8/7/2019 www.educativ.ro-Aluminiu-si-aliaje-din-aluminiu

1/14

Generaliti

Aluminiu este cel mai raspndit metal n scoara tereatr, iar printre elementelocul al treilea n urma oxigenului i siliciului. Datorit activitii sale chimice mgseste n natur numai sub form de compui. mpreun cu oxigenul i siliciul f82,58% din scoara terestr.

Aluminiul este cunoscut nca din antichitate i era utilizat de ctre greci i rDenumirea de aluminiu vine de la latinescul alumen care este folosit pentru a denumsubstane astringente.

Primele ncercari de separare ale aluminiului dateaz din anul 1810 i afizicianului englez Davy , care a efectuat electroliza hidroxidului de aluminiu uor

dispus ntr-o atmosfer de hidrogen, ntr-o pila Volta, folosind n calitate de anod piar n calitate de catod, o sarm de fier. n urma acestui proces s-a obinut un aliajdin care ins nu s-a reusit s se separe aluminiu.

Prima dat aluminiu a fost descoperit n anul 1827 de un chimist german Wcare a obinut primele 30g de aluminiu sub form de bobite.

n anul 1854 Saint-Claire-Deville, a folosit metoda lui Wohler pentru obiindustriala a aluminiului, inlocuind potasiul cu sodiu, iar clorura de aluminiu, insthigroscopic, cu clorur dubl de aluminiu i sodiu.

La sfritul secolului al XIX-lea, metoda lui Saint Claire-Deville a fost nlofiind aplicat procedeul de extragere a aluminiului prin electroliza aluminei dizolvcriolit topit, procedeu aplicat i n prezent n metalurgia acestui metal.

1810 Davy obine aliajul fier-aluminiu pe cale electrolitic;1821 Berthie descoper bauxita;1824 Oersted obine n stare elementar metalul;1827 Wohler produce aluminiu sub form de pulbere prin reducerea cu po

clorurii sale;1854 Sainte-Claire-Deville toarn primul lingou de aluminiu;1886 Herault i Hall descoper i breveteaza procedeul de electroliz a al

dizolvate n criolit topit;

1890 Bayer descoper procedeul de fabricare a aluminei prin atacul bauxsoluii de sod caustic;1903 Odam realizeaz sudarea autogen a aluminiului cu ajutorul fluxurilo1905 Betts stabileste principiile rafinarii electromagnetice a aluminiului;1905 Claessen demonstreaza posibilitaile de mbunataire a proprietailor al

de aluminiu prin clire;1906 Wilm aplic aluminiului aliajul tip duralumin tratamentul termic de c

mbtrnire;

1

8/7/2019 www.educativ.ro-Aluminiu-si-aliaje-din-aluminiu

2/14

1911 De Saint-Martin determin principiile de baz ale anodizrii aluminaliajelor sale;

1920 Pacz imbunteste proprietaile aliajelor de aluminiu-siliciumodificarea cu sodiu;

1920 Hoopes elaborarea aluminiului de inalt puritate;1926 Soderberg introduce la electroliza anozi continui;1932 Gadeau aplic pe scar industrial tehnologia de rafinare electrolitic1938 - apariia unor publicaii despre proprietaile aluminiului ultra pur.Principalul minereu din care se extrage aluminiul este bauxita, conine aprox

60% aluminiu.Bauxita se gasete n munii Bihorului, Grecia, Turcia i n Ungaria.Principalele elemente de aliaje sunt, Mg, siliciu, cupru, Mn.n natur se gaseste numai sub form de combinatii ntr-un numr foarte m

minerale ce conin oxizi, silicai. Cateva dintre mineralele ce conin aluminiu sunt: Al2O3*nH2O, corindonul Al2O3, hidrargilitul Al(OH)3, ortoclazul K(AlSiO8), albitul

