Fedezzük fel, miért ez az ötvözet a legjobb választás. Értse meg, hogyan lehet belőle megbízható alkatrészeket előállítani, megismerve az önthetőségét és a felhasználását, valamint a különleges tulajdonságait.

Az A380 alumíniumötvözet összetétele és tulajdonságai

1. Kémiai összetétel

Elsődleges elemek:

Szilícium (Si):

Az A380 ötvözet elsődleges eleme a szilícium. Aránya körülbelül 7,5-9,5%. Ezek a részecskék csökkentik az olvadáspontot, eutektikus fázist hozva létre az alumíniummal.

A szilícium törékeny és kemény. Ezért javítja a folyékonyságot és minimalizálja a zsugorodást. A túlzott mennyiség (>9,5%) azonban nem mindig megfelelő. Ez durva részecskék felhalmozódását eredményezi, ami befolyásolja a képlékenységet.

Réz (Cu):

2,5-3,5% réz tartalom keveredik az alumínium fémben a nagy szilárdság előállítása érdekében. Az öregedés során Al₂Cu csapadékot képez.

A 3,5%-nél több rézelem hozzáadása problémát okoz a megszilárdulás során. Ez forró repedést okoz.

Vas (Fe):

Az A380-asban lévő vas mennyisége körülbelül 0,5-1,5%. Ez a fém megakadályozza, hogy az olvadt öntvények a szerszámhoz tapadjanak. Ennek oka, hogy AlFeSi vegyületek vannak. Ez elég kemény ahhoz, hogy kezelni lehessen. A vas túlzott használata, 1,5 % felett, törékeny β-AlFeSi szerkezet. Ez csökkenti a szívósság hatását.

Mangán (Mn):

Az A380 alumínium alapú ötvözet 0,1-0,5% mangánból áll. A veszélyes β-AlFeSi fázist minimálisan károsító α-AlFeMnSi fázisra váltja. A megszilárdulás során finomítják a szemcséket is.

Magnézium (Mg):

A magnézium mennyisége (0,1-0,5%) a szilíciumtartalommal együtt Mg₂Si csapadékot eredményez. Ez növeli a keménységet. Az önthetőség azonban csökken mg felett >0,5%

Cink (Zn):

A 0,1-0,5% cinkötvözet minimálisra csökkenti az A380 fémre gyakorolt hatást. Ennek ellenére a korrózióállóság csökkenését okozza. Ez általában a következők jelenlétével történik szennyeződések.

Nyomelemek:

• Legfeljebb 0,5% nikkel jobb magas hőmérsékleti stabilitást eredményez. Ez az Al₃Ni fázis kialakulásának köszönhető.
• A 0,1%-nél alacsonyabb ón (Sn) és ólom (Pb) jelenléte javítja a megmunkálhatóságot. Ez azonban befolyásolja a hegeszthetőséget.
• A <0,1% króm (Cr) beépítése finomítja a szemcséket.

Szabványok:

Az ASTM B85 formájában az A380 ötvözet specifikációja bizonyos határértékeket mutat. Például Fe ≤1,5%, Cu ≤3,5%. Ez előírja, hogy az összetételnek kémiai vizsgálaton kell átmennie. spektrometria.

2. Fizikai tulajdonságok

• Sűrűség: 2,7 g/cm³
• Olvadási tartomány: °C és 630 °C között
• Hővezető képesség: 100 W/m-K 25°C-on
• Elektromos vezetőképesség: 35% IACS
• Hőtágulás: 21,8 µm/m-°C (20-100°C)
• Korrózióállóság: .

3. Mechanikai tulajdonságok

A. Szilárdság és alakíthatóság:

Öntött állapotban (hőkezelés nélkül):

• Szakítószilárdság (UTS): 325 MPa.
• Folyáshatár (YS): 160 MPa 0,2% eltolásnál.
• Nyúlás: 3% (a magas szilíciumtartalom, valamint a rideg α-AlFeMnSi és β-AlFeSi fázisok miatt korlátozott).
• Keménység: 80 HB (Brinell).

