Zn) ↔ 5 (72,4 Zn) při 700 °C;

4) F (88 Zn) + 5 (76 Zn) ↔ ε (78 Zn) při 597 °C;

5) F (98,37 Zn) + ε (87,5 Zn) ↔η (97,3 Zn) při 423 °C.

Rozpustnost zinku v tuhém roztoku na bázi mědi se nejprve zvýší z 31,9 % (at.) při 902 °C na 38,3 % (at.) při 454 °C, poté klesá a dosahuje 34,5 % (at.) při 150 °C C a 29 % (at.) při 0 °C.

V oblasti existence α-fáze jsou definovány dvě modifikace α 1 a α 2. Oblast existence fáze β se pohybuje od 36,1 % (at.) Zn při 902 °C do 56,5 % (at.) Zn při 834 °C a od 44,8 % (at.) Zn při 454 °C až do 48,2 % ( at.) Zn při 468 °C. V teplotním rozsahu 454...468 °C dochází k přeměně nebo uspořádání.

Fáze β′ se rozkládá podle eutektoidní reakce β′↔α + γ při teplotě ~255 °C. β-fáze existuje ve čtyřech modifikacích: γ′′′-fáze do teplot 250...280 C, nad 280 °C je stabilní γ″-fáze, která se při 550...650 °C přeměňuje na γ'-fáze; nad 700 °C je fáze γ. Fáze δ existuje v rozmezí 700...558 °C, eutektoidně se rozkládá podle reakce δ↔γ + ε při 558 °C.

Rozpustnost mědi v roztoku η-pevné látky na bázi zinku klesá z 2,8 % (at.) při 424 °C na 0,31 % (at.) při 100 °C. Parametry mřížky α-pevného roztoku na bázi mědi se zvyšují se zvyšující se koncentrací zinku.

Fáze β má tělesně centrovanou kubickou mřížku typu W, β′-fáze má uspořádanou tělesně centrovanou mřížku typu CsCl. Mřížková perioda β′-fáze se zvyšuje z O 2956 na 0,2958 nm v koncentračním rozsahu 48,23...49,3 % (at.) Zn.

Fáze γ má strukturu typu γ-mosaz. Jeho složení odpovídá stechiometrickému složení Cu 5 Zn 8 . Fáze γ″′ má ortorombickou mřížku s periodami α = 0,512 nm, b = 0,3658 nm a c = 0,529 nm.

Fáze γ″ má kubickou mřížku s periodou α = 0,889 nm. Strukturní a mřížkové parametry fází γ′ a γ nebyly stanoveny. Fáze 3 má bcc mřížku s periodou α = 0,300 nm při 600 °C pro slitinu se 74,5 at. % Zn. Fáze ε má hexagonální mřížku typu Mg.

Slitiny na bázi systému měď-zinek (mosaz) jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích: vyznačují se vysokou zpracovatelností a odolností proti korozi. Výroba různých dílů a odlitků ze slitin tohoto systému není nijak zvlášť náročná. Slitiny jakostí L96, L90, L85, L80, L75, L70, L68, L66, L63, L59 - jednoduchá mosaz - jsou zpracovány tlakem ve studeném i horkém stavu a mají jednofázovou strukturu, což je na bázi pevných roztoků na mědi (a) pro slitiny s obsahem mědi alespoň 61 % (hmot.) a dvoufázové (α + β) pro slitinu L59. Jedno- a dvoufázové slitiny (α, α + β, β), legované hliníkem, železem, manganem, křemíkem, cínem, olovem, se používají k výrobě odlitků různými metodami.

V současné době se vyvíjejí nové materiály na bázi hliníku, které dále rozšiřují rozsah použití těchto materiálů. Pro projekt ekologického letadla poháněného kapalným vodíkem (jeho teplota je -253 o C) byl tedy požadován materiál, který při tak nízkých teplotách nekřehne. Tyto požadavky splňuje slitina O1420 vyvinutá v Rusku na bázi hliníku legovaného lithiem a hořčíkem. Navíc, vzhledem k tomu, že oba legující prvky v této slitině jsou lehčí než hliník, je možné snížit měrnou hmotnost materiálu a tím i letovou hmotnost strojů. Spojením dobré pevnosti duralu a nízké hustoty má slitina také vysokou odolnost proti korozi. Moderní věda a technika se tedy ubírá cestou vytváření materiálů, které kombinují maximální možnou sadu užitečných vlastností.

