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

Az előadások a következő témára: "Könnyűfémek Sűrűségük < 4,5 kg/dm3 Legfontosabb könnyűfémek:"— Előadás másolata:

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

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

3 Alumínium és ötvözetei

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

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

6 A bauxit feldolgozás folyamatai

7 A bauxit feldolgozás folyamatai
Aluminátlug Al(OH)3 Timföld

8 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

9 Alumínium kohászat (2) Technológiai paraméterek: Kiválások:
Hőmérséklet: 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)

10 Alumínium kohászat (3)

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

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

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

14 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)

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

16 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

17 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

18 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.)

19 Alumíniumötvözetek hőkezelése
Hidegen alakított ötvözetek lágyítása A kezelés az előzetes alakítás mértékétől függően 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

20 Alumíniumötvözetek hőkezelése

21 Nemesítés folyamata

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

23 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)

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

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