T5 Tempera:

• Öregítés 150-200°C-on 2-8 órán át
• UTS: 330 MPa
• YS: 170 MPa.
• Nyúlás: 2%
• Keménység: 85 HB

T6 hőmérséklet:

• 500°C-on 4-12 órán keresztül oldott állapotban + érlelés
• UTS: 350 MPa
• YS: 185 MPa.
• Nyúlás: 2.5%
• Keménység: 90 HB

B. Mikroszerkezet:

Az A380-as alumíniumötvözet 50-200 µm-es szemcseméretet hoz létre elsődleges mátrixként.

Intermetallikus fázisok:

• Az α-AlFeMnSi lemezszerű részecskéi 5-20 µm hosszú élettartamúak, javítják a kopásállóságot.
• A tű alakú fázisok (β-AlFeSi) 10-30 µm-es méretig repedésindukciós helyeket mutatnak.
• Az Mn elemek javítják a szemcseméretet, <100 µm-re csökkentve azt. Jobb szívósságot eredményeznek.

C. Speciális tulajdonságok:

Az A380 ötvözet jó fáradási szilárdsággal rendelkezik, amely 10⁷ cikluson (R = -1) 150 MPa-tól kezdődik. Ez a tulajdonság előnyös a motorkonzolok gyártásához.

Ezen túlmenően az ingot nyírószilárdsága 200 MPa körül van. Ez nagyon fontos a menetek létrehozásához vagy különböző szerelvények rögzítéséhez.

Mindezek mellett az ötvözet ütésállósága (Charpy-teszt) korlátozott, ami 25°C-on 5 J. Ez a határérték szintén minimalizálja a dinamikus terheléseken keresztüli felhasználását.

D. Hőmérsékleti hatások:

A magasabb hőmérséklet a durva részecskék kicsapódásának oka. Emiatt az UTS 260 MPa-ra (-20%) csökken.

A -50°C alatti alacsony hőmérsékleten a keménységi szint 88 HB (+10%) körüli értéket vesz fel. Ennek oka, hogy a diszlokációk mozgása lassabbá válik.

A380 alumínium ötvözet alkalmazásai

1. Autóipari felhasználás

Az A380-as ötvözet szilárdság-tömeg aránya optimális választássá teszi. Ezért használja az autóipar a legkülönfélébb alkalmazásokban.

Főbb összetevők és tulajdonságok:

Az autóipari alkatrészek, például a konzolok és házak szakítószilárdsága körülbelül 325 MPa. Emellett 200 °C-ig terjedő túlzott hőhatással szemben is gátat szabnak.

Ez azt jelenti, hogy az alkatrész nem igényel több energiát vagy üzemanyag-fogyasztást a régebbi vasblokkokhoz képest.

Termikus és mechanikai előnyök:

A gyártók az A380-as ötvözet hővezető képességét (100 W/m-K) kihasználják a hengerfejekben.

Hatékony hőelvezetéssel rendelkeznek. Amelyben a szilícium anyag az öntés során simán áramlik, hogy bármilyen összetett alakot felvehessen.

Tartósság és korlátozások:

A T6-os edzés után a sebességváltóházak keményebbek lennének. Ezzel 90 HB keménységet érnek el.

Az alkatrészek azonban nem felelnek meg a képlékenységi követelményeknek, ami korlátozza a nagy ütésállóságú alkalmazásokban való felhasználásukat. Ezért a kritikus alkatrészek gyártásához olyan helyettesítő ötvözeteit használja, mint az A383.

Az A380 alumínium ötvözet repülőgépipari alkalmazásai

Nem szerkezeti komponensek használata:

Az A380-as ingot szilárdsági és önthetőségi jellemzői miatt előnyösebb. A repülőgépiparban spoilerházak, fékszárny-konzolok és szárnyvégtartók gyártására használják.

Hőmérséklet és szilárdsági teljesítmény:

Ez az ötvözet mérsékelt hőmérsékletet (-50°C és 150°C között) bír el. T6-os edzés után 185 MPa folyáshatárral rendelkeznek. A repülésirányító berendezések esetében ez a kezelés alkalmassá teszi őket.