Je třeba také poznamenat, že v současné době současně s tradičním alfanumerickým značením existuje nové digitální značení hliníkových slitin - viz obr. 3 a tabulka. 10.

Obrázek 3 – Princip digitálního značení hliníkových slitin

Tabulka 10

Příklady označení pomocí nového značení

Bibliografie

1. Kolachev B.A., Livanov V.A., Blagin V.I. Metalurgie a tepelné zpracování neželezných kovů a slitin. M.: Hutnictví, 1972.-480 s.

2. Lakhtin Yu.M., Leontyeva V.P. Věda o materiálech. M.: Strojírenství, 1990.-528 s.

3. Guljajev A.P. Hutnictví. M.: Hutnictví, 1986.-544 s.

4. Encyklopedie anorganických materiálů. Svazek 1.: Kyjev: Hlavní redaktor Ukrajinského Sovětského svazu, 1977.-840 s.

5. Encyklopedie anorganických materiálů. Svazek 2.: Kyjev: Hlavní redaktor Ukrajinského Sovětského svazu, 1977.-814 s.

6. Nauka o materiálech a technologie materiálů. Fetisov G.P., Karpman M.G., Matyunin V.M. a další M.-V.Sh., 2000.- str. 182

Příloha 1

Al-Mg fázový diagram (a) a závislost mechanických vlastností

slitiny v závislosti na obsahu hořčíku (b)

Dodatek 2

Stavový diagramAl - Cu:

přerušovaná čára – teplota kalení slitin

Dodatek 3

Stavový diagramAl – Sia) a vliv křemíku

o mechanických vlastnostech slitin

Úvod. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ………4

1 hliník. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …...4

2 Slitiny na bázi hliníku. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……5

2.1 Tvářené hliníkové slitiny,

nevytvrzené tepelným zpracováním. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......6

2.2 Tvářené hliníkové slitiny,

zpevněné tepelným zpracováním. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......7

2.3 Slitiny litého hliníku. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ......jedenáct

2.4 Slitiny vyrobené práškovou metalurgií………...……..…..14

Závěr………………………………………………………………………………………………..……..16

Reference………………………………………………………………………………...17

Příloha 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….19

Dodatek 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . ….. 20

Dodatek 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . ….21

Katedra teoretických základů nauky o materiálech

Hliník je jedním z nejdůležitějších materiálů používaných v elektronickém průmyslu, a to jak ve své čisté formě, tak v mnoha typech slitin na jeho bázi. Čistý hliník nemá žádné alotropní modifikace a má vysokou tepelnou a elektrickou vodivost, dosahující 62-65 % obdobných parametrů jako u mědi. Teplota tání hliníku je 660 °C, bod varu 2500 °C. Tvrdost čistého hliníku je 25 HB podle Brinella. Hliník se snadno zpracovává řezáním, tažením a lisováním.

Při kontaktu se vzduchem se na povrchu hliníku vytvoří neporézní ochranný oxidový film o tloušťce přibližně 2 nm (20 A), který jej chrání před další oxidací. Hliník má nízkou odolnost proti korozi v alkalických roztocích, kyselině chlorovodíkové a sírové. Organické kyseliny a kyselina dusičná na něj nemají žádný vliv.

Průmysl vyrábí několik druhů hliníku: speciální čistota, vysoká čistota a technická čistota. Vysoce čistý hliník A999 neobsahuje více než 0,001 % nečistot; stupně vysoké čistoty A995, A99, A97 a A95, v tomto pořadí - ne více než 0,005; 0,01; 0,03 a 0,05 % nečistot; stupeň technické čistoty A85 - ne více než 0,15 % nečistot.

V elektronice se čistý hliník používá při výrobě elektrolytických kondenzátorů, fólií a také jako terče při vytváření hliníkových vodivých drah mikroelektronických zařízení pomocí tepelných, iontově-plazmových a magnetronových metod naprašování.

Největší zájem pro elektronické inženýrství jsou slitiny na bázi systémů hliník-měď a hliník-křemík, které tvoří dvě velké skupiny tvářených a litých slitin používaných jako konstrukční materiály.

Na Obr. Obrázek 2.7 ukazuje rovnovážný diagram stavu systému „hliník - měď“ ze strany hliníku. Eutektická slitina v tomto systému obsahuje 33 % mědi a má bod tání 548 °C. S rostoucím obsahem intermetalů ve slitině se zvyšuje pevnost slitiny, ale zhoršuje se její zpracovatelnost. Rozpustnost mědi v hliníku při pokojové teplotě je 0,5 % a při eutektické teplotě dosahuje 5,7 %.

