Дюралуминий - Цветни метали
Обработка на дърво и метал
Поради ниската си якост двойните алуминиеви сплави са с ограничена употреба. Основните материали за частите на самолетите и двигателите са втвърдени сплави. Дуралуминът е типична група от тези сплави.
Duralumin са високоякостни алуминиево-медни сплави с подобряващи манган, магнезий и силиций добавки. Съдържат и вредни примеси от желязо. Някои видове дуралуминий съдържат цинк и други елементи.
Основният легиращ елемент в дуралумина е медта. Както е известно, в алуминиево-медни сплави присъства химичното съединение CuA12. В допълнение, алуминият и медта образуват ограничени твърди разтвори с променлива разтворимост, която се увеличава с повишаване на температурата.
При нагряване химичното съединение преминава в твърд разтвор и при бавно охлаждане се освобождава от него. При бързо охлаждане не се получава освобождаване на химично съединение и се образува неравновесна или метастабилна структура на пренаситен твърд разтвор. Това явление се използва при втвърдяваща термична обработка на сплави като дуралуминий, състояща се от закаляване и стареене (естествени и изкуствени).
Естественото стареене на алуминиево-медни сплави протича безпрепятствено при пълното отсъствие на желязо в алуминия. Въпреки това, алуминият, използван при топене на сплави, винаги съдържа определено количество желязо, което образува химично съединение Cu2FeAl7, неразтворимо в алуминий, наречено N фаза. Това ограничава образуването на CuA12 фаза, която може да премине в твърд разтвор по време на закаляването и да се втвърди сплавта по време на естественото стареене. За да се възстанови способността на сплавта да остарява естествено, е необходимо да се въведе 0,5-1,5% магнезий в нея. Тогава вместо неразтворимата N фаза се образува силно разтворимо съединение CuMgAl2, наречено S фаза и е много ефективно втвърдител. В този случай желязото е свързано в неразтворимо съединение FeAl3, което не пречи на естественото стареене. Когато се изследва под микроскоп, N фазата се наблюдава под формата на продълговати заоблени черни включвания, а FeAl3 - под формата на игли.
Ефектът на желязото и магнезия върху способността на алуминиевите сплави да старее естествено се илюстрира от графиките, показани на фиг. 149.
Втвърденият дуралумин може да се втвърди и чрез изкуствено стареене, тоест нагряване до 150-250 ° и задържане в продължение на няколко часа.
Термичната обработка на дуралумина се състои от втвърдяване и стареене. При избора на температура на втвърдяване на дуралумина може да се ръководи от диаграмата на сплави А1 - CuA12. Трябва обаче да се има предвид, че под въздействието на магнезий и други добавки линиите на фазовите трансформации на тази диаграма се изместват към по-ниски температури и концентрации. Например, въвеждането на 0,8% магнезий и 0,5% силиций намалява пределната разтворимост на медта в алуминий с около 10% и намалява евтектичната температура от 548 на 515 ° C.
