sim curs 9.pdf

Click here to load reader

Post on 05-Nov-2015

133 views

Category:

Documents

28 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 1

    CURS 9 Cuprins 2.7. Aluminiul i aliaje cu baza de aluminiu 2.7.1. Aluminiul 2.7.2. Aliaje de aluminiu 2.7.2.1. Aliaje de aluminiu deformabile

    2.7.2.2. Aliaje de aluminiu pentru turntorie 2.7.3. Simbolizarea aluminiului i aliajelor de aluminiu

  • 2

    2.7. Aluminiul i aliaje cu baza de aluminiu 2.7.1. Aluminiul Aluminiul este un metal uor, densitatea fiind de 2,72 g/cm3; se topete la 658 C i cristalizeaz n reeaua CFC, fr a avea forme alotropice. Prezint conductivitate termic i electric ridicat i o bun plasticitate. Are o mare rezisten la coroziune datorit formrii unei pelicule superficiale foarte subiri, dar compacte de Al2O3. Proprietile sale anticorosive se pot mbunti prin oxidare anodic (eloxare) n urma creia se obine o pelicul compact, fr defecte. Rezistena la coroziune se diminueaz ns, odat cu creterea coninutului de impuriti. Spre deosebire de alte metale ce cristalizeaz n reeaua CFC (cuprul), microstructura aluminiului este alctuit din gruni poliedrici fr macle. Deformrile plastice duc la apariia liniilor de alunecare i la alungirea grunilor. Prin ecruisare, rezistena la rupere i duritatea cresc relativ puin (Rm = 180 MPa, HB = 45 daN/mm2) fa de valorile lor n stare recoapt (Rm = 90 MPa, HB = 25 daN/mm2). De aceea, mbuntirea proprietilor mecanice se realizeaz n special prin aliere cu elemente care formeaz cu aluminiu fie soluii solide, fie compui intermetalici.

    Aluminiul se prelucreaz mecanic uor, posed rezisten la uzur surprinztor de mare (avnd n vedere c este un metal moale) i rezist bine la aciunea diferiilor ageni atmosferici, datorit formrii la suprafa a unei pelicule de oxid, aderent, compact i impermeabil pentru gaze i lichide.

    Cele mai importante proprieti tehnologice pe care le posed aluminiul sunt: . temperatura de turnare: 710 730 C; - temperatura de prelucrare la cald: 350 450 C; - temperatura de revenire: 150 C; - temperatura nceputului de recristalizare: 150 C; - contracie la turnare: 1,7 %; - deformare admis: 75 95%. Aluminiul tehnic se obine electrolitic i poate conine 0,3 0,5% impuriti, dintre care principale sunt fierul i siliciul, impuriti ce provin din bauxita utilizat n procesul de elaborare. Dac aluminiul conine i fier i siliciu, se formeaz compui intermetalici ternari care mresc mult fragilitatea materialului.

    Importan tehnic a aluminiului este foarte mare, fiind ntlnit n toate ramurile industriei moderne sub form de piese turnate, forjate sau matriate, de tabl, benzi, folii, srm, profile etc. Ca metal pur este utilizat n special pentru protejarea mpotriva coroziunii atmosferice. n industria oelului este folosit ca dezoxidant, dar i ca adaos de aliere n oelurile refractare. Este component de aliere n aliajele cu baz de titan, cupru, magneziu, nichel i cobalt, crora le confer rezisten mecanic i la coroziune sporit. 2.7.2. Aliaje de aluminiu Aliajele pe baz de aluminiu se clasific n: aliaje binare i aliaje complexe, aliaje deformabile i aliaje pentru turntorie, aliaje care nu se durific prin tratament termic i aliaje care se durific prin tratament termic.

  • 3

    Aliajele binare au o solubilitate limitat cu formare de eutectice, n tehnic fiind folosite cele hipoeutectice, deci cu un coninut redus al elementului de aliere. Aliajele cu o concentraie a elementului de aliere cuprins ntre 0 i n1 (fig.2.121.), monofazice, pot fi prelucrate prin deformare plastic la rece i la cald i nu se pot durifica prin tratament termic ci numai prin ecruisare. Aliajele cuprinse ntre concentraiile n1 n2 pot fi deformate plastic la cald, precum i durificate prin tratament termic; aliajele cu o concentraie peste n2 sunt aliaje pentru turntorie care se pot sau nu durifica prin tratament termic, efectul tratamentului scznd pe msura creterii cantitii de eutectic.

    Fig.2.121. Clasificarea aliajelor de aluminiu.

    In tehnic sunt folosite curent cinci grupe de aliaje de aluminiu binare (Al-Cu, Al-Si,

