Könnyűfémek Sűrűségük < 4,5 kg/dm3 Legfontosabb könnyűfémek: Alumínium Magnézium Titán

Alumínium tulajdonságai Alumínium ötvözetei Alumínium hőkezelése Alumínium gyártás Timföldgyártás Alumíniumkohászat Alumínium tulajdonságai Alumínium ötvözetei Alumínium hőkezelése Egyéb könnyűfémek (Mg, Ti) és ötvözeteik

Alumínium és ötvözetei

Az alumínium gyártás folyamatai Érc: bauxit Ebből hidrometallurgiai és pirometallurgiai eljárással timföldet (Al2O3) állítanak elő A timföld elektrolízisével (elektrometallurgiai eljárással) választják le az alumíniumot

A bauxit feldolgozás folyamatai Bauxit előkészítés: őrlés, vizes mosás (tisztítás), szárítás Bauxit feldolgozás: Nátronlúgos kezelés 180-250 Co-on, ekkor nátriumaluminát keletkezik - NaAl(OH)4 Vörösiszap leválasztás Hűlés után kristályos alumíniumhidroxid – Al(OH)3 keletkezik Ezt 1200-1300 Co-on izzítva kapják a timföldet – Al2O3

A bauxit feldolgozás folyamatai

A bauxit feldolgozás folyamatai Aluminátlug Al(OH)3 Timföld

Alumínium kohászat (1) Cél: timföldből színalumínium előállítása Folyamat: elektrolízis katód: grafit bélésű kád, anód: grafit rúd, elektrolit: maga a betét Betét: kriolit (Na3AlF6) + 6…8% Al2O3

Alumínium kohászat (2) Technológiai paraméterek: Kiválások: Hőmérséklet: 950-980 Co Egyenáram: U=4…5 V; I= 50…250 kA Kiválások: Katódbélésen az alumínium olvadék Grafit anódon az oxigén (erős fogyás) Csapolás időszakosan (98,5…99,5% Al)

Alumínium kohászat (3)

Alumínium kohászat (4) Anyagmérleg: Energia igény: 4 t bauxit 2 t timföld 1 t alumínium Energia igény: 15.000 kWh/ 1 t kohóalumínium 20.000 kWh/ 1 t finomított alumínium

Alumínium termékek Öntvények Rudak, csövek, idomok, huzalok (folyatás, húzás) Lemez, szalag, fólia (hengerlés) Alakos munkadarabok (kovácsolás, folyatás, lemezalakítások)

Alumínium tulajdonságai Könnyűfém r = 2,7 kg/dm3 Jól alakítható és megmunkálható Kiváló villamos és hővezető Korrózióálló Kis szilárdságú, nagy nyúlású

Alumíniumötvözetek Fő ötvözőelemek: Cu, Mg, Si Az ötvözőelemek az alumíniummal korlátozott szilárd oldatot alkotnak, növelik a szilárdságot, csökkentik a vezetőképességet és az olvadáspontot, és esetenként a korrózióállóságot is. (pl. Cu vagy a Fe)

Alumíniumötvözetek Az alumíniumötvözetek jellemzői: nagy szilárdság jó korrózióállóság jó feldolgozhatóság (alakíthatóság, önthetőség, hegeszthetőség, forgácsolhatóság)

Alumíniumötvözetek Az alumínium ötvözetek csoportosítása (a feldolgozhatóság szempontjából): Alakítható alumíniumötvözetek Öntészeti alumíniumötvözetek Mindkét csoportban találunk kiválásosan keményíthető (nemesíthető) illetve nem nemesíthető ötvözeteket. A nem hőkezelhető ötvözetek szilárdsága csak hidegalakítással növelhető

Alakítható alumíniumötvözetek Az alakítható ötvözetek az ötvöző-elemekből kevesebbet tartalmaznak és többnyire szilárd oldat szerkezetűek.. A Mg 0,5-5,5 %-ban gyakran alkalmazott. A mechanikai tulajdonságok pl. a folyáshatár alakítással hatásosan növelhető. Felhasználás: szerkezeti elemek, gép-elemek

Öntészeti alumínium ötvözetek Többségük Al-Cu, Al-Si, Al-Mg ötvözet. Összetételük közel van az eutektikus összetételhez, ezért kiváló öntészeti tulajdonságokkal rendelkezik Az Al-Si ötvözetek kiválóan önthetők. Külön említésre érdemel pl. az AlSi12CuNi, amely motoröntvények anyaga (pl. hengerfej, motorblokk stb.)

Alumíniumötvözetek hőkezelése Hidegen alakított ötvözetek lágyítása A kezelés az előzetes alakítás mértékétől függően 300-350 C-on történik, hatására az alakíthatóság nő, a keménység csökken. Nemesítés Első lépésben oldatba visszük az ötvözőt, majd gyors hűtéssel megakadályozzuk a kiválást. A túltelített szilárdoldatból a vegyület az öregbítés során nagyon finom formában válik ki

Alumíniumötvözetek hőkezelése

Nemesítés folyamata

Magnézium Előállítás: Tulajdonságai: Alkalmazás: Érceiből Tengervízből Könnyű (1,8 kg/m3) Alacsony szilárdságú Jó hő és elektromos vezető Gyúlékony Alkalmazás: Pirotechnika Dezoxidálószer

Magnézium ötvözetek Alakítható Mg ötv. Önthető Mg ötv. Ötvözői: Mn, Al, Zn Alkalmazás: lemezek, rudak, csövek, profilok Önthető Mg ötv. Nagy szilárdságú Jó siklóképesség Alkalmazás: motoralkatrészek, keréktárcsák, (könnyű alkatrészek)

Titán Tulajdonságai: Felhasználás: magas olvadáspont (1668°C) szilárdsága acélhoz hasonló korrózióálló sűrűsége r = 4,5 kg/dm3 Felhasználás: ötvözőként (szerszámacélok) egészségügy (implantáció)

Titán ötvözetek Fő ötvözői: Al, Sn, V Tulajdonságaik: magas szilárdság, melegszilárdság (500-550 °C), korrózióállóság Felhasználás: könnyűszerkezetes építés repülés, űrhajózás