Алуминият е сребристобял метал с плътност 2.7 g/cm³ и температура на топене 660º С. Има голяма електропроводимост, пластичност и корозионна устойчивост. Технически чистият алуминий (99.0-99.8% Al) се предлага от производителите във вид на листове, профили, тръби и др., които се използват за елементи за леко натоварени конструкции.
Сплавите на алуминиева основа намират по-широко приложение. Основните компоненти Cu, Si, Mg и Zn образуват с алуминия еднакви по вид евтектични диаграми (фиг.1). Според начина на обработване, алуминиевите сплави се разделят на деформируеми - група А и леярски - група Б.
 |
Фиг.1 |
Деформируемите сплави се делят на неуякчаващи се при термична обработка (подгрупа А') и уякчаващи се при термична обработка (подгрупа А").
Към подгрупа А' се отнасят сплавите от системата Al-Mg, напр. AlMg2. Характеризират се с много добра пластичност, висока корозионна устойчивост и ниска якост. Поради това, че нямат фазови превръщания в твърдо състояние, уякчаването им чрез термична обработка е невъзможно. Тези сплави се уякчават само след студена пластична деформация, като якостта им на опън Rm от около 50 MPa нараства на 150 MPa.
Към подгрупа А" се отнасят сплавите от системата Al-Cu (фиг.2) със съдържание на Cu между 0.5 и 5.7%.
 |
Фиг.2 |
Най-широко приложение намират сплавите с около 4% Cu, известни като дуралуминиеви, напр. AlCu4Mg. При нагряване на такава сплав над линията на насищане (фиг.2), тя ще бъде в еднофазово състояние - a - твърд разтвор. След бавно охлаждане (отгряване) до стайна температура, в структурата (фиг.3-a, увеличение х100), на фона на a - твърдия разтвор се наблюдават по-тъмните частици, изградени от отделената вторична фаза CuAl2. Получените свойства (якост, твърдост) с течение на времето не се изменят.
При бързото охлаждане на същата сплав (закаляване) при стайна температура се фиксира еднофазният a - твърд разтвор (фиг.3-б, х100). Това състояние е неравновесно и дори без нагряване започва отделянето на вторични фази. Такова самопроизволно отделяне на вторични фази, произтичащо при стайна температура и предизвикващо уякчаване на сплавта, се нарича естествено стареене.
Нагряването на сплавта до около 120º С, с цел да се ускори отделянето на вторичните фази, се нарича изкуствено стареене. Получената структура е показана на фиг.3-в (х900).
 |
 |
 |
Фиг.3 |
От леярските сплави (група Б) най-широко се използват тези, които са на основата на Al-Si, наречени силумини (фиг.4). Силицият в техническите марки силумини е около 11-13%.
Структурата (фиг.5-а, х200) на отливките е изградена от груба, иглеста евтектика (по-тъмните зони) и от първично отделени едри силициеви кристали (светлите зони). За да се подобрят якостта, пластичността и обработваемостта на летите детайли, сплавите се модифицират с Na (до 0.1%). Получената след модифицирането структура е показана на фиг.5-б (х200). Виждат се светлите зони на a - твърдия разтвор и дребнозърнестата евтектика около тях. Липсват първично отделените Si кристали.
 |
 |
Фиг.4 |
Фиг.5 |
Сплавите от системата Al-Si не се подлагат на уякчаваща термична обработка и са предназначени за отливане на малко натоварени детайли. Ако към системата Al-Si се прибави Mg (под 1%, сплав AlSi7Mg), уякчаването след закаляване и стареене е възможно, тъй като се отделя уякчаваща вторична фаза - Mg2Si.
Други леярски алуминиеви сплави са тези от системите Al-Mg и Al-Si-Cu. Al-Mg сплави са с по-лоши леярски свойства, но имат висока корозионна устойчивост, повишена якост и лесно се обработват чрез рязане. Сплавта от тази група AlMg10 се използва в корабостроенето за отливане на детайли, работещи във влажна атмосфера. Сплавите от системата Al-Si-Cu са с добри леярски свойства и голяма топлоустойчивост. От сплавта AlSi5Cu1 след отливане и термична обработка се произвеждат бутала и цилиндрови глави за двигатели.
Литература и интернет:
- Гуляев, А.П., Металловедение, М., Металлургия, 1977.
- Бучков, Д.Т. и М.Й.Кънев, Материалознание, С., Техника, 1998.
- Анчев, В.Х. и др., Ръководство за лабораторни упражнения по материалознание, С., Кинг, 2001.
- Гогачев, И.И. и др., Ръководство за лабораторни упражнения по металознание и термична обработка на металите, С., Техника, 1989.
- сайт на Суперсплав, Пловдив - производител на маркови алуминиеви, цинкови и други сплави.
- сайт на Стилмет, София - алуминиеви профили.
- сайт на Talum, Slovenia - alumina processing plant, billets, rolling slabs, primary foundry alloys, casting strip.
- сайт на Alumetal, Poland - producer of aluminium casting alloys, steel deoxidation aluminium and master alloys.
- сайт на Afalina, Ukraine - manufacturer of aluminium based alloys.
- сайт на Egyptalum, Egypt - aluminium alloys slabs, billets, wire rod, T-bars and ingots.
- сайт на Zimalco, South Africa - secondary aluminium producer, master alloys, foundry alloys, deoxidants and powders.