    Al-Mg, Al-Mn, Al-Zn), precum i mai multe grupe de aliaje complexe. 2.7.2.1. Aliaje de aluminiu deformabile. Aliajele de aluminiu deformabile fac parte din sistemele Al-Cu, Al-Mn, Al-Mg, Al-Zn, Al-Si binare sau complex aliate. a) Aliaje care nu se durific prin tratament termic. In aceast categorie sunt cuprinse aliaje Al-Mg, Al-Mn, Al-Mg-Mn, Al-Mn-Cu, Al-Ni-Fe, Al-Sn-Ni-Cu etc. Aliajele Al-Mg (fig.2.122.) ce conin mai mult de 1,4% Mg au structura alctuit din soluia solid (pe baz de aluminiu ce cristalizeaz n reeaua CFC) i compusul Al3Mg2 (faza ). Aliajele deformabile din acest sistem conin pn la 7% Mg; dintre acestea, cele care au pn la 5% Mg nu se durific prin tratament termic, iar cele ce conin peste 5% Mg pot fi durificate prin tratament termic, ns efectul durificrii este foarte mic. Aliajele din acest sistem au o rezisten mecanic ridicat asociat cu o bun plasticitate, ele putndu-se deforma plastic la rece foarte uor, au rezisten la coroziune ridicat i o bun sudabilitate. Proprietile mecanice i caracteristicile tehnologice ale aliajelor Al-Mg pot fi modificate prin aliere cu diferite elemente ca:titan, bor, mangan, crom, siliciu, cupru, fier, zirconiu, beriliu, litiu etc. Avnd rezistena mecanic ridicat n comparaie cu aluminiu, aliajele Al-Mg sunt folosite n diferite domenii: construcii mecanice, transporturi, aeronautic, industria de armament.

  • 4

    Fig.2.122. Diagrama de echilibru Al-Mg. Aliajele Al-Mn (fig.2.123.) prezint o solubilitate maxim a manganului n aluminiu de 1,8% la 659 C care scade drastic cu temperatura. Compusul intermetalic Al6Mn ce se formeaz, asigur, la concentraii sub 1,7% Mn, durificarea aliajului prin dispersia sa uniform n matrice; ns, creterea cantitii de mangan peste limita maxim (1,7 1,8%) determin scderea plasticitii i mrirea fragilitii prin formarea unor cristale foarte dure de compus Al6Mn. In tehnic sunt folosite aliaje Al-Mn cu 1,0 1,7% Mn, n aceleai domenii ca i cele din sistemul Al-Mg.

    Fig.2.123. Diagrama de echilibru Al-Mn.

    Aliajele Al-Mg-Mn, deformabile i nedurificabile prin tratament termic conin 1,0 7,0% Mg i 0,1 0,6% Mn i sunt caracterizate prin greutate specific inferioar aluminiului, rezisten mecanic mai mare i achiabilitate mai ridicat; ele sunt deformabile la rece chiar

  • 5

    i dup o ecruisare. Aceste materiale sunt utilizate n stare recoapt sau ecruisat sub form de profile, table, benzi, n industria aeronautic, naval, chimic, alimentar. Aliajele Al-Ni-Fe, deformabile i nedurificabile prin tratament termic, conin aprox. 1% Ni i 0,6% Fe; au rezisten bun la coroziune n ap la temperaturi i presiuni ridicate i sunt folosite n energetica nuclear. b) Aliaje durificabile prin tratament termic. Aceast grup cuprinde aliaje cu elemente ce au solubilitatea n aluminiu relativ ridicat (cupru, magneziu, zinc etc.), variaia solubilitii acestora cu temperatura permind aplicarea tratamentelor termice de durificare structural. Din aceast mai des utilizate n tehnic sunt aliajele din sistemele Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Si, Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu i Al-Cu-Ni-Mg.. Reprezentantul tipic al acestor materiale metalice este aliajul Al-Cu circa 2,0 5,5% Cu. Tratamentul termic de durificare structural aplicat acestor aliaje const din clire de punere n soluie urmat de mbtrnire (natural sau artificial). In linii mari fenomenele ce au loc la tratamentele termice ale aliajelor Al-Cu se regsesc la toate aliajele pe baz de aluminiu durificabile prin tratament termic. Aliajele Al-Cu (fig.2.124.) au structura format din soluia solid i compusul CuAl2 (faza ); deoarece aceste aliaje conin o serie de elemente ca impuriti sau ca elemente de aliere, n structura lor pe lng faza apar i alte faze intermetalice, care fie se dizolv n soluia solid favoriznd durificarea, fie sunt insolubile dispunndu-se la limitele de gruni (Mg2Si, Cu2Mg8Si6Al5, CuMgAl2 etc). Aliajele Al-Cu deformabile se mpart n urmtoarele grupe:

    Fig.2.124. Diagrama de echilibru Al-Cu.

    - aliaje cu 4 6% Cu i mici adaosuri de magneziu, mangan, siliciu, plumb, bismut, cadmiu, vanadiu, zirconiu etc.; - aliaje de tip duraluminiu (aliaje Al-Cu-Mg-Mn), ce conin 2 5% Cu, 0,2 1,8% Mg, 0,2 1,2% Mn, eventual nichel sau titan, fier i siliciu ca impuriti (n cantiti sub 0,7% fiecare); - aliaje Al-Cu-Ni care se submpart n aliaje de tip Y cu 4% Cu, 2% Ni, 1,5% Mg i aliaje de tip hidramin cu 2% Cu i mici proporii de nichel i fier.

