Mis on alumiiniumisulam?
Alumiiniumsulam on keemiline koostis, milles puhtale alumiiniumile on lisatud teisi elemente, et parandada selle omadusi, eelkõige tugevust. Nende teiste elementide hulka kuuluvad raud, räni, vask, magneesium, mangaan ja tsink tasemetes, mis kokku võivad moodustada kuni 15 protsenti sulami massist. Sulamitele omistatakse neljakohaline number, mille esimene number tähistab üldist klassi või seeriat, mida iseloomustavad selle peamised legeerelemendid.
Puhas alumiinium
1xxx seeria
1xxx seeria sulamid koosnevad 99% või kõrgema puhtusastmega alumiiniumist. Sellel seerial on suurepärane korrosioonikindlus, suurepärane töödeldavus ning kõrge soojus- ja elektrijuhtivus. Seetõttu kasutatakse 1xxx seeriat tavaliselt ülekande- või elektrivõrguliinide jaoks. Selle seeria tavalised sulamite tähistused on 1350 elektrirakenduste jaoks ja 1100 toidupakendialuste jaoks.
Kuumtöödeldavad sulamid
Mõnda sulamit tugevdatakse lahuse kuumtöötlemise ja seejärel karastamise ehk kiire jahutamise teel. Kuumtöötlemisel kuumutatakse tahket, legeeritud metalli teatud temperatuurini. Sulami elemendid, mida nimetatakse lahustunud aineks, jaotuvad alumiiniumiga homogeenselt, viies need tahkesse lahusesse. Seejärel karastatakse ehk jahutatakse metall kiiresti, mis külmutab lahustunud aine aatomid oma kohale. Lahustunud aine aatomid ühinevad peeneks saendiks. See toimub toatemperatuuril, mida nimetatakse loomulikuks vananemiseks, või madala temperatuuriga ahjus, mida nimetatakse kunstlikuks vananemiseks.
2xxx seeria
2xxx seerias kasutatakse peamise legeerelemendina vaske ja seda saab lahuses kuumtöötlemise abil oluliselt tugevdada. Nendel sulamitel on hea kombinatsioon suurest tugevusest ja sitkusest, kuid neil pole nii palju atmosfääri korrosioonikindlust kui paljudel teistel alumiiniumisulamitel. Seetõttu on need sulamid sellisteks otstarveteks tavaliselt värvitud või plakeeritud. Tavaliselt plakeeritakse need kõrge puhtusastmega sulami või 6xxx seeria sulamiga, et tagada suurem korrosioonikindlus. Sulam 2024 on ehk kõige tuntum lennukisulam.
6xxx seeria
6xxx seeria sulamid on mitmekülgsed, kuumtöödeldavad, hästi vormitavad, keevitatavad ning neil on mõõdukalt kõrge tugevus ja suurepärane korrosioonikindlus. Selle seeria sulamid sisaldavad räni ja magneesiumi, et moodustada sulamis magneesiumsilitsiidi. 6xxx seeria ekstrusioontooted on esimene valik arhitektuuriliste ja konstruktsiooniliste rakenduste jaoks. Sulam 6061 on selle seeria kõige laialdasemalt kasutatav sulam ja seda kasutatakse sageli veoautode ja meresõidukite raamides. Lisaks on mõned telefonikorpused valmistatud 6xxx seeria sulamist.
7xxx seeria
Tsink on selle seeria peamine legeeriv aine ja kui magneesiumi lisatakse väiksemas koguses, on tulemuseks kuumtöödeldav, väga suure tugevusega sulam. Väikestes kogustes võib lisada ka teisi elemente, näiteks vaske ja kroomi. Kõige tuntumad sulamid on 7050 ja 7075, mida kasutatakse laialdaselt lennukitööstuses.
Mittekuumtöödeldavad sulamid
Kuumtöötlemata sulameid tugevdatakse külmtöötlemise teel. Külmtöötlemist tehakse valtsimis- või sepistamismeetodite ajal ja see on metalli "töötlemine" selle tugevamaks muutmiseks. Näiteks alumiiniumi õhemaks valtsimisel muutub see tugevamaks. Selle põhjuseks on see, et külmtöötlemise käigus tekivad struktuuris dislokatsioonid ja vakantsid, mis omakorda takistavad aatomite liikumist üksteise suhtes. See suurendab metalli tugevust. Legeerivad elemendid, näiteks magneesium, võimendavad seda efekti, mille tulemuseks on veelgi suurem tugevus.
3xxx seeria
Mangaan on selle seeria peamine legeerelement, millele sageli lisatakse väiksemaid koguseid magneesiumi. Alumiiniumile saab aga tõhusalt lisada vaid piiratud protsendi mangaani. 3003 on populaarne sulam üldiseks otstarbeks, kuna sellel on mõõdukas tugevus ja hea töödeldavus ning seda saab kasutada sellistes rakendustes nagu soojusvahetid ja köögitarbed. Sulamit 3004 ja selle modifikatsioone kasutatakse alumiiniumist joogipurkide korpustes.
4xxx seeria
4xxx seeria sulamid kombineeritakse räniga, mida saab lisada piisavas koguses, et alandada alumiiniumi sulamistemperatuuri ilma haprust tekitamata. Seetõttu toodab 4xxx seeria suurepäraseid keevitustraate ja kõvajoodisesulameid kohtades, kus on vaja madalamat sulamistemperatuuri. Sulam 4043 on üks enimkasutatavaid täitesulameid 6xxx seeria sulamite keevitamiseks konstruktsioonides ja autotööstuses.
5xxx seeria
Magneesium on 5xxx seeria peamine legeeriv aine ning üks tõhusamaid ja laialdasemalt kasutatavaid alumiiniumi legeerelemente. Selle seeria sulamitel on mõõdukad kuni kõrged tugevusomadused, samuti hea keevitatavus ja korrosioonikindlus merekeskkonnas. Seetõttu kasutatakse alumiinium-magneesiumisulameid laialdaselt ehituses, mahutites, surveanumates ja merenduses. Levinud sulamite rakenduste näideteks on: 5052 elektroonikas, 5083 merenduses, anodeeritud 5005 lehed arhitektuurirakendustes ja 5182 alumiiniumist joogipurkide kaante valmistamiseks.