Slitiny s obsahem mědi do 5,7 % lze převést do jednofázového stavu jejich zchlazením z teploty nad linkou B.D. Vytvrzená slitina má přitom dostatečnou tažnost se střední pevností a je zpracovatelná deformací. Pevný roztok vzniklý po kalení je však nerovnovážný a probíhají v něm procesy oddělování intermetalických sloučenin doprovázené zvýšením pevnosti slitin. Při pokojové teplotě k tomuto procesu dochází během 4-6 dnů a nazývá se přirozené stárnutí slitiny. Urychlení procesu stárnutí materiálu je zajištěno jeho udržováním při zvýšených teplotách, tento proces se nazývá umělé stárnutí.

Rýže. 2.7. Stavový diagram systému hliník-měď Další skupinou hliníkových slitin, nazývaných lité hliníkové slitiny nebo siluminy, jsou slitiny na bázi systému hliník-křemík. Stavový diagram tohoto systému je na Obr. 2.8.

Rýže. 2.8.

Eutektická slitina obsahuje 11,7 % křemíku a má teplotu tání 577 °C. V tomto systému nevznikají žádné intermetalické sloučeniny. Eutektické slitiny mají dobré odlévání a vyhovující mechanické vlastnosti, které se zlepšují zavedením až 1 % sloučenin sodíku do slitiny.

Podle způsobu výroby se průmyslové slitiny hliníku dělí na slinuté, lité a tvářené (obr. 1).

Slévárenské slitiny procházejí eutektickou transformací, ale deformovatelné nikoli. Ty zase mohou být tepelně nekalitelné (slitiny, ve kterých nedochází k fázovým přeměnám v pevném stavu) a deformovatelné, tepelně tvrditelné (slitiny zpevněné kalením a stárnutím).

Slitiny hliníku jsou obvykle legovány Cu, Mg, Si, Mn, Zn, méně často Li, Ni, Ti.

Deformované hliníkové slitiny, které nelze zpevnit tepelným zpracováním

Do této skupiny slitin patří technický hliník a tepelně netvrditelné svařitelné korozivzdorné slitiny (slitiny hliníku s manganem a hořčíkem). Slitiny AMts patří do systému Al – Mi (obr. 1).

Obr. 1. Stavový diagram „hliník - legující prvek“:

1–deformovatelné, tepelně netvrditelné slitiny;

2 – deformovatelné, tepelně vytvrditelné slitiny.

Obr.2. Stavový diagram „hliník - mangan“:

–Koncentrace Mn v průmyslových slitinách.

Obr.3. Mikrostruktura slitiny AMC

Obr.6. Mikrostruktura duralu po:

a) kalení ve vodě od teploty T2;

b) kalení a umělé stárnutí při T3

(vpravo – schematický obrázek)

Struktura slitiny Amts je tvořena a-pevným roztokem manganu v hliníku a sekundárními precipitáty fáze MnAl (obr. 3.) V přítomnosti železa se místo MnAl tvoří komplexní fáze (MnFe)Al, která je tvořena 100 % hmotn. který je v hliníku prakticky nerozpustný, a proto je slitina Amts zpevněna tepelným zpracováním.

Složení těchto slitin má velmi úzké limity: 1-1,7 % MP;

0,05 – 0,20 % Cu; Měď se přidává ke snížení důlkové koroze.

Povoleno do 0,6–0,7 % Fe a. n 0,6-0,7 % Si, což vede k určitému zpevnění slitin bez výrazné ztráty odolnosti proti korozi.

S klesající teplotou rychle roste pevnost, proto jsou slitiny této skupiny široce používány v kryogenní technologii.

Slitiny AMg (magnalium) patří do systému A1 – Mg (obr. 4). Hořčík tvoří s hliníkem a-pevný roztok a v koncentračním rozmezí od 1,4 do 17,4 % Mg se uvolňuje sekundární b-fáze (MgAl), ale slitiny obsahující až 7 % Mg dávají při tepelném zpracování velmi malé zpevnění, takže zpevnily se plastickou deformací — zpevněním.

Slitiny systémů A1–Mn. a A1–- Mg se používají v žíhaném, za studena opracovaném a polozpracovaném stavu. Průmyslové slitiny obsahují hořčík v rozmezí od 0,5 do 12... 13 %, slitiny s nízkým obsahem hořčíku mají nejlepší schopnost tváření, slitiny s vysokým obsahem hořčíku mají dobré licí vlastnosti (tab. 5) aplikace.