  • 6

    In prezent cele mai folosite aliaje deformabile, durificabile prin tratament termic, ale sistemului Al-Cu sunt cele de tip duraluminiu (aliaje Al-Cu-Mg-Mn) In funcie de coninutul elementelor de aliere, aliajele de tip duraluminiu se mpart n trei grupe: - slab aliate: 2,0 3,5% Cu, 0,2 0,5% Mg, 0,2 0,5% Mn; - mediu aliate: 3,5 4,5% Cu, 0,3 0,8% Mg, 0,3 0,8% Mn; - bogat aliate: 4,6 5,2% Cu, 0,6 1,8% Mg, 0,6 1,2% Mn. Odat cu creterea gradului de aliere crete rezistena mecanic i duritatea, dar scad proprietile de plasticitate. De aceea, duraluminurile bogat aliate se prelucreaz mult mai greu prin laminare. Cuprul i magneziul determin rezistena duraluminiului care este direct proporional cu coninutul acestor elemente. Aceasta se datoreaz compuilor Al2Cu i Al2CuMg solubili n aluminiu ce provoac durificarea aliajului prin tratament termic. Manganul se introduce pentru neutralizarea influenei negative a fierului i pentru creterea rezistenei de rupere i la coroziune a aliajelor de tip duraluminiu; datorit efectului negativ pe care l are asupra plasticitii, coninutul de mangan este limitat la 1,2%. Fierul i siliciul sunt impuriti introduse concomitent cu aluminiul. Coninutul lor nu trebuie s depeasc 0,5 0,6% fiecare; pentru unele aliaje se limiteaz sub 0,2 0,3%, datorit influentei lor negative asupra proprietilor mecanice, tehnologice i asupra rezistenei la coroziune. In stare de echilibru duraluminiul are o structur format din soluie solid pe baz de aluminiu i o serie de compui intermetalici solubili (Al2Cu faza , Mg2Si, Al2CuMg faza S, Al3Mg2, Al5CuMg faza T) i insolubili (Al6Mn, Al2Cu2Fe etc), dispui de regul la limitele grunilor de faz . Datorit solubilitii variabile cu temperatura a compuilor n soluia solid , duraluminiul se poate durifica prin clire de punere n soluie, urmat de mbtrnire. Clirea const din nclzire la 495 510 C pentru solubilizarea compuilor i pentru omogenizarea fazei , urmat de o rcire n ap cald (60 C). Se obine o structur monofazic suprasaturat n elemente de aliere, cu o bun plasticitate care permite prelucrarea acestor aliaje prin deformare plastic la rece. Aceast structur metastabil are tendina de a ajunge n timp la o stare mai apropiat de echilibru; procesul se numete mbtrnire i este nsoit de o puternic durificare (Rm = 450 550 MPa, A = 15 20%). Imbtrnirea poate fi natural, cnd se produce la temperatura ambiant i are loc n 4 5 zile sau artificial, prin nclzire la 70 150 C; mbtrnirea artificial este mai rapid (6 10 ore), ns durificarea este mai redus. Dup mbtrnire structura este alctuit din precipitri globulare fine de compui intermetalici dispuse n interiorul grunilor de soluie solid . Starea de mbtrnire natural este nestabil. Dac aliajul mbtrnit este nclzit 2 3 minute la 230 C, durificarea este anulat; aliajul i recapt proprietile de dup tratamentul termic de clire, precum i capacitatea de a mbtrni din nou. Acest fenomen este numit reversiune. Aliajele de tip duraluminiu au o larg utilizare n industria constructoare de maini, n industria aeronautic, naval i de autovehicule, n construcii metalice. Aliajele Al-Cu-Ni sunt materiale cu rezisten mecanic mare att la temperaturi joase ct i la temperaturi ridicate. In aliajele de tip Y durificarea la mbtrnire este determinat de compuii ternari (CuNi)2Al3 i Cu4NiAl7, fiind posibil i prezena unui compus cuaternar ce conine n plus magneziu. Aliajele din acest sistem sunt utilizate n industria constructoare de maini i n construcii mecanice datorit rezistenei mecanice ridicate, rezistenei la coroziune i sudabilitii bune.

