Aluminijske legure jedan su od najsvestranijih materijala, koristi se u svemu, od zrakoplovnog inženjerstva do kuhinjskih uređaja. Njihova popularnost nije neutemeljena; ove legure nude izvanrednu ravnotežu čvrstoće, težina, i otpornost na koroziju s kojom se malo materijala može mjeriti. Međutim, jedan zanimljiv aspekt često zbunjuje početnike: postoje suptilne razlike u gustoći između različitih razreda aluminijskih legura(Tablica gustoće aluminijskih legura), a ovaj blog istražuje čimbenike koji pridonose tim razlikama u gustoći.

Serije aluminijskih legura i njihove tipične kvalitete

Aluminijske legure su materijali koji se sastoje od aluminija (Al) i raznih legirajućih elemenata (kao što su bakar, magnezij, silicij, cinkov, itd.) koji poboljšavaju njihova mehanička svojstva i upotrebljivost za različite primjene. Prema glavnim elementima legure, može se podijeliti na 8 niz , svaka serija sadrži neke vrste legura.

Dolje je tablica koja sažeto predstavlja glavnu seriju aluminijskih legura i neke reprezentativne kvalitete unutar svake serije, ističući njihove primarne karakteristike i tipične primjene.

Utjecaj legirajućih elemenata na gustoću aluminijskih legura

Gustoća aluminijskih legura uglavnom je određena njihovim sastavom. Gustoća čistog aluminija je približno 2.7 g/cm3 ili 0.098 lb/in3 , ali dodavanje legirajućih elemenata može promijeniti ovu vrijednost. Na primjer, dodavanjem bakra (koji je gušći od aluminija) za stvaranje legura poput 2024 ili 7075 može povećati gustoću dobivenog materijala. Obrnuto, silicij je manje gust i kada se koristi u legurama kao što su 4043 ili 4032, smanjuje ukupnu gustoću.

Tablica legirnih elemenata i njihov utjecaj na gustoću

Tipična tablica gustoće aluminijske legure

Ispod je tipična tablica gustoća za neke uobičajene aluminijske legure, Da biste saznali više o specifičnoj gustoći aluminijskih legura, molim posjetiti Gustoća od 1000-8000 Serija aluminijske legure Ove su vrijednosti približne i mogu varirati ovisno o specifičnom sastavu i obradi legure.

Iz gornje tablice, to lako možemo vidjeti:

• 2000 serije legura sadrže značajne količine bakra i imaju veću gustoću zbog relativno visoke gustoće bakra.
• U kontrastu, 6000 serije slitina koje sadrže silicij i magnezij općenito pokazuju nižu gustoću.
• Poznat po svojoj visokoj čvrstoći, 7075 legura sadrži značajne količine cinka, magnezij i bakar. Veća gustoća 7075 u usporedbi s legurama 1050 i 6061 može se pripisati prisutnosti ovih težih elemenata.
• 5083 legura is commonly used in marine applications and has a lower density than other alloys due to its higher magnesium content and lower content of heavier alloying elements.

Utjecaj drugih faktora

Osim legirajućih elemenata, na gustoću aluminijskih legura utječu i drugi čimbenici:

• Temperatura: Aluminij, kao i svaki drugi metal, širi se pri zagrijavanju i skuplja pri hlađenju. To toplinsko širenje i skupljanje utječe na volumen legure, čime se mijenja njegova gustoća.
• Tehnologija obrade: Način obrade aluminija također utječe na njegovu gustoću. Na primjer, brzina hlađenja nakon lijevanja može dovesti do različitih mikrostruktura, što pak utječe na gustoću.
• Nečistoće: Prisutnost nečistoća, čak i u malim količinama, može promijeniti gustoću legure. Visokokvalitetna legura s niskim sadržajem nečistoća imat će postojaniju gustoću.

Gustoća aluminijskih legura nije fiksno svojstvo, već varira ovisno o elementima legure, proces proizvodnje i sadržaj nečistoća. U dizajnu i inženjerskim aplikacijama gdje težina igra ključnu ulogu, te se promjene moraju uzeti u obzir. Razumijevanjem faktora koji utječu na gustoću, inženjeri mogu odabrati odgovarajuću aluminijsku leguru kako bi zadovoljili zahtjeve strukture i težine.