Na lodích jsou ze slitin této skupiny vyráběny záchranné čluny, davit, přívěsné žebříky, praktické předměty atd.

Deformované hliníkové slitiny, zpevněné tepelným zpracováním

Do této skupiny slitin patří slitiny vysoké a normální pevnosti. Složení některých deformovatelných tepelně vytvrditelných slitin je uvedeno v tabulce 6 přílohy. Typickými deformovatelnými slitinami hliníku jsou duraly (označené písmenem D) - slitiny systému A1 - Cu - Mg. Velmi zjednodušeně lze procesy, které probíhají při zpevňovacím tepelném zpracování duralu, uvažovat pomocí diagramu Al – Cu (obr. 5).

Obr.4. Schéma stavu „hliník - hořčík“.

‚ – koncentrace Mg v průmyslových slitinách.

Obr.5. Fragment stavového diagramu „hliník - měď“:

T1 – teplota zpětného toku;

Т2 – teplota kalení;

T3 – teplota umělého stárnutí.

Obr.7. Fázový diagram hliník-křemík:

a) celkový pohled;

b) po zavedení modifikátoru.

Při kalení, které spočívá v zahřátí slitiny nad čáru proměnlivé rozpustnosti, udržení na této teplotě a rychlém ochlazení, dochází ke vzniku struktury přesyceného a-pevného roztoku (světlý na obr. 6a) a nerozpustných inkluzí sloučenin železa a manganu (tmavé ) je opraveno. Slitina v čerstvě kaleném stavu má nízkou pevnost s6 = 30 kg/mm3 (300 MPa); d = 18 %; tvrdost HB75.

Přesycený pevný roztok je nestabilní. Nejvyšší pevnosti je dosaženo při následném stárnutí vytvrzené slitiny. Umělé stárnutí spočívá v expozici při teplotě 150 - 180 stupňů. V tomto případě se z přesyceného a-pevného roztoku uvolňují zpevňující fáze CuAl2, CuMgAl2, Al12Mn2Cu.

Mikrostruktura zestárlé slitiny je znázorněna na obr. 6b. Skládá se z pevného roztoku a inkluzí různých výše uvedených fází.

Zpracování hliníku

Všechny hliníkové slitiny lze rozdělit do dvou skupin:

Deformovatelné slitiny hliníku - určené pro výrobu polotovarů (plechy, plechy, tyče, profily, trubky atd.), dále výkovků a lisovaných polotovarů válcováním, lisováním, kováním a lisováním.

a) Zpevněné tepelným zpracováním:

Dural, „duralumin“ (D1, D16, D20*, slitiny hliníku, mědi a manganu) - lze uspokojivě zpracovávat řezáním ve vytvrzeném a zestárlém stavu, ale špatně v žíhaném stavu. Duraliny se dobře svařují bodovým svařováním a nelze je svařovat tavným svařováním pro jejich sklon k praskání. Slitina D16 se používá k výrobě potahů, rámů, podélníků a nosníků letadel, nosných rámů, stavebních konstrukcí a karoserií automobilů.

Aviální slitina (AV) se po vytvrzení a stárnutí uspokojivě zpracovává řezáním a dobře se svařuje argonovým obloukem a odporovým svařováním. Z této slitiny se vyrábí různé polotovary (plechy, profily, trubky atd.), používané pro středně zatížené konstrukční prvky, dále listy rotoru vrtulníků, kované díly motorů, rámy, dveře, které vyžadují vysokou tažnost za studena počasí a horko.

Vysokopevnostní slitina (B95) má pevnost v tahu 560-600 N/mm2, dobře se opracovává řezáním a svařuje bodovým svařováním. Slitina se používá v konstrukci letadel pro zatěžované konstrukce (plášť, podélníky, rámy, nosníky) a pro nosné rámy ve stavebních konstrukcích.

