17 października 2021


Według wielu technologów pęknięcia w stopach aluminium zależą głównie od składu chemicznego spoiny. Na podstawie wykresów fazowych, przedstawionych na rysunku 2 (a ściślej ujmując: zakresów krzepnięcia metalu, które na rysunku oznaczone są kolorem błękitnym), można odnaleźć zależność wrażliwości na pęknięcia krystalizacyjne od składu chemicznego dla pojedynczych składników stopowych. Jak wynika z zależności przedstawionych na rysunku 1 dla każdego pierwiastka stopowego istnieje zawartość o maksymalnej skłonności do pęknięć. 


Ryszard Jastrzębski, Wojciech Zieliński, 
Grzegorz Cios, Leszek Gardyński, Michał Adamiak

rys1spaw
Rys. 1  Wpływ zawartości pierwiastków stopowych na wrażliwość na pęknięcia na gorąco /3/

W stopach aluminium największy obszar dobrej spawalności mają stopy krzemu i magnezowo-krzemowe, a najmniejszy stopy litu.  Wynika z tego, że dodając krzemu do stopu poprawiamy własności spawalnicze. W tym tkwi sens stosowania stopiwa krzemowego do naprawy pęknięć konstrukcji ze stopów aluminium. Jak wynika z rysunku 2 w zależności od pierwiastków stopowych zmienia się temperatura krystalizacji i im szerszy jest zakres tej temperatury, tym łatwiej powstają pęknięcia (im więcej pierwiastków stopowych, tym większa skłonność do pęknięć krystalizacyjnych).

rys2spaw
Rys. 2  Wykresy przemian fazowych dla typowych stopów aluminium:
1. Czyste Al przerobione plastycznie (odlew z czystego Al.), 
2. Al Mg 4,5 Mn 0,7 po przeróbce plastycznej, 
3. AlCu4 Stop umocniony wydzieleniowo, 
4. Silumin podeutektyczny 
5. Silumin eutektyczny, 
6. Silumin nadeutektyczny po modyfikazji
 
Na rysunku 2 wykreślono uniwersalny wykres przemian fazowych, ponumerowano punkty i w tabelce – dla stopów aluminium z krzemem, miedzią, magnezem, cynkiem, manganem i litem – podano składy chemiczne i temperatury poszczególnych punktów. Zakres, w którym nie wydziela się pierwiastek stopowy (zmiana rozpuszczalności z temperaturą) oznaczono jako stopy do obróbki plastycznej, a zakres, w którym  pojawia się krzywa BC zmiennej rozpuszczalności pierwiastka stopowego, oznaczono jako stopy do umocnienia wydzieleniowego; na prawo od tego zakresu zaznaczono stopy odlewnicze: podeutektyczne i nadeutektyczne. Zaznaczono też linię krzepnięcia nierównowagowego. Liniami pionowymi zaznaczono typowe stopy w oznaczeniu europejskim.
Stop 5182 zawiera ok 5% Mg, a więc jest dobrze spawalny, ze względu na fakt, że największa wrażliwość na pęknięcia podczas krzepnięcia dla stopów z magnezem przypada na 1-2% Mg. Własności mechaniczne stopu są gorsze od durali, jednak lepsze od stopu 4043.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (66) marzec 2013