Jaký je rozdíl mezi hliníkem a slitinou hliníku?

Mnoho lidí si myslí, že hliník je jen jedna věc. Čistý hliník a slitina hliníku se však velmi liší. Výběr špatné z nich může způsobit selhání konstrukce, zvýšené náklady nebo stažení výrobku z trhu.

Hliník je samostatný prvek, zatímco slitiny hliníku jsou směsi hliníku s jinými kovy. Slitiny jsou pevnější, odolnější a univerzálnější než čistý hliník.

Pokud používáte hliník ve stavebnictví, automobilovém průmyslu nebo ve výrobě, musíte znát rozdíl. Ovlivní to výkonnost a cenu vašeho výrobku.

Jaký je rozdíl mezi čistým hliníkem a slitinou hliníku?

Čistý hliník je měkký a snadno se ohýbá. Hodí se na dráty nebo fólie, ale ne na stavbu. Do slitin hliníku se přimíchávají další prvky, aby byl hliník pevnější a odolnější.

Čistý hliník je asi 99% hliníku, zatímco slitiny hliníku kombinují hliník s kovy, jako je měď, hořčík nebo křemík, aby se zvýšila pevnost, tvrdost a odolnost proti korozi.

Srovnání vedle sebe

S čistým hliníkem se lépe pracuje, ale jeho nízká pevnost omezuje jeho použití v konstrukčních nebo nosných úlohách. Proto se téměř ve všech komerčních aplikacích používají slitiny.

Použití v reálném světě

Jednou jsem měl zákazníka, který použil čistý hliník na rám stroje. Ten se při namáhání ohýbal. Přešli jsme na hliníkovou slitinu a problém byl přes noc vyřešen.

Proč jsou slitiny hliníku pevnější než čistý hliník?

Pokud je hliník měkký, jak ho můžeme zpevnit? Odpovědí je slitina - přidání dalších kovů, které změní chování hliníku.

Slitiny hliníku jsou pevnější, protože přidané prvky, jako je měď, hořčík a křemík, mění strukturu kovu, zvyšují odolnost proti deformaci a zlepšují mechanickou pevnost.

Jak to funguje?

Přidání dalších kovů narušuje měkkou krystalovou strukturu čistého hliníku. Tím se omezí snadný pohyb atomů, takže slitina je tvrdší a pevnější.

Například:

• Hořčík zvyšuje pevnost a odolnost proti korozi.
• Měď dodává vysokou pevnost, ale snižuje odolnost proti korozi.
• Křemík zvyšuje odolnost proti opotřebení a snižuje bod tání.

Vědecké poznatky o síle

Mezi metody posilování patří:

• Zpevnění pevného roztoku: atomy přidaného prvku se mísí s atomy hliníku.
• Zpevnění srážek: malé částice blokují pohyb dislokací.
• Zpracování za studena: kov se tvaruje při pokojové teplotě, aby se zvýšila jeho tvrdost.

To umožňuje konstruktérům vybrat správnou slitinu pro danou práci. Ať už se jedná o stavbu vysokorychlostního vlaku nebo lehkého rámu jízdního kola, slitiny činí hliník užitečnějším.

Jaké jsou běžné typy slitin hliníku?

Ne všechny hliníkové slitiny jsou stejné. Některé jsou měkké a odolné proti korozi. Jiné jsou pevné a tepelně zpracovatelné. Správná slitina závisí na vašem použití.

Mezi běžné hliníkové slitiny patří řady 1xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx a 7xxx. Každá skupina má jinou pevnost, odolnost proti korozi a použití v průmyslu.

Přehled sérií slitin

Který z nich byste měli použít?

Pro většinu konstrukčních a nosných prací je dobrou volbou řada 6xxx. Nabízí rovnováhu mezi pevností, odolností proti korozi a cenou. Řada 7xxx je určena pro práce s velmi vysokou pevností, například pro letecké a kosmické díly.

Zákazníkům, kteří potřebují CNC obrábění, často doporučujeme materiál 6061-T6. Snadno se s ním pracuje a je dostatečně odolný pro většinu průmyslových potřeb.

Co je lepší pro konstrukční aplikace, hliník nebo slitina?

U konstrukcí záleží na pevnosti. Stejně tak odolnost proti korozi. Materiál musí vydržet namáhání a vydržet roky.

Slitina hliníku je pro konstrukční aplikace vhodnější než čistý hliník. Slitiny poskytují pevnost a odolnost potřebnou pro stavby, mosty a strojní součásti.

Proč vyhrávají slitiny

Čistý hliník je pro většinu nosných konstrukcí příliš měkký. Slitiny jako 6061 nebo 7075 jsou konstruovány tak, aby odolávaly síle, povětrnostním vlivům a času. Zachovávají si svůj tvar, odolávají korozi a nabízejí dobrou svařitelnost.

Aplikace

• 6061: Široce se používá ve stavebnictví, v rámech nákladních automobilů a v lodních dílech.
• 7075: Vyskytuje se v letectví, obraně a ve vysoce výkonných nástrojích.
• 5083: Oblíbené při stavbě lodí a pobřežních konstrukcí.

Přestože čistý hliník lépe odolává korozi, konstrukční aplikace vyžadují pevnost. Právě v tom vynikají hliníkové slitiny.

Měli jsme zákazníka, který používal hliníkovou slitinu 5083 pro rámy lodí. Perfektně zvládala slanou vodu i konstrukční zatížení.

Závěr

Čistý hliník je měkký, lehký a odolný proti korozi. Slitina hliníku je však pevnější a univerzálnější. Pro konstrukční práce je vždy rozumnou volbou slitina. Vyvažuje pevnost, cenu a snadné použití.