Slitiny pro kování a lisování (AK6, AK8, AK4-1 [tepelně odolné]). Slitiny tohoto typu se vyznačují vysokou tažností a vyhovujícími licími vlastnostmi, které umožňují získat vysoce kvalitní ingoty. Hliníkové slitiny této skupiny se dobře opracovávají řezáním a lze je uspokojivě svařovat odporovým a argonovým obloukovým svařováním.

b) Nevytvrzené tepelným zpracováním:

Slitiny hliníku s manganem (AMc) a hliníku s hořčíkem (AMg2, AMg3, AMg5, AMg6) se snadno opracovávají tlakem (ražením, ohýbáním), dobře se svařují a mají dobrou odolnost proti korozi. Řezání je obtížné, proto se k výrobě závitů používají speciální beztřískové závitníky (válce), které nemají řezné hrany.

Slitiny hliníku odlévané - určené pro tvarové odlévání (zpravidla se dobře opracovávají řezáním).

Slitiny hliníku s křemíkem (siluminy) Al-Si (AL2, AL4, AL9) se vyznačují vysokými licími vlastnostmi a odlitky se vyznačují vysokou hustotou. Siluminy se poměrně snadno opracovávají řezáním.

Slitiny hliníku s mědí Al-Cu (AL7, AL19) po tepelném zpracování mají vysoké mechanické vlastnosti při normální i zvýšené teplotě a dobře se opracovávají řezáním.

Slitiny hliníku s hořčíkem Al-Mg (AL8, AL27) mají dobrou odolnost proti korozi, zlepšené mechanické vlastnosti a snadno se řežou. Slitiny se používají při stavbě lodí a letectví.

Žáruvzdorné hliníkové slitiny (AL1, AL21, AL33) se dobře opracovávají řezáním.

Z hlediska frézování, závitování a soustružení lze hliníkové slitiny také rozdělit do dvou skupin. V závislosti na stavu (tvrzené, stárnuté, žíhané) mohou slitiny hliníku patřit do různých skupin lehkosti

zpracovává se:

Měkké a tvárné hliníkové slitiny, které způsobují problémy při řezání:

a) Žíhané: D16, AB.

b) Nevytvrzené tepelným zpracováním: AMts, AMg2, AMg3, AMg5, AMg6.

Poměrně tvrdé a odolné hliníkové slitiny, které se celkem snadno opracovávají řezáním (v mnoha případech, kdy není vyžadována zvýšená produktivita, lze tyto materiály zpracovávat standardními nástroji pro všeobecné použití, ale pokud potřebujete zvýšit rychlost a kvalitu zpracování, lze tyto materiály opracovávat i běžnými nástroji pro běžné použití). je nutné použít specializované nástroje):

a) Kalené a uměle stárnuté: D16T, D16N, AVT.

b) Kování: AK6, AK8, AK4-1.

c) Slévárny: AL2, AL4, AL9, AL8, AL27, AL1, AL21, AL33.

Charakteristickým rysem hliníku je jeho nízká hustota (2,7 g/cm3), nízký bod tání (660 °C) a relativně nízký elektrický odpor, pouze 1,51krát větší než u mědi. Hliník má plošně centrovanou kubickou mřížku a ve své čisté formě je velmi měkký, tažný kov. Hliník jako chemický prvek by měl pomalu rozkládat vodu jako vápník, ale oxidový film na jeho povrchu spolehlivě chrání kov před interakcí s vodou i vzdušným kyslíkem. Díky této odolné, velmi tenké a průhledné oxidové fólii je hliník schopen udržet si lesklý vzhled po dlouhou dobu.

Čistý hliník je široce používán jako elektricky vodivý materiál; Vzniklo velké množství slitin na bázi hliníku, které se používají především v letectví. V posledních letech se hliníkové slitiny aktivně zavádějí do automobilového průmyslu, potravinářského průmyslu (obalový materiál) a domácích spotřebičů. Zvláště rychle roste použití hliníku ve stavebnictví jako dokončovacího a dekorativního materiálu, který je velmi odolný vůči atmosférické korozi. Světová produkce hliníku se velmi rychle zvyšuje: za 18 let (od roku 1955 do roku 1973) se zvýšila 4krát. Cena hliníku je přibližně 5 až 10krát vyšší než cena uhlíkové oceli.