Na(AlSi3O8), anortitul Ca(Al2Si2O8), alaunitul KAl(SO4)2*2Al(OH)3, nelelinul Na(AlSiO4),criolitul Na3(AlF6).Industrial aluminiul se obine aproape n ntregime prin descompunerea electr

a aluminei pure dizolvate ntr-o topitur de criolit cu adaus de fluorur de calcielectroliz se obine aluminiul tehnic primar numit i aluminiu tehnic pur care de la 0,2% la 1% impuritai metalice (Fe, Si, Ca, Ti, Na) i nemetalice (alumina, elecarbura de aluminiu, gaze). n ara noastra sunt standardizate urmatoarele maaluminiu tehnic pur: Al 99,8, Al 99,7, Al 99,6, Al 99,5, Al 99,4, Al 99 si AIE.

Aluminiul de nalt puritate se obine din aluminiul tehnic filtrat, splat cu degresat, prin rafinarea electrolitic cu anod solubil n sruri topite cunoscute subde rafinare n trei straturi. Acest aluminiu conine de la 0,05% la 0,1% impuriti,noastr fiind stabilizate trei marci Al 99,99, Al 99,95 si Al 99,90.

Aluminiul extra pur se obine prin topirea zonar, distilarea halogeninferioare sau electroliza compuilor organici ai aluminiului de nalta puritate, gra puritate putnd ajunge pn la 99,999995%.

Proprietai fizice i caracteristicile mecanice

Proprietaile fizice i caracteristicile mecanice ale diferitelor sorturi de alusunt influenate de prezena impuritailor. Cele mai frecvente impuritai din aluminfierul si siliciul, elemente care se pot gasi pan la 0,5-0,6% fiecare. Fierul este insolubil n aluminiu, formnd cu acesta eutecticul Al-Al3Fe care conine doar 7% Al3Fe(1,7%Fe). Ca urmare aluminiul impurificat cu fier prezint un aspect microscopicdin cristale poliedrice de aluminiu i precipitate aciculare de Al3Fe. Eutecticul din sistemuAl-Si se formeaz la 11,7% i Si este alctuit din solutie solid i siliciu. Dac timp sunt prezente simultan fierul i siliciul, se formeaz dou faze noi: faza (Fe3SiAl3) ifaza (FeSiAl5), care nu exist n aliaje binare. Aceti compui, situai n mod obinlimitele cristalelor de aluminiu micoreaz mult plasticitatea acestuia.

2

8/7/2019 www.educativ.ro-Aluminiu-si-aliaje-din-aluminiu

3/14

Aluminiul face parte din grupa IIIA a sistemului periodic al elementelor, asingur izotop stabil27Al i cinci izotopi radioactivi (24Al,25Al,26Al,28Al) cu perioade injumatire cuprinse ntre 2,10 s i 94 s.

Aluminiul se caracterizeaz prin plasticitate foarte mare, rezisten mecanicconductibilitate electric i termic ridicat i rezisten mare la coroziune n aeacizi organici.

Principalele proprieti ale aluminiului care influeneaza defavorabil sudabsunt:

-conductibilitatea termic ridicat; deci i temperatura de topire a aluminiuredus (6500C) totuii, datorit conductibilitii de calbur i prenclzirea intregii temperaturii ridicate;

-coeficientul mare de dilatare al aluminiului care determin probucerea de te permanente i deformaii mari;

-la nclzire, aluminiul nu-i schimb culoarea din care cauz la sudare nu saprecia vizual gradul de ncalzire; difilcultatea se mrete, deoarece aluminiul se to

mod brusc;-fragilitatea aluminiului la temperaturi nalte; deformarea i fisurarea pere prentampin prin fixarea piesei pe suporturi ct mai exact;

-in stare lichid, aluminiul absoarbe cu avilitate oxigenul, reduce reziimbinarii;

-oxidul de aluminiu avnd punctul de topire ridicat (20500C) formeaz o pojghisolid care impiedic sudarea; ndepartarea oxidului se poate realiza pe cale chimutilizarea unor fluxurii carea formeaz cu oxidul o zgur uor fluzibil i care prmetalul topit.