Precíziós öntés előnyei

Az A380-as anyag megfelelő önthetőséget biztosít, és a legbonyolultabb profilokat is felveszi. Emiatt olyan dolgokhoz, mint a kormánypántok, méretpontossággal használhatja.

Korlátozások és fejlesztések:

Annak ellenére, hogy ez az ötvözet számos kivételes tulajdonsággal rendelkezik, nem rendelkezik a repülőgépipari minőségű (7075) tulajdonságokkal. Például a nagy szilárdságú kovácsolt ötvözet.

A javítás, amit hozzátehetsz, az a tartósság nedves körülmények között. Ez történhet T6 hőkezeléssel vagy korróziógátló bevonatokkal.

Az A380 alumíniumötvözet egyéb ipari alkalmazásai

Építőipari felhasználások:

Az építőiparban az A380 ötvözetet építészeti formák és ablakkeretek gyártásához öntik.

Az iparág kihasználja legoptimálisabb tulajdonságait. Ez a korrózióállósággal és a pontosságot biztosító szűk tűréshatárokkal.

Tengeri alkalmazások:

Az A380-as tartóssága hosszú élettartamú és erős alkatrészeket eredményez a hajtóműtartók és a fedélzeti szerelvények számára.

A kezelés, mint az eloxálás, tovább növeli a sós vízzel szembeni ellenállóképességet.

Villamosenergia-ipari előnyök:

Ez az anyag előnyös hűtőbordák és motorházak gyártásához. Jó IACS-t és hővezető képességet biztosít számukra. Ezért ez a lehetőség egy költség-teljesítmény ajánlat.

Iparág-specifikus előnyök:

Az A380 legfontosabb tulajdonságai közé tartozik a méretstabilitás az egész konstrukcióban és a korrózióállóság a tengerben.

Eközben a hőkezelési ruhák az elektromos rendszerekhez tartoznak. Ez azt jelenti, hogy az A380-as ötvözet a sokoldalú fém kategóriájába tartozik.

Az A380 alumíniumötvözet öntési jellemzői

Öntési folyamat

Mivel az A380-as ötvözet sokkal jobb folyékonysággal rendelkezik, ezért az eljárás paramétereivel öntik. Ezek a paraméterek 660-680 °C-os olvadáspontokat és 30-150 MPa befecskendezési nyomást foglalnak magukban.

Nyomdai öntés:

Alumínium öntvény a legjobb technika. Néhány percen belül kimeneti eredményeket produkál, és szoros tűrést biztosít. Ez az eljárás azonban azzal a kockázattal jár, hogy a penész megtapad a vasrészecskéken.

Homoköntés:

A homoköntésnél nincs szükség nagy nyomásra vagy magas hőmérsékletre. Ennek oka, hogy az olvadt ötvözetből kisebb mennyiség (1-5 nyomás 600-650°C-ig) felhasználásával profilformát alakít ki.

Ezt az eljárást hosszabb alkatrészek, például motorblokkok öntésére is használhatja. Ez azonban nagyon lassú és durva felületet eredményez.

Állandó öntőforma:

A tartós formaöntés kiegyensúlyozott előnyöket biztosít a költségek és a precíz eredmények tekintetében.

630-670°C-on működik.

A megfelelő hűtési sebességre van szükség a megszilárdulás szabályozásához. Ez csökkenti a forró szakadások kockázatát.

Öntési hibák

A gyártás során előforduló öntési hibák lehetnek porozitás, zsugorodás vagy zárványok.

• Porozitás: az öntvénybe kevert levegő vagy gázok porozitást okoznak. Ezt röntgenvizsgálattal derítse ki. Ennek ellenőrzésére használjon vákuumos gázmentesítést.
• Zsugorodás: Az öntvény egyenetlen lehűlése zsugorodást okoz az alkatrészekben. A hőszimulációs szoftver segít a forró pontok elemzésében. Kezelje ezeket a hibákat optimalizált adagolótervezéssel.
• Bevonás: Ez a szennyeződések jelenléte miatt történik. Használat előtt szűrje a fémet a részecskeméret minimalizálása érdekében. Emellett válassza az előmelegített öntési technikákat.