Průmysl vyrábí několik druhů hliníku, které se liší celkovým obsahem nečistot - od 0,001 do 1,0%. Hlavními přírodními nečistotami v hliníku jsou železo a křemík. Na fázovém diagramu hliník-křemík (obr. 55) je eutektický bod při 577 °C a 11,7 % Si. Rozpustnost křemíku v pevném hliníku při této teplotě je 1,6 %. Když teplota klesne na 200 °C, sníží se na 0,05 %. Fázový diagram hliník-železo je složitý, s několika přechodnými fázemi. Nejbohatší sloučeninou hliníku je FeAl 3 . Mezi ním a hliníkem je eutektický bod při 655 °C a 1,8 % železa (obr. 56). Rozpustnost železa v pevném hliníku při eutektické teplotě je 0,05 %, pod 400 °C klesá k nule. To znamená, že ve dvojitých hypoeutektických slitinách hliníku a železa se toto vždy vysráží ve formě vměstků fáze FeAl 3, které jsou buď eutektického původu, nebo vznikají rozkladem tuhého roztoku. Eutektické precipitáty se mohou tvořit při výrazně nižších koncentracích železa než 0,05 % v důsledku nerovnovážné krystalizace.

V hliníku obsahujícím železo i křemík se kromě naznačených fází charakteristických pro binární systémy mohou objevit i komplexní ternární sloučeniny - α-FeAlSi a β-FeAlSi. Mohou se objevit přímo během krystalizace v případě vysokého obsahu nečistot nebo v důsledku rozkladu pevného roztoku. Nečistoty železa a křemíku v hliníku jsou škodlivé, protože výrazně snižují jeho plastické vlastnosti. Obě tyto nečistoty nejsou obsaženy pouze v primárním hliníku, jejich množství se v hliníkových slitinách během přetavování neustále zvyšuje v důsledku interakce s oxidem křemičitým v žáruvzdorných materiálech a nástrojích pro tavení oceli (lžíce, škrabky). Existuje však mnoho slitin, kde je záměrně zaveden křemík a někdy i železo.

Zvláštností hliníku jako základu pro slitiny je, že s žádným kovem netvoří souvislé pevné roztoky. Pouze v systému se zinkem (obr. 57) za zvýšených teplot je dostatečně velká oblast tuhých roztoků. V drtivé většině případů se v binárních systémech hliník-kov objevují křehké mezifáze. V důsledku toho je možné zpevnit hliník tvorbou pevných roztoků pouze v omezené míře. Proto se používá jiný způsob zpevnění - prostřednictvím tvorby částic sloučeniny v matrici pevného roztoku. Tato cesta nevyhnutelně předurčuje použití otužování a stárnutí. Omezený rozsah pevných roztoků na bázi hliníku nás nutí specifikovat takový obsah každé legující složky, který by nevedl ke vzniku nadměrného množství křehkých mezifází.

Tvářené hliníkové slitiny obsahují zpravidla 2 - 3 nebo více legujících složek v množství 0,2 až 2 - 4 % každá. Jedinou výjimkou jsou dvojité slitiny AMts s 1,0 - 1,6 % Mn. Mangan je obsažen ve složení většiny tvářených hliníkových slitin v množství 0,2 - 1,5%. Jeho účelem je, že výrazně zpomaluje rekrystalizaci, zvyšuje teplotu tohoto procesu a tím zpevňuje slitinu při zvýšených teplotách, zjemňuje rekrystalizované zrno a je součástí komplexních sloučenin, které dodávají slitinám tepelnou odolnost.

Většina tvářených hliníkových slitin vydrží kalení (bez polymorfní transformace) a stárnutí a v důsledku toho se stávají výrazně pevnějšími. Typickými legujícími složkami uvažovaných slitin jsou kromě manganu měď, hořčík, křemík, zinek. Speciální žáruvzdorné slitiny obsahují železo, nikl, chrom, titan v množství 0,2 - 1%. U všech hliníkových slitin způsobuje přidání 0,1 až 0,2 % titanu v litém stavu výrazné zjemnění zrna. Tento efekt je částečně zachován po rekrystalizaci. Berylium (0,001 - 0,002 %) se do některých slitin přidává pro snížení oxidace při tavení.

Na Obr. Obrázky 58 a 59 ukazují dvoufázové diagramy hliníku s mědí a hořčíkem. V obou případech je s rostoucí teplotou pozorována významná změna rozpustnosti legujících prvků v hliníku. Podobná změna rozpustnosti je pozorována u vícesložkových systémů, což poskytuje možnost zpevnění tepelného zpracování. V komplexních slitinách však budou fáze komplexního složení a struktury v rovnováze s roztokem hliníku podle příslušných fázových diagramů.

Typickými slitinami tvářeného hliníku jsou tzv. dural – slitiny hliníku s mědí, hořčíkem a manganem. Složení některých typických tvářených hliníkových slitin je uvedeno v tabulce. 5. Je tam uvedeno i složení nečistot jedné z jakostí hliníku.