UtilizriFolosirea aluminiului ca material pentru constructii mecanice si metalice

limitat din cauza proprietilor de rezistent scazute. Totui, o serie dintre propaluminiului fac ca acest metal s fie deosebit de apreciat pentru o serie de aplicaii. plasticitatea mare a aluminiului permite ca din el s se obin prin deformare produse foarte subiri ca foliile utilizate pentru ambalaje n industria alimconductibilitatea electrica mare, 65% din cea a cuprului determin ca aluminiul s utilizat ca material pentru conductorii electrici; rezistena mare la coroziune pfolosirea aluminiului n industria chimic i alimentar. Aluminiul este utilizat plarg ca baz pentru o serie important de aliaje.

3

8/7/2019 www.educativ.ro-Aluminiu-si-aliaje-din-aluminiu

4/14

Aliaje pe baz de aluminiu

Principalele elemente de aliere ale aluminiului sunt Cu, Mg si Zn, la care se aMN, Ni, Cr, Fe, alierea avnd ca principiu i mbuntirea caracteristicilor de remecanice ale acestuia.

Cele mai rspndite i utilizate aliaje sunt aliajele din sistemele Al-Si, AAl-Cu-Mg, Al-Mg-Mn, Al-Mg-Si, Al-Zn-Mg-Cu.

Clasificarea aliajelor pe baz de aluminiuAliaje pe baz de aluminiu se impart n:1) aliaje deformabile;

2) aliaje pentru turntorie;3) aliaje obinute prin metalurgia

pulberilor. Aliajele deformabile se mpart n aliaje deformabile nedurificabiltratament termic i aliaje deformabile durificabile prin tratament termic.

A liaje de aluminiu deformabile, nedurificabile prin tratament termic

n aceast categorie sunt cuprinse aliajele din sistemele Al-Mg, Al-Mn, Al-MAl-Mn-Cu, Al-Ni-Fe, Al-Sn-Ni-Cu.

Aliajele Al-Mg ce conin mai mult de 1,4% Mg au n alctuire structural solid i compusul Al8Mg5. Aliajele deformabile conin pn la 7% Mg; dintre acecele ce conin pn la 5% Mg nu se durific prin tratament termic, iar cele ce con5% Mg pot fi durificate prin tratament termic ns efectul durificrii este foarAvnd n vedere faptul c aliajele din acest sistem conin o serie de impuriti, stlor este alcatuit din solutie solid, compusul Al8Mg5 i alte faze intermediare, care sdispun de obicei la limitele graunilor de soluie solid.

Aliajele Al-Mg au o rezistent mecanic ridicat asociat cu o bun plastic putndu-se deforma plastic la rece foarte uor, au rezisten la coroziune ridicat sudabilitate. Proprietile mecanice i caracteristicile tehnologice ale aliajelor Al-Mmodificate prin alierea, cu diferite elemente ca: Ti, B, Mn, Cr, Cu, Fe, Zr, Be, Li. Ti borul acioneaz asupra mrimii de graunte finisnd granulaia, manganul i mresc rezistena mecanic i rezistena la coroziune, siliciul mrete fluiditateampiedic susceptibilitatea la coroziune pitting, fierul i zirconiul mresc temperrecristalizare, beriliu i litiu reduc gradul de oxidare al magneziului la elaborare.

Aliajele Al-Mg avnd rezistena mecanic ridicat n comparaie cu alumini

larg utilizare n construcii metalice, n industria constructoare de maini, n transn aviaie i n industria de armament.Aliajele Al-Mn conin de obicei 1-1,7% Mn. Deoarece solubilitatea comp

Al6Mn n aluminiu este variabil cu temperatura, teoretic aceste aliaje pot fi durifictratame