Hőkezelés

Oldat hőkezelés:

Ennél a kezelési módnál a gyártók 4-12 órán keresztül 500 °C-on melegítik a fémet. Így oldja fel az Al₂Cu csapadékot. Ez >100°C/s hűtési sebességgel történik (oltóvízzel).

Mesterséges öregedés

A mesterséges öregítés, mint a T6-os temperálási technika, 150-200 °C-on 2-8 órán keresztül működik. Ez az eljárás túlzott szilárdságot eredményez az ingotokban. Ehhez Mg₂Si és Al₂Cu fázisokat képeznek. A keménységet is növeli.

A 250 °C feletti túlkorosodás azonban durva csapadékot eredményez. Ez ennek következtében befolyásolja a szilárdságot, akár 15 százalékkal csökkentve azt.

A T6 temperálás javítja a fáradási ellenállást, és finomított mikroszerkezetet hoz létre. Ennek ellenére csökkenti a nyúlás mértékét 2,5%-ig.

Az A380 alumíniumötvözet korrózióállósága

Korróziós mechanizmusok:

Az A380-asoknál a kloridban gazdag területeken, például a partvidékeken előfordulhat lyukkorrózió. Ehhez a problémához hasonlóan a réskorrózió is előfordul a pangó helyeken (csavarok alatt).

Galvanikus korrózió elektrokémiai potenciálkülönbségek esetén történik. A vas- és réztartalom szintén a korrózió súlyosbodásának oka.

Korrózió elleni védelem:

Számos lehetőség van az alkatrészek korrózió elleni védelmére. Ezek közül az eloxálás az egyik, amely egy 10-25 µm-es oxidréteget ad hozzá.

A krómozási folyamat segít megszabadulni a nedvességtől vagy ellenállni a sónak. Eközben a festékbevonatok (epoxi) a kitettség megakadályozásával növelik a szilárdságot.

A többi lehetőség a porfestékek és a tömítőanyagok. Ezek a tengeri vagy autóipari alkatrészek teljesítményének javítására és a tartósság növelésére szolgálnak.

Az A380 alumíniumötvözet megmunkálása és gyártása

Megmunkálás:

A 65 és 70% közötti besorolással az a380 alumíniumötvözet nagyon könnyen megmunkálható. Tartalma van olyan szövetséges elemeknek, amelyek kemények lehetnek, mint a szilíciumrészecskék. Ehhez keményfém vagy PCD szerszámokat használhat a vágáshoz.

Például a 15°-os dőlésszög és az éles élek segítik a vágási folyamatot. Amint a képen látható, 300-500 m/mi vágási sebességgel, 0,5 mm/ford. előtolással és ≤3,25 mm mélységgel.

A megfelelő hűtési sebességű technikákkal elkerülhető a szerszámok túlmelegedése és növelhető a tartósságuk.

Gyártás:

Az A380-as anyagot elég nehéz hegeszteni. Mert megrepedezik. De használhatja a súrlódásos hegesztést. Ez 500-1500 RPM, 1-3 mm/s sebességgel nagyszerű munkát végez.

A forrasztásnál az előmelegítés és az alumínium-szilikon töltőanyag is segít. A rögzítéshez vagy szegecseléshez kézzel kell dolgoznia, hogy átfúrja vagy kemény szegecseket használjon, például 1-5 mm-eseket.

Következtetés:

Az A380 alumíniumötvözet a legfontosabb fém. Kevés súlyt, mégis kemény tartalmat tartalmaz. Kiváló önthetősége lehetővé teszi többféle alkalmazás gyártását, lenyűgöző hőállósággal. A költséghatékonyság és a kiegyensúlyozott teljesítmény kombinációja.

Azonban nehézségekbe ütközhet az alacsony alakíthatósága miatt. A T6-os edzés és a bevonatok javíthatják a tartósságát. Ezért fontos a legtöbb nagy iparágban, például az autóiparban és az iparban.