Tabulka 5. Složení některých tvářených slitin hliníku

Mechanické vlastnosti těchto slitin v různých stavech jsou uvedeny v tabulce. 6. Jak je vidět, v důsledku legování, kalení za studena a tepelného zpracování je možné několikanásobně zvýšit pevnost (od 100 do 560 MPa) a tvrdost HB (20 - 150). U hliníkových slitin s vysokou pevností se měrná pevnost, tj. vztažená k hustotě, ukazuje jako větší než u ocelí a jiných slitin. Právě to předurčilo jejich použití v letadlech.

Deformovatelné hliníkové slitiny jsou kromě kalení a stárnutí často podrobeny žíhání-homogenizaci. To se vysvětluje tím, že v důsledku nerovnovážné krystalizace ve slitinách dochází k velmi silné dendritické segregaci a objevují se nerovnovážné eutektické složky. Zvláště hořčík a měď jsou velmi ochuzeny. Podle diagramu rovnovážného stavu by se tedy eutektická složka ve slitinách hliník - měď měla objevit pouze při 5,65 % Cu, ale objevuje se již při 1,6 - 2 % Cu. Charakteristickým rysem ohřevu pro kalení hliníkových slitin je nutnost velmi striktně udržovat teplotu (±5°), aby se zabránilo vyhoření (tavení) a dosáhlo se co největšího efektu tepelného zpracování. Slitiny D16 a AK8 se tedy kalí od teploty 495 - 505 ° C a slitina V95 - od 465 - 480 ° C. Kalení se provádí ve vodě. Po vytvrzení jsou hliníkové slitiny vystaveny přirozenému (20°C, 4 - 5 dnů) nebo umělému stárnutí. Umělé stárnutí v závislosti na složení slitiny se provádí při 120 - 195 ° C po dobu 6 - 12 hodin. Rekrystalizační žíhání se provádí při 300 - 350 ° C (čistý hliník) a při 350 - 420 ° C (slitiny ).

Jak již bylo uvedeno, čistý hliník je vysoce odolný vůči atmosférické korozi. Mnohem horší jsou v tomto ohledu hliníkové slitiny obsahující měď a zinek. Duální slitiny s manganem a hořčíkem (AMts a AMg) velmi dobře odolávají atmosférické korozi.

Tabulka 6. Mechanické vlastnosti hliníku a některých tvářených slitin v různých stavech

Slitiny litého hliníku obsahují téměř stejné legující složky jako tvářené, ale v mnohem větším množství a na odpovídajících fázových diagramech jsou lité slitiny umístěny blíže eutektickým koncentracím. Jak bylo ukázáno v § 18, pouze takové slitiny mají potřebné technologické vlastnosti odlévání, které umožňují získat z nich zdravé tvarové odlitky.

Mnoho litých hliníkových slitin je založeno na systému hliník-křemík (viz obr. 55) a jsou tzv siluminy. Dvojitý eutektický hliník - křemík má velmi hrubou strukturu, křemík se uvolňuje ve formě velkých desek (v tenkých řezech - ve formě jehel) (obr. 60, a). Proto jsou takové slitiny podrobeny modifikaci, která spočívá v zavedení sodíku do taveniny před litím, který vzniká jako výsledek výměnné reakce s tavidlem obsahujícím fluorid sodný. Pod vlivem tisícin procent sodíku jsou křemíkové sraženiny ostře rozdrceny (obr. 60, b) a zvyšuje se pevnost a tažnost slitiny.

Významná skupina slitin hliníku je založena na ternárním systému hliník - křemík - měď a na dvojitém systému hliník - hořčík. Zvláštní skupinu tvoří žáruvzdorné slitiny hliníku obsahující 4 - 5 % mědi a malé příměsi přechodných kovů. Odlévací vlastnosti takových slitin jsou velmi nízké.