  • 7

    Aliajele Al-Mg-Si numite i avial reprezint o alt categorie de aliaje deformabile, durificabile prin precipitare; aceste aliaje conin 0,45 0,90% Mg i 0,5 1,2% Si, adaosuri de 0,15% 0,35% Mn, 0,2 0,6% Cu i i datoreaz bunele proprieti mecanice bune durificrii prin precipitarea compusului Mg2Si. Datorit sudabilitii foarte bune, a rezistenelor mecanic, la coroziune i la oboseal ridicate i a plasticitii bune, avialul este folosit n aeronautic i industria naval i cea a autoturismelor. Aliajele Al-Zn-Mg fac i le parte din categoria aliajelor de aluminiu deformabile i durificabile prin tratament termic, aceste materiale fiind caracterizate printr-o rezisten mare la coroziune; aliajele din acest sistem conin 2 8% Zn i 1,2 4,5% Mg, la care se mai adaug cupru, fier, siliciu, crom, mangan, titan, argint etc. Structura i comportarea la tratament termic a aliajelor Al-Zn-Mg depind n principal de raportul Zn/Mg, mrimea acestuia i prezena celorlaltor elemente de aliere sau nsoitoare determinnd formarea diferiilor compui solubili sau insolubili n soluia solid. Cnd raportul Zn/Mg este mai mare de 2, faza durificatoare este compusul MgZn2, iar cnd este mai mic de 2 faza durificatoare este Mg3Zn3Al2. Aliajele din acest sistem se mpart n: - aliaje cu rezisten sczut, pentru care suma Zn + Mg + Cu < 6%; - aliaje de medie rezisten, cu suma Zn + Mg + Cu = 7 9%; - aliaje de nalt rezisten, pentru care suma Zn + Mg + Cu > 10%. 2.7.2.2. Aliaje de aluminiu pentru turntorie. Aceste materiale fac parte din sistemele Al-Si, Al-Cu, Al-Mg, Al-Zn, binare i mai ales complex aliate. Coninutul de elemente de aliere este mai ridicat dect la aliajele deformabile, permind apariia n structur a unei cantiti apreciabile de amestec mecanic eutectic care confer fluiditate, compactitate, tendin de segregaie mic i rezisten la tensiunile de contracie dup turnare. Aliajele de aluminiu pentru turntorie se pot durifica sau nu, prin tratamente termice, n funcie de natura i cantitatea componenilor; efectul durificrii este mai sczut dect la aliajele deformabile, efect ce scade pe msura creterii cantitii de eutectic. Temperatura de clire este mai nalt i meninerea mai ndelungat pentru a se egaliza compoziia grunilor i a se dizolva compuii intermetalici mai grosolani. Un loc aparte ntre aliajele de aluminiu pentru turntorie l ocup aliajele din sistemul Al-Si denumite siluminuri care pot fi binare sau complexe. Siluminurile binare utilizate n tehnic sunt aliaje hipereutectice care nu se pot durifica prin tratament termic. Conform diagramei de echilibru a sistemului Al-Si (fig.2.125.), ntre aceste dou elemente se formeaz un eutectic la 577 C cu un coninut de 11,7% Si i o soluie solid al crui procent de siliciu scade cu temperatura. Siluminurile conin 12 13% Si i au o structur format dintr-o mas de baz eutectic ( + Si) i cristale primare de siliciu. Deoarece rezistena i plasticitatea acestor structuri sunt reduce i nu pot fi mbuntite prin tratament termice ulterioare, se procedeaz la modificarea structurii de turnare. Modificarea se realizeaz prin introducerea de sodiu (0,08 0,12% din greutatea aliajului) sub forma unui amestec de sruri (dou pri NaF i o parte NaCl 1...2% din aliaj), nainte de turnare, n metalul nclzit la 780 800 C. Prin modificare se ntrzie cristalizarea, temperatura eutectic coboar, iar concentraia eutectic se modific la peste 13% (fig.2.126.). Este mpiedicat separarea grosolan a siliciului precum i cristalizarea dendritic, producndu-se finisarea eutecticului; aliajul devine hipoeutectic. Dup modificare, structura este format din cristale primare, dendritice, de soluie solid de culoare deschis, pe fond de eutectic globular fin ( + Si).

  • 8

    Fig.2.125. Diagrama de echilibru Al Si.

    Fig.2.126. Influena modificrii cu sodiu asupra diagramei de echilibru Al-Si.

    Proprietile mecanice ale unui siluminiu nemodificat sunt relativ sczute: Rm = 120 140 MPa, A = 2 3 %, HB = 40 50 daN/mm2, iar rezistena la coroziune este destul de slab. Prin modificare, proprietile mecanice sunt mult mbuntite: Rm = 180 220 MPa, A = 8 12 %. In tehnic se mai folosesc siluminuri hipereutectice cu 18 20% Si, aliate suplimentar cu 1% Cu i 1% Ni. In urma modificrii cu fosfor (0,02%) structura acestor aliaje devine mai fin; atacul cu acid fluorhidric 0,5% pune n eviden cristale primare de siliciu (cenuii), cu muchii i coluri rotunjite, precum i compusul Al2Cu (de culoare deschis) pe un fond de eutectic acicular fin ( + Si).

    Si, [%]

    Tem

    pera

    tura

    , [ C

    ]

  • 9

    Siluminiul prezint proprieti de turnare foarte bune: fluiditate mare, porozitate practic nul, contracie mic; nu este fragil la rcirea n urma solidificrii. Din siluminiu se pot turna deci piese complicate (pistoane, chiulase, blocuri motor, carcase, corpuri de pompe, buce etc. Are ns rezistent mecanic inferioar altor aliaje de aluminiu. Pentru a mri rezistena mecanic se folosesc adaosuri de cupru, magneziu i nichel; n acest fel se obin siluminuri complexe ce se pot durifica prin tratamente termice, rezultnd caracteristici mecanice superioare. Aliajele Al-Cu pentru turntorie sunt mai puin utilizate n industrie deoarece se toarn mai greu i manifest o tendin de fisurare la rcire; n funcie de coninutul de cupru i de prezena altor elemente n compoziia chimic aceste aliaje pot fi grupate n urmtoarele categorii: - aliaje de turntorie cu 4 6 % Cu i mici adaosuri de siliciu, magneziu, nichel i titan; - aliaje de turntorie cu 6 8 % Cu i adaosuri de fier, siliciu, mangan, crom, zinc i staniu; - aliaje de turntorie cu 10 14 % Cu ce conin pn la 0,4% Mg, 1,5% Fe, 5% Si i mici proporii de nichel, mangan, crom.

    Adugarea elementelor de aliere are ca scop mbuntirea proprietilor mecanice i a caracteristicilor tehnologice.

