Stopy aluminium są jednymi z najbardziej uniwersalnych materiałów, stosowane we wszystkim, od inżynierii lotniczej po urządzenia kuchenne. Ich popularność nie jest bezpodstawna; stopy te zapewniają niezwykłą równowagę wytrzymałości, waga, i odporność na korozję, której może dorównać niewiele materiałów. Jednakże, jeden interesujący aspekt często dezorientuje początkujących: istnieją subtelne różnice w gęstości pomiędzy różnymi gatunkami stopów aluminium(Tabela gęstości stopów aluminium), a ten blog bada czynniki, które przyczyniają się do tych różnic w gęstości.

Seria stopów aluminium i ich typowe gatunki

Stopy aluminium to materiały składające się z aluminium (Glin) i różne pierwiastki stopowe (takie jak miedź, magnez, krzem, cynk, itp.) które poprawiają ich właściwości mechaniczne i użyteczność w różnych zastosowaniach. Według głównych pierwiastków stopowych, można go podzielić na 8 seria , każda seria zawiera pewne gatunki stopów.

Poniżej znajduje się tabela, która zwięźle przedstawia główne serie stopów aluminium i niektóre reprezentatywne gatunki w ramach każdej serii, podkreślając ich podstawowe cechy i typowe zastosowania.

Wpływ składników stopowych na gęstość stopów aluminium

Gęstość stopów aluminium zależy głównie od ich składu. Gęstość czystego aluminium wynosi w przybliżeniu 2.7 g/cm3 lub 0.098 funt/cal3 , ale dodanie pierwiastków stopowych może zmienić tę wartość. Na przykład, dodanie miedzi (który jest gęstszy niż aluminium) do tworzenia stopów takich jak 2024 Lub 7075 może zwiększyć gęstość powstałego materiału. Odwrotnie, krzem jest mniej gęsty i stosowany w stopach takich jak 4043 Lub 4032, zmniejsza ogólną gęstość.

Tabela pierwiastków stopowych i ich wpływ na gęstość

Typowy wykres gęstości stopu aluminium

Poniżej znajduje się typowy wykres gęstości niektórych popularnych stopów aluminium, Aby dowiedzieć się więcej o gęstości właściwej stopów aluminium, Proszę odwiedź Gęstość 1000-8000 Seria Stop aluminium Wartości te są przybliżone i mogą się różnić w zależności od konkretnego składu i obróbki stopu.

Z powyższej tabeli, możemy to łatwo zobaczyć:

• 2000 stopy szeregowe zawierają znaczne ilości miedzi i zwykle mają wyższe gęstości ze względu na stosunkowo dużą gęstość miedzi.
• W przeciwieństwie, 6000 stopy szeregowe zawierające krzem i magnez na ogół wykazują niższe gęstości.
• Znany ze swojej dużej wytrzymałości, 7075 stop zawiera znaczne ilości cynku, magnez i miedź. Większa gęstość 7075 w porównaniu do stopów 1050 I 6061 można przypisać obecności tych cięższych pierwiastków.
• 5083 stop 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.

Wpływ innych czynników

Oprócz pierwiastków stopowych, na gęstość stopów aluminium wpływają również inne czynniki:

• Temperatura: Aluminium, jak każdy inny metal, rozszerza się pod wpływem ogrzewania i kurczy się po ochłodzeniu. Ta rozszerzalność i kurczliwość cieplna wpływa na objętość stopu, zmieniając w ten sposób jego gęstość.
• Technologia przetwarzania: Sposób obróbki aluminium wpływa również na jego gęstość. Na przykład, szybkość chłodzenia po odlaniu może prowadzić do powstania różnych mikrostruktur, co z kolei wpływa na gęstość.
• Zanieczyszczenia: Obecność zanieczyszczeń, nawet w małych ilościach, może zmienić gęstość stopu. Wysokiej jakości stop o niskiej zawartości zanieczyszczeń będzie miał bardziej stałą gęstość.

Gęstość stopów aluminium nie jest właściwością stałą, ale zmienia się w zależności od pierwiastków stopowych, proces produkcyjny i zawartość zanieczyszczeń. W zastosowaniach projektowych i inżynieryjnych, gdzie waga odgrywa kluczową rolę, należy wziąć pod uwagę te zmiany. Poprzez zrozumienie czynników wpływających na gęstość, inżynierowie mogą wybrać odpowiedni stop aluminium, aby spełnić jego wymagania konstrukcyjne i wagowe.