STARANJE ALUMINIJEVIH ZLITIN

Zelo veliko zlitin aluminija se lahko toplotno utrjuje, oziroma kali. Izjema so čisti Al, binarne zlitine Al – Mn in Al – Mg, ki se lahko utrjujejo le s preoblikovanjem v hladnem stanju. V praksi, se najbolj pogosto utrjujejo: Al – Cu, Al – Zn – Cu, Al – Cu – Mg, Al – Si – Mg, Al – Cu – Ni, Al – Si – Cu – Ni in nekatere druge.  Postopek utrjevanja poteka podobno kot kaljenje jekel in se imenuje staranje. Vsaka zlitina ima svoje parametre staranja.

 Potek postopka staranja zlitine AlCu5:

  1. Žarenje izdelkov pri 500 do 550°C, 4 do 6 ur
  2. Gašenje v vodi Plastčno preoblikovanje – ni nujno
  3. Staranje

-naravno pri sobni temperaturi 2 do 3 dni

-umetno pri temperaturi 100 do 160°C, 2 do 12 ur

 Namen žarenja pri 550°C je raztopiti dovolj bakra v kristalni zgradbi aluminija. Pri tej temperaturi je topnost bakra največja in je 5,7%. Pri počasnem ohlajanju bi se raztopljeni Cu izločal in oblikoval svoja kristalna zrna. S hitrim ohlajanjem se to izločanje prepreči tako, da baker ostane (podobno kot ogljik pri martenzitu) prisilno raztopljen v aluminiju. Takoj po gašenju se trdota zelo malo poveča. Šele po nekaj dneh, pri sobni temperaturi, doseže največjo vrednost.  Iz diagrama Al – Cu je razvidno ,da je pri 548°C, topnost bakra v aluminiju 5,7%. Pri ohlajevanju se topnost manjša in je pri sobni temperaturi skoraj enaka 0°C. Izločeni baker pri tem tvori kem. spojine tipa Al2Cu, ki imajo bistveno večjo trdoto od čistega aluminija. Drobnozrnate faze Al2Cu se enakomerno porazdelijo po celotni strukturi aluminija in s tem znatno povečajo trdnost in trdoto zlitine. Učinek utrjevanja je boljši, če je bil izdelek takoj po gašenju plastično preoblikovan. 

 Lastnosti zlitine AlCu5

 

STANJE

 Rm (Mpa)

  A (%)

Mehko žarjeno

 180

 10

Trdo gneteno

 280

  2

Starano

 400

 10

Starano + plast. preob.

 450

  2

 Dosežena trdota staranih izdelkov se ohrani do 160°C. Starane izdelke ne smemo variti ali lotati. Ponovno se omehčajo z žarenjem pri temperaturi 180 do 200°C. 

  TOPLOTNA OBDELAVA OSTALIH BARVNIH ZLITIN

  Vse zlitine barvnih kovin lahko žarimo homogenizacijsko, normalizacijsko, rekristalizacijsko ali mehko. Veliko zlitin se lahko tudi toplotno utrjuje, Pogoj za to je manjšanje topnosti raztopljenih komponent in nastajanje sekundarnih faz. Princip utrjevanja je identičen utrjevanju aluminijevih zlitin. Praviloma se pred utrjevanjem zlitine difuzijsko žarijo.  Dobro se utrjujejo naslednje Cu zlitine: CuZnSi, CuZnFe,   (medenine)    CuBe, CuCoBe, CuNiSi, CuNiMn (broni)

Primer utrjevanje berilijevih bronov :

-Homogenizacija pri 720 do 960°C

-Gašenje 

-Hladno preoblikovanje za doseganje večje trdnosti

-Popuščanje (podobno staranju) pri 300 do 400°C, 1 do 4 ure.