    Aliajele Al-Cu pentru turntorie cu 4 6% Cu au proprieti de turnare sczute deoarece nu conin eutectic (fig.2.124.). Structura acestor aliaje este format din cristale de soluie solid nconjurate de o reea de compus Al2Cu; dup un tratament termic de clire de punere n soluie, structura este alctuit din soluie solid suprasaturat i mici incluziuni de compus Al2Cu. Aliajele Al-Cu pentru turntorie cu peste 6% Cu (fig.2.124.), datorit prezenei eutecticului ( + Al2Cu), au proprieti de turnare mai bune. In funcie de compoziia chimic i proprietile mecanice i tehnologice pe care le posed aliajele din sistemul Al-Cu sunt folosite la turnarea unor piese utilizate n construcia de maini, electrotehnic sau aeronautic (tamburi de frn, blocuri motor, chiulase etc. Aliajele Al-Mg pentru turntorie conin 5 12% Mg i unele elemente de aliere sau nsoitoare: siliciu i mangan pn la 2% fiecare, zinc i siliciu pn la 3% fiecare, precum i fier, cupru, crom, nichel, titan, bor, zirconiu etc. Aceste aliaje au o serie caracteristici avantajoase ca rezisten la coroziune foarte bun n diferite medii, greutate specific mai mic dect celelalte aliaje de aluminiu, rezisten mecanic apreciabil, prelucrabilitate bun prin achiere, dar prezint proprieti de turnare inferioare siluminurilor (fluiditate mic, tendin de formare de microretasuri, sufluri, poroziti, tendin mare de a forma fisuri la cald n piesele turnate). In general aliajele Al-Mg pentru turntorie sunt aliaje bifazice cu structura alctuit din soluie solid (bogat n aluminiu) i separri de faz (compus Al8Mg5); dei eutecticul ( + ) ar trebui s fie prezent, conform diagramei de echilibru, numai n aliajele cu peste 17,4% Mg, totui datorit neomogenitii chimice produs prin segregaie, eutecticul poate s apar n structura aliajelor turnate chiar la un coninut de 6 7% Mg .

    La aliajele cu 9 10% Mg structura de turnare obinut prin rcire lent prezint la limita grunilor de soluie solid reele celulare de faz (compus Al8Mg5), care favorizeaz coroziunea intercristalin. Pentru a evita acest inconvenient se aplic un tratament termic de clire pentru punerea n soluie a fazei . Aliajele din sistemul Al-Mg sunt folosite n industria constructoare de maini la turnarea unor piese rezistente la coroziune n atmosfer, n ap de mare i soluii alcaline, cu proprieti de rezisten mecanic corespunztoare. Aliajele Al-Zn pentru turntorie conin aprox. 12% Zn, la care se mai adaug 5 8% Si, 0,1 1,0 Mg i cupru, uneori titan, crom, fier, etc.; creterea proporiei de zinc micoreaz

  • 10

    caracteristicile de turnare. Proprietile mecanice ale acestor aliaje depind de procedeul de turnare i de tratamentul termic aplicat pieselor. Aliajele din sistemul Al-Zn sunt din ce n ce mai utilizate n industrie pentru obinerea prin turnare a unor piese care s prezinte rezisten la coroziune i stabilitate dimensional ridicate, precum i proprieti mecanice foarte bune. Aliajele cu un procent mai mare de zinc i cu adaosuri de cupru se folosesc pentru turnarea cuzineilor, care sunt superiori celor realizai din bronz cu staniu i comparabili cu cei din bronz cu plumb; aceti cuzinei se prelucreaz uor, au greutate mic, elimin uor cldura i au pre sczut. 2.7.3. Simbolizarea aluminiului i aliajelor de aluminiu

    In cazul aluminului i aliajelor de aluminiu deformabile, sistemul de simbolizare european este definit n normele EN 573, care n ara noastr au fost adoptate n varianta SR EN 573-1:2005 i SR EN 573-2:1995. Standardul SR EN 573-1:2005 definete sistemul numeric de simbolizare. Simbolul numeric este format din: - prefixul EN (standard european) urmat de un spaiu; - litera A, prescurtare de la aluminiu; - litera W care nseamn produse obinute prin deformare plastic; - o liniu; - un numr format din patru cifre care reprezint compoziia chimic. Prima cifr a numrului indic grupa materialului, i anume: - aluminiu cu minimum 99,00% 1xxx (seria 1000); - aliaje de aluminiu grupate dup principalele elemente de aliere: - cupru 2xxx (seria 2000); - mangan 3xxx (seria 3000); - siliciu 4xxx (seria 4000); - magneziu 5xxx (seria 5000); - magneziu i siliciu 6xxx (seria 6000); - zinc 7xxx (seria 7000); - alte elemente 8xxx (seria 8000); - serii neuzuale 9xxx (seria 9000). Conform standardului menionat mai sus, un element de aliere se definete ca fiind orice element chimic ce se adaug intenionat n aliaj, pentru orice scop cu excepia finisrii granulaiei i pentru care se precizeaz limitele maxime i minime. La grupa 1xxx, a doua cifr indic modificri n limitele de impuriti sau n elementele de aliere (0 aluminiu nealiat; 1 4 impuriti sau elemente de aliere n limite strict controlate); ultimele dou cifre indic procentul de aluminiu ce depete 99,00%. Uneori, la sfritul acestui simbol mai apare litera A care reprezint o variant naional a mrcii europene. Exemplu: EN AW-1350A: aluminiu deformabil care are trei impuriti cu limitele modificate, conine 99,50% aluminiu i este o marc romneasc; EN AW-1098: aluminiu deformabil, fr impuriti sau elemente de aliere cu limite modificate, ce conine 99,98% aluminiu; EN AW-1200: aluminiu deformabil care are dou impuriti cu limitele modificate, conine 99,00% aluminiu. In grupele de aliaje de la 2xxx la 8xxx inclusiv, a doua cifr indic modificri ale aliajului original sau a limitelor de impuriti; ultimele dou cifre nu au semnificaii speciale

  • 11

    i ajut numai la identificarea diferitelor aliaje de aluminiu din grup. Uneori, la sfritul acestui simbol mai apare o liter care reprezint o variant naional a mrcii europene; seria de litere se atribuie n ordine alfabetic de la A pentru prima variant naional nregistrat, ns trebuie omise literele I, O i Q. Exemple: EN AW-2011: aliaj de aluminiu deformabil la care cuprul este elementul principal de aliere (seria 2000); EN AW-4043A: aliaj de aluminiu deformabil la care siliciu este elementul principal de aliere (seria 4000) i este o marc romneasc; EN AW-6003: aliaj de aluminiu deformabil la care magneziul i siliciul sunt elemente principale de aliere (seria 6000).

