Alumiinin ominaisuuksia

Transkriptio

1 Alumiini Alumiini Maaperän yleisin metalli Kuuluu kevytmetalleihin Teräksen jälkeen käytetyin metalli Käytetty n. 110 v. Myrkytön Epämagneettinen Kipinöimätön 1

2 Alumiinin ominaisuuksia Tiheys, ~ teräs/3 Lämmönjohtavuus teräs x Lämpölaajeneminen teräs x 2 Sähkönjohtavuus n. 65% kuparin johtavuudesta Kimmokerroin ~ teräs/3 Käyttäytyy aina sitkeästi Alumiinin lujuus Puhdas alumiini - myötölujuus ~35 Mpa Kylmämuokattu => 180 MPa Seostamalla => 300 MPa Erkautuskarkaisemalla => 600 MPa 2

3 Alumiinin anodisointi Alumiinin anodisointi (eloksointi) tarkoittaa alumiinin pintaan luonnollisesti syntyvän n. 10 nm paksuisen oksidikalvon vahventamista aina 10 (50) m asti Värjäämällä anodisointikerros saadaan hyvin pysyvä värillinen pintakerros alumiinille rajaton määrä värejä Alumiini rakenneaineena Alumiinin ja sen seosten käyttö erilaisissa rakenteissa on lisääntynyt huomattavasti Alumiinin hyviä puolia lujuus-paino suhde korroosionkestävyys (ilmasto) helppo muotoilla helppo työstää helppo valaa pintakäsittely hygieenisyys 3

4 Pursotteet Alumiinien merkintä, numeerinen Pääseosaineen mukaan 1*** puhdas alumiini 2*** kupari 3*** mangaani 4*** pii 5*** magnesium 6*** magnesium ja pii 7*** sinkki 8*** muut seosaineet 9*** käyttämätön EN AW-5052 Muokatut AW Valetut AC 5 numeroa 4

5 Elintarviketeollisuus pakkaukset tölkit pussit foliot Autoteollisuus korirakenteet lohkot kiertokanget levypyörät 5

6 Rakennusteollisuus Julkisivut Sisustuslevyt Meriteollisuus laivat yläkannet huviveneet mastot 6

7 Polkupyörät Moottoripyörät Lämmönsiirtimet 7

8 Titaani Titaani Tiheys on 4540 kg/m 3 ~ teräs/2 Kimmokerroin N/mm 2 ~ teräs/2 Sulamislämpötila 1668 o C Murtolujuus n. 280 Mpa A 5 30 % 8

9 Pääryhmät Seostamattomat lajit Ti 1, Ti 2, Ti 3, Ti 4, Ti 11 (ASTM) >99 % titaania epäpuhtauksia, Ti11 palladiumia n. 0.2 % Seostetut lajit Ti 5 (Ti-6Al-4V) Ti 12 (Ti-0.8Ni-0.3Mo) Ominaisuuksia Voimakas taipumus yhtyä happeen ja typpeen korkeissa lämpötiloissa Korroosionkestävyys on erinomainen alhaisissa lämpötiloissa, monissa olosuhteissa parempi kuin ruostumattomien terästen (passiivikalvo lujempi) 9

10 Seostamattoman titaanin lujittaminen Kovuus HB Kovuus HB Murtolujuus Murtolujuus Murtovenymä % Happiekvivalentti O% + 2xN% + 2/3xC% Ominaisuuksia Myötö- ja murtolujuus kasvaa lämpötilan laskiessa, murtovenymä säilyy Ti 1 ja Ti 2 iskusitkeydet kasvavat lämpötilan laskiessa, Ti 3 ja Ti 4 laskevat Maksimi käyttölämpötilaa rajoittaa hapettuminen (500 C ) 10

11 Lämmönvaihtimia Kemian ja energiateollisuus Höyryturbiinin siivet Putkia ja putkistojen osia Selluloosa- ja peperiteollisuus Kulkuneuvot (kilpakäyttö) 11

12 Lävistyskorut Urheilivälineet 12

13 Guggenheimin museo Bilbao Päällysteeenä 33,000 m 2 titaanilevyä Ihmisen varaosia Nivelet Sydänläppä Niveltuet 13

14 Luuston ruuvit Hampaiden kiinnitys Ihmisen varaosia Magnesium 14

15 The four principal uses of magnesium in industry Alloying with aluminum % As a structural metal - magnesium alloys % Iron and steel processing - desulfurization - 13 % Electrochemical and other Magnesium Tiheys 1,74 g/cm 3 Sulamispiste 650 C Kevein yleisesti käytössä olevista konstruktiometalleista 15

16 Magnesium Myötölujuus (MPa) Murtolujuus (MPa) Venymä (%) Muokatut Valetut Kimmomoduli 45 GPa Korkea lujuus paino suhde Magnesium Hyvä valettavuus Matala sulamislämpötila Matala ominaislämpökapasiteetti Ohutseinämäiset ja monimutkaiset kappaleet Reaktiivinen Suojaus 16

17 Muovattavuus Hot formability is very good Extrusions Forging High strength No porosity Cold formability Poor (non-existent) 17

18 Very good machinability Power required ab. 50% of that required for Al Cutting speed two times higher than Al Risk of fire/explosion Relative power Machinability index (%) 18

19 Military Intricate castings for radar equipment Stingray torpedoes Anti tank ammunitions Decoy flares defeat a missile's infrared tracking 19