Er zijn tal van aluminium legeringen verkrijgbaar met elk unieke eigenschappen. Zo is er bijna voor elke toepassing een geschikte aluminium legering te vinden. Door het toevoegen van verschillende legeringselementen, ontstaan specifieke aluminium legeringen. Welke legeringselementen dat zijn en wat hun functies zijn, lees je hieronder verder.
Hoofdlegeringselementen
- Koper (Cu)
Aluminium legeringen met koper bevatten tussen de 2 en 10% koper. De toevoeging van koper zorgt voor een stijging van de sterkte en maakt de legering geschikt voor uitscheidingsharding. Aluminium legeringen met koper zijn vaak goede warmte behandelbare legeringen en worden vaak toegepast in de luchtvaartindustrie. Het nadeel van de kopertoevoeging is dat het de taaiheid en corrosieweerstand verlaagt. Aluminium- koperlegeringen zijn daarnaast moeilijk te lassen vanwege de gevoeligheid voor stollingsscheuringen. - Mangaan (Mn)
De toevoeging van mangaan aan aluminium verhoogt de sterkte enigszins. Net als koper, zorgt mangaan ervoor dat de legering geschikt is voor uitscheidingsharding. Anders dan bij koper, zorgt de het mangaan ervoor dat dit gepaard gaat met een niet al te sterkte achteruitgang van de taaiheid en corrosieweerstand. Enkele nadelen zijn dat aluminium- mangaanlegeringen niet heel sterk zijn, niet warmtebehandelbaar zijn en hun sterkte verliezen bij hoge temperaturen. Hierdoor wordt deze legering vaak niet gebruikt voor grote constructies. Des te meer geschikt is de legering voor kookgerei en verwarmingsradiatoren. - Silicium (Si)
Het toevoegen van silicium zorgt ervoor dat het smelttemperatuur van aluminium wordt verlaagt en het verbetert de vloeibaarheid. Silicium zorgt ervoor dat deze legeringen niet warmtebehandelbaar zijn. In combinatie met magnesium ontstaan er echter uitscheiding hardende legeringen waardoor er ook warmtebehandelbare legeringen zijn in de silicium groep. Het toevoegen van silicium dient meestal voor de fabricage van gietwerk. Dit legeringselement wordt voornamelijk toegepast voor toepassingen van lasdraad en het hardsolderen van aluminium. - Magnesium (Mg)
Magnesium zorgt ervoor dat de sterkte van aluminium wordt verhoogt en het verbetert het vermogen van deformatieharding. Legeringen met magnesium zijn de sterkste niet warmte behandelbare aluminiumlegeringen en worden daardoor veel gebruikt voor constructie toepassingen. Deze legering wordt voornamelijk vervaardigd in de vorm van dikke en dunne aluminium platen. Slechts af en toe wordt deze legering ook in de vorm van extrusieprofielen vervaardigd, maar deze zijn moeilijk en te duur om te extruderen omdat deformatieharding snel zal optreden. Aluminium- magnesiumlegeringen worden toegepast voor vrachtauto’s, schepen, drukvaten en chemicaliëntankers. - Magnesium en silicium (Mg2Si)
Door de toevoeging van magnesium en silicium wordt deze legering warmtebehandelbaar. Deze legeringen zijn, anders dan de legering met enkel magnesium, makkelijk en relatief goedkoop te extruderen. Deze legering wordt o.a. toegepast voor steigermateriaal, boten en tuinmeubilair. - Zink (Zn)
Zink verhoogt de sterkte van het aluminium aanzienlijk en maakt uitscheidingsharding mogelijk. In combinatie met andere legeringselementen (magnesium en koper bijvoorbeeld) is dit de aluminiumlegering met de hoogste sterkte. Toepassingen van de legering worden o.a. aangetroffen in de vliegindustrie.
Secundaire legeringselementen
- IJzer (Fe)
IJzer wordt opzettelijk toegevoegd aan zuivere aluminium legeringen op de sterkte wat op te voeren. - Chroom (Cr)
De toevoeging van chroom verlaagt de gevoeligheid voor scheurvormende spanningscorrosie en verbetert de sterkte. Chroom wordt aan aluminium toegevoegd ter beheersing van de kristalstructuur. - Nikkel (Ni)
Nikkel wordt toegevoegd aan aluminium- koperlegeringen en aluminium- siliciumlegeringen ter verhoging van de hardheid en sterkte bij hoge temperaturen. - Titaan (Ti)
Titaan wordt hoofdzakelijk aan aluminium toegevoegd als korrelverfijner. Voor aluminium lasdraad is titaan een normale toevoeging omdat het de lasstructuur verfijnt en helpt om lasscheuring tegen te gaan. - Lithium (Li)
Het toevoegen van lithium kan de sterkte en de elasticiteitsmodulus van aluminium aanzienlijk verhogen. Daarnaast kan het uitscheidingsharding mogelijk maken en de dichtheid doen afnemen. - Lood (Pb) en bismut (Bi)
Lood en bismut worden toegevoegd aan aluminium om mee te helpen bij de spaanvorming en verbetering van de verspaanbaarheid. Deze legeringen zijn vaak niet lasbaar vanwege de hoge scheurgevoeligheid tijdens het lassen.
Wanneer gebruik je welke legering? Dat is afhankelijk van de toepassing. Het beste kan je hiervoor een specialist inschakelen. Onze aluminium specialist Arian Bloks denkt graag mee over de juiste aluminium legering. Neem gerust contact met hem op.
Arian Bloks
E-mail: abloks@hego.nl
Tel: 036 5492 218
Bron: ALURVS