    Standardul SR EN 573-2:1995 definete sistemul de simbolizare bazat pe simboluri

    chimice. Aceast simbolizare este format din prefixul EN i literele AW, care au aceleai semnificaii ca la sistemul numeric de simbolizare, urmate de o liniu i de simbolurile chimice ale aluminiului i ale elementelor de aliere, trecute n ordinea descresctoare a coninutului lor; dac coninuturile sunt egale, elementele de aliere se indic n ordinea alfabetic a simbolurilor. Simbolurile chimice ale elementelor de aliere sunt urmate de numere ce exprim coninutul, n procente, al elementelor considerate; dac acest numr lipsete, coninutul elementelor de aliere este sub 1%.

    Exemple: EN AW-AlCu4SiMg EN AW-AlSi2Mn EN AW-AlZn4Mg3 EN AW-AlFe1Si, EN AW-AlMg1SiPbMn In cazul aliajelor care au compoziii chimice similare, pentru deosebirea lor se folosesc simboluri suplimentare. Astfel, elementul principal de aliere se evideniaz prin coninutul nominal (mediu) rotunjit la cel mai apropiat ntreg sau, dac este necesar, la valoarea cea mai apropiat de 0,5, iar pentru coninuturi mai mici de 1%, la valoarea cea mai apropiat de 0,1. Exemple: EN AW-AlMg4 EN AW-AlMg4,5 EN AW-AlMg0,7Si Elementele de aliere secundare se evideniaz prin coninutul nominal (mediu) rotunjit la cel mai apropiat ntreg sau, dac este necesar la valoarea cea mai apropiat de 0,5, iar pentru coninuturi mai mici de 1%, la valoarea cea mai apropiat de 0,1. Exemple: EN AW-AlCu2Li2Mg1,5 EN AW-AlMg4,5Mn0,4

    EN AW-AlZn6Mg0,8Zr

    Uneori, la sfritul simbolului chimic mai apare o liter, scris ntre paranteze (pentru a nu fi confundat cu simbolurile chimice), care are aceeai semnificaie ca la sistemul numeric de simbolizare. Exemple: EN AW-AlCu6BiPb(A) EN AW-AlMg2(B) EN AW-AlMg1,5(C) In cazul simbolizrii aluminiului deformabil dup literele EN, AW, liniu i simbolul chimic al aluminiului urmeaz procentul de puritate al acestuia exprimat prin una sau mai multe zecimale (dup necesiti). Exemple: EN AW-Al99,99 EN AW-Al99,35 EN AW-Al99,00 Dac aluminiul deformabil conine un element de aliere ntr-un coninut sczut, simbolul chimic al acestui element este nscris fr spaiu liber dup procentul de puritate. Exemple: EN AW-Al99,50Ti EN AW-Al99,00Cu Aceast simbolizare poate s conin, la sfrit, o liter (scris ntre paranteze), care are aceeai semnificaie ca la simbolizarea aliajelor de aluminiu deformabile. Exemple: EN AW-Al99,50(A) EN AW-Al99,00(A)

  • 12

    Simbolizarea strilor metalurgice ale aluminiului i aliajelor de aluminiu deformabile se face conform standardului SR EN 515:1994 i se bazeaz pe succesiunea procedeelor de fabricaie de baz folosite pentru obinerea diferitelor stri metalurgice. Simbolul strilor metalurgice urmeaz simbolul aliajului, cele dou simbolizri fiind separate printr-o liniu (cratim).

    Simbolizarea strilor metalurgice de baz se realizeaz prin litere; dac sunt necesare mai multe subdiviziuni ale strilor de baz, acestea sunt indicate prin mai una sau mai multe cifre care urmeaz literei strii de baz.

    Literele ce indic strile metalurgice de baz sunt: - F brut de fabricaie pentru produsele obinute prin deformare plastic la care nu

    sunt specificate proprietile mecanice; - O recopt pentru produse supuse tratamentului termic de recoacere, ce trebuie s

    prezinte rezisten mecanic mai sczut; - H ecruisat pentru produsele supuse unei deformri plastice la rece dup un

    tratament termic de recoacere (sau dup o deformare plastic la cald) sau n combinaie cu recoacere parial sau o stabilizare;