Mnoho slitin hliníku je podrobeno různým typům tepelného zpracování. Pro režimy tepelného zpracování jsou akceptována tato označení: T1 - stárnutí (po odlití bez kalení), T2 - žíhání, T4 - kalení, T5 - kalení a částečné stárnutí, T6 - kalení a úplné stárnutí na maximální tvrdost, T7 - ​​kalení a stabilizační popouštění, T8 - kalení a změkčovací popouštění. Vlastnosti hliníkových odlévacích slitin výrazně závisí na způsobu odlévání, kde rozhodující roli hraje rychlost ochlazování při tuhnutí odlitku a při procesu ochlazování (u slitin, které akceptují kalení). Obecně platí, že zvýšení rychlosti odvodu tepla způsobuje zvýšení pevnosti a plastických vlastností. Mechanické vlastnosti odlitků získaných odléváním do pískovcových forem a použitím modelů ze ztraceného vosku se proto ukazují jako nižší než při lití do kokily a při lití pod tlakem se vlastnosti velmi zvyšují velmi prudkým ochlazením. že např. u siluminů se ukazuje jako zbytečná modifikace sodíkem. Ze stejného důvodu je při lití do kokily a pod tlakem povolen vyšší obsah škodlivých železných nečistot.

Tabulka 7. Složení některých slitin litého hliníku

V tabulce Tabulka 7 ukazuje složení některých nejběžnějších litých hliníkových slitin a tabulka. 8 - jejich mechanické vlastnosti.

Slitina AL2 je jednoduchý dvojitý silumin eutektického složení, který nesnáší kalení. Jeho tepelné zpracování se po odlití redukuje na žíhání, aby se uvolnilo napětí. Slitina AL4 je silumin hypoeutektického složení, do kterého je zaveden hořčík, který poskytuje možnost tvrdnutí a stárnutí v důsledku proměnlivé rozpustnosti sloučeniny Mg2Si v hliníku. Obě tyto slitiny jsou modifikovány sodíkem. Slitina AL10V (AK5M7) je postavena na bázi systému hliník - křemík - měď s přísadami hořčíku. Kalení a stárnutí slitiny je zajištěno proměnlivou rozpustností komplexních sloučenin v hliníku a dobré licí vlastnosti zajišťuje dostatečné množství dvojitého eutektika A1-Si a trojeutektika A1-Si-Al 2 Cu. Alloy AL8 je prakticky dvojitá slitina hliníku a hořčíku. Jeho složení je daleko od eutektického bodu, má velký krystalizační rozsah, a proto má nízké licí vlastnosti. Dobré mechanické vlastnosti - nízká hustota (2,55 g/cm2), vynikající odolnost proti korozi - určují jeho poměrně široké použití. Zvýšení obsahu hořčíku a přiblížení se eutektickému složení by zlepšilo odlévací vlastnosti, avšak běžné tavení bez potahovacích tavidel je nemožné, protože tavenina je vysoce oxidovaná. Slitina AL 19 je typický vysokoteplotní materiál schopný provozu při 300°C.

Tabulka 8. Mechanické vlastnosti slitin litého hliníku

Ve všech litých slitinách hliníku je povoleno 0,8 - 1,2 % železa jako příměsi, které se nevyhnutelně dostává do kovu při přetavování. Proto je ve všech slitinách specifikován obsah manganu, který zeslabuje škodlivé účinky železa a přeměňuje jehličkovité sekrety železné složky na kompaktní.

Existuje velmi velká skupina hliníkových slitin získaných tavením odpadu a vyrobených ve formě ingotů. Dříve se tyto slitiny nazývaly sekundární. Svým složením se téměř neliší od běžných hliníkových litých slitin, obsahují však zvýšené množství železa a některé nekontrolovatelné nečistoty, zejména kyslík ve formě filmů oxidu hliníku. Tyto slitiny jsou označeny značkami s přidáním písmene „ch“ (v prasatech).

V posledních letech se objevují antifrikční dvojslitiny na bázi hliníku obsahující antimon, cín, měď a olovo v množství 3 - 6%. Slitiny jsou určeny pro pánve kluzných ložisek. Slitiny hliníku tohoto typu se získávají ve formě vrstvy na ocelovém pásu tlakovým zpracováním. Vložky ze slitiny hliník - olovo jsou vyráběny práškovou metalurgií. Charakteristickým znakem antifrikčních hliníkových slitin (ale i antifrikčních slitin obecně) je dvoufázová struktura, přičemž fáze mají výrazně rozdílné tvrdosti. Během provozu, při tření s čepem ocelového hřídele, se měkká fáze vytváří silněji a vzniklé mezery slouží jako přirozené kanály, kterými je mazivo distribuováno po celé třecí ploše. Ve slitině hliníku s antimonem a mědí jsou tvrdou fází sloučeniny AlSb a A1 2 Cu a měkkou fází je samotný hliník. Ve slitinách s cínem a olovem tvoří právě tyto kovy měkké vrstvy podél hranic tvrdších hliníkových zrn.