    - W cu tratament termic de punere pentru produsele mbtrnite natural (la temperatura ambiant), dup tratamentul termic de clire de punere n soluie; - T cu tratament termic pentru obinerea unor stri diferite de F, O sau H pentru produsele clite pentru punere n soluie i mbtrnite natural sau artificial cu sau fr ecruisare suplimentar. Pentru starea O recopt simbolizarea subdiviziunilor este urmtoarea: - O1 produs recopt la temperatur ridicat i rcit lent (recoacere complet; - O2 produs supus unui tratament termo-mecanic; - O3 produs supus unui recoaceri de omogenizare. Pentru starea H ecruisat simbolizarea subdiviziunilor este urmtoarea: - prima cifr dup H precizeaz o combinaie de operaii de baz, dup cum urmeaz: - H1 ecruisat; - H2 ecruisat i parial recopt; - H3 ecruisat i stabilizat; - H4 ecruisat i vopsit sau lcuit. - a doua cifr dup H precizeaz gradul de ecruisare ce se identific prin valoarea minim a rezistenei la traciune; - a treia cifr dup H precizeaz, atunci cnd este utilizat, o variant a strii metalurgice definit prin primele dou cifre; se folosete atunci cnd gradul de ecruisare sau caracteristicile mecanice difer, dar sunt apropiate de aceea sau acelea ale strii H simbolizate prin primele dou cifre. Pentru starea T cu tratament termic pentru obinerea unor stri diferite de F, O sau H simbolizarea subdiviziunilor este urmtoarea: - prima cifr dup T precizeaz secvenele specifice ale tratamentelor termice, i anume: - T1 rcire dup procedeul de prelucrare la temperaturi ridicate i mbtrnire natural pn la obinerea unei stri stabile; - T2 rcire dup procedeul de prelucrare la temperaturi ridicate, deformare plastic la rece i mbtrnire natural pn la obinerea unei stri stabile; - T3 tratament termic de punere n soluie, deformare plastic la rece i mbtrnire natural pn la obinerea unei stri stabile; - T4 tratament termic de punere n soluie i mbtrnire natural pn la obinerea unei stri stabile;

  • 13

    - T5 rcire dup procedeul de prelucrare la temperaturi ridicate, deformare plastic la rece i mbtrnire artificial; - T6 tratament termic de punere n soluie i mbtrnire artificial; - T7 tratament termic de punere n soluie i suprambtrnire/stabilizare; - T8 tratament termic de punere n soluie, deformare plastic la rece i mbtrnire artificial; - T9 tratament termic de punere n soluie, mbtrnire artificial i deformare plastic la rece. - cifrele suplimentare dup litera T i prima cifr indic una sau mai multe situaii, i anume: - tratamentul termic de punere n soluie i/sau tratamentul termic de precipitare; - gradul de deformare la rece dup tratamentul termic de punere n soluie; - operaia de detensionare. Exemplu: EN AW-5754-O EN AW AlMg3-O

    In cazul aluminului i aliajelor de aluminiu turnate n piese, a lingourilor pentru retopire i a prealiajelor, sistemul de simbolizare european este definit n normele EN 1780, care n ara noastr au fost adoptate n varianta SR EN 1780-1:2003 i SR EN 1780-2:2003. Standardul SR EN 1780-1:2003 definete sistemul numeric de simbolizare. Simbolul numeric este format din: - prefixul EN (standard european) urmat de un spaiu; - litera A, prescurtare de la aluminiu; - literele: - B, care nseamn lingouri pentru retopire; - C, pentru produse obinute prin turnare; - M, pentru prealiaje; - o liniu; - un numr format din cinci cifre care reprezint compoziia chimic. Prima cifr a numrului corespunde acelorai grupe ca i pentru aluminiul i aliajele de aluminiu deformabile, i anume: - aluminiu cu minimum 99,00% 1xxxx; - aliaje de aluminiu grupate dup principalele elemente de aliere: - cupru 2xxxx; - siliciu 4xxxx; - magneziu 5xxxx; - zinc 7xxxx; Conform standardului menionat mai sus, un element de aliere se definete ca fiind orice element chimic ce se adaug intenionat n aliaj, pentru orice scop cu excepia finisrii granulaiei i pentru care se precizeaz limitele maxime i minime. A doua cifr (de la 1 la 8) indic modificri ale aliajului original sau a limitelor de impuriti, a treia numrul de ordine al aliajelor din fiecare grup, iar ultimele dou cifre nu au o specificaie special. Uneori, la sfritul acestui simbol mai apare o liter care reprezint o variant naional a mrcii europene; seria de litere se atribuie n ordine alfabetic de la A pentru prima variant naional nregistrat, ns trebuie omise literele I, O i Q. Exemplu: EN AC-21000 EN AB-45400 EN AC-51300

    Standardul SR EN 1780-2:2003 definete sistemul de simbolizare bazat pe simboluri chimice. Aceast simbolizare este format din prefixul EN i literele AB, AC, AM, care au aceleai semnificaii ca la sistemul numeric de simbolizare, urmate de o liniu i de simbolurile chimice ale aluminiului i ale elementelor de aliere, trecute n ordinea

  • 14

    descresctoare a coninutului lor; dac coninuturile sunt egale, elementele de aliere se indic n ordinea alfabetic a simbolurilor. Simbolurile chimice ale elementelor de aliere sunt urmate de numere ce exprim coninutul, n procente, al elementelor considerate; dac acest numr lipsete, coninutul elementelor de aliere este sub 1%. Simbolurile chimice pentru elementele de aliere trebuie limitate la patru elemente.

    Exemple: EN AC-AlCu4Ti EN AC-AlSi5Cu3 EN AC-AlSi12CuMgNi

    In cazul aliajelor care au compoziii chimice similare, pentru deosebirea lor se folosesc simboluri suplimentare. Astfel, elementele de aliere se evideniaz prin coninutul nominal (mediu) rotunjit la cel mai apropiat ntreg sau, dac este necesar, la valoarea cea mai apropiat de 0,5, iar pentru coninuturi mai mici de 1%, la valoarea cea mai apropiat de 0,1. Exemple: EN AC-AlSi7Mg0,3 EN AC-AlSi7Mg0,6

    Principalele impuriti se adaug la simbolizare ntre paranteze. Exemple: EN AC-AlSi10Mg(Cu) EN AB-AlSi9Cu3(Fe)(Zn)

    Uneori, la sfritul simbolului chimic mai apare o liter mic, scris ntre paranteze (pentru a nu fi confundat cu simbolurile chimice), care reprezint varianta naional a mrcii, derivat din varianta de baz. Exemple: EN AB-AlSi12(a) EN AC-AlMg3(b). In cazul simbolizrii aluminiului turnat n piese dup literele EN, AC, liniu i simbolul chimic al aluminiului urmeaz procentul de puritate al acestuia exprimat prin una sau mai multe zecimale (dup necesiti). Exemple: EN AC-Al99,99 Simbolizarea aluminiului i aliajelor de aluminiu turnate n piese poate fi completat cu o liter (majuscul) care indic procedeul de turnare, i anume: - D turnare sub presiune; - K turnare n lingotier sau n form permanent; - L turnare n form fuzibil (pierdut); - S turnare n forme din amestec de formare. Exemple: EN AC-42000K

    Simbolizarea strilor metalurgice ale aluminiului i aliajelor de aluminiu turnate n piese se face conform standardului SR EN 1706:2010, simbolul acestor stri urmnd dup simbolul aliajului.

    Simbolizarea strilor metalurgice de baz se realizeaz prin litere; dac sunt necesare mai multe subdiviziuni ale strilor de baz, acestea sunt indicate prin mai una sau mai multe cifre care urmeaz literei strii de baz.

    Literele ce indic strile metalurgice de baz sunt: - F brut turnat; - O recopt; - T1 rcire controlat dup turnare i mbtrnire natural; - T4 tratament termic de punere n soluie i mbtrnire natural; - T5 rcire controlat dup turnare i mbtrnire artificial sau suprambtrnire; - T6 tratament termic de punere n soluie i mbtrnire artificial complet; - T64 tratament termic de punere n soluie i submbtrnire; - T7 tratament termic de punere n soluie i suprambtrnire/stabilizare. Exemple: EN AC-42100KT6.

  • 15

    Bibliografie

    1. Bncescu, N., Dulucheanu, C., Materiale i tehnologii, vol.I, Editura Didactic i

    Pedagogic, R.A., Bucureti, 2004. 2. Bibu, M., Metalografia aliajelor feroase i neferoase, Editura Universitii Lucian Blaga, Sibiu, 2000. 3. Bolundu, I.L. tiina i ingineria materialelor, Editura Tehnic Info, Chiinu, 2010.

    4. Ciucescu, D., tiina i ingineria materialelor, Editura Didactic i Pedagogic, R.A., Bucureti, 2006. 5. Colan, H., s.a., Studiul metalelor, E.D.P., Bucureti, 1968. 6. Gdea, S., Protopopescu, M., Aliaje neferoase, Editura Tehnic, Bucureti, 1965. 7. Gdea, S., Geru, N., s.a., Metalografie, E.D.P., Bucureti, 1974. 8. Geru, N., Metalurgie fizic, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1981.

    9. Geru, N., s.a., Materiale metalice. Structur, proprieti, utilizri, Editura Tehnic, Bucureti, 1985. 10. Gramaticu, M., Bncescu, N., Dulucheanu, C., Metalografia metalelor i aliajelor neferoase, Universitatea tefan cel Mare Suceava, 1994. 11. Protopopescu, H., Metalografie i tratamente termice, E.D.P., Bucureti, 1983. 12. Rdulescu, M., Studiul metalelor, E.D.P., Bucureti, 1982. 13. erban, V.A., Rdu, A., tiina i ingineria materialelor, Editura Politehnica, Timioara, 2012. 14. ontea, S., s.a., Metale i aliaje neferoase de turntorie, Editura Scrisul romnesc, Craiova, 1981. 15. Truculescu M., Huiu, Gh., Materialotehnica. Metale i aliaje neferoase, (vol.IV), Editura Politehnica, Timioara, 2009. 16. * * *, Tratat de tiina i ingineria materialelor metalice, vol.3. Metale. Aliaje. Materiale speciale. Materiale compozite, AGIR, Bucureti, 2009. 17. * * *, SR EN 515:1994, Aluminiul i aliaje de aluminiu. Produse deformabile. Simbolizarea strilor. 18. * * *, SR EN 573-1:2005, Aluminiul i aliaje de aluminiu. Compoziia chimic i forma produselor obinute prin deformare plastic. Partea 1: Sistem numeric de simbolizare. 19. * * *, SR EN 573-2:1995, Aluminiul i aliaje de aluminiu. Compoziia chimic i forma produselor obinute prin deformare plastic. Partea 2: Sistem de simbolizare bazat pe simboluri chimice. 20. * * *, SR EN 1706:2010, Aluminiul i aliaje de aluminiu. Compoziia chimic i caracteristici mecanice. 21. * * *, SR EN 1780-1:2003, Aluminiul i aliaje de aluminiu. Aluminiu i aliaje de aluminiu. Simbolizarea lingourilor de aluminiu aliat pentru retopire, a prealiajelor i a pieselor turnate. Partea1: Sistem numeric de simbolizare. 22. * * *, SR EN 1780-2:2003, Aluminiul i aliaje de aluminiu. Aluminiu i aliaje de aluminiu. Simbolizarea lingourilor de aluminiu aliat pentru retopire, a prealiajelor i a pieselor turnate. Partea2: Sistem de simbolizare bazat pe simboluri chimice.