Metalliska material

Av Anders Sundman utg 1

I en metallsmälta av ren metall som stelnar bildas små enhetsceller i allmänhet små kuber, i vilka metallens atomer är regelbundet ordnade. Kub läggs till kub vid stelnandet och aggregat av fast metall växer upp. Då de sista resterna av smältan stelnar, möts aggregaten av korngränser. (medeldiametern) av kornen hos vanliga legeringar är av storlek 10 x 50 µm.

Ett finkornigt material har bättre egenskaper "metalliska" än ett grovkornigt. Sträckgränsen höjs och utmattnings hållfastheten förbättras. Vid värmebehandling vid hög temperatur och tid sker en tillväxt i de större kornen på de mindres bekostnad och kornstorleken växer, därigenom kan de mekaniska egenskaperna försämras.

Kristall struktur.

Metaller är uppbyggda av atomer, dessa är ordnade i ett speciellt mönster , ett gitter mönster. Gitter är fyllt med atomer som utgör metallens "kristall struktur". Atomavståndet är mycket litet, de mäts i ångströms enheter Å. 1Å=0,0000001 mm, eller att en 1Å=0,001µm = 10^.9 "manometer", Å=01gm

Olika metaller har olika kristallstrukturer men strukturtyperna är få. I järn vid rums temperatur är atomerna ordnade i kuber med en atom i varje hörn och en atom i kubens centrum. Kuberna i järn har en kantlinje "a" längden 2,87 Å. Kristallstrukturen vid låga temperaturer hos järn kallas RymdCetrerat Kubisk eller bcc

" bodycentrerat cubic" Denna beteckning karakteriserar metaller och legeringar med denna strukturtyp. Andra bcc-metaller är t,ex krom, molybden och Wolfram.

De flesta metaller har atomerna ordnade i en Ytcentrerat Kubisk Struktur på engelska "Face centered cubic" fcc. T,ex koppar, nickel, aluminium och guld. I nickel är kubens längd "a" lika med 3,57 Å.

Järn vid höga temperaturer har också fcc-struktur. Det förhållandet att järn har olika kristallstrukturer vid låg / hög temperatur utgör grunden för bl.a. stålets härdning.

Några enstaka metaller som zink, magnesium och titan har också en Hexagonal Struktur "hexagonal close packed" ( hcp struktur). En metall kristallstruktur har stor betydelse för dess mekaniska egenskaper. I kubiska kan glidningar ske i diagonal planen. De är lätta att kallvalsa, dra och extrudera. Hexagonala metaller saknar diagonal plan och är korta vid kallbearbetning.

Legerings uppbyggnad.

När två eller flera komponenter bildas en fast legering så uppstår antingen en eller flera fasta lösningar eller intermediära faser.

Fasta lösningar- Tillhör alla atomer och har samma gittertyp i grund gitter. T.ex. rymdcentrerat, kubiska gitter.

- Atomer som bildar grundgittret kallas värdeatomer.

- Atomer som är inkommande i grundgittret kallas främmande atomer.

Det kan även finnas främmande atomer som kan bestå av nickel eller kol. Man skiljer mellan två typer av främmande atomer.

- Substitutionsatomer (Substituera=ersätta med). Den främmande atomen ersätter en atom i värdeatomens gitter. Detta kan ske om de främmande atomerna och värde atomerna har ungefärlig lika storlek.

- Interstitiella atomer (Interstitial=mellanrums) Den främmande atomen intar en plats mellan värdeatomerna i gitter, vilket kan uppstå om den främmande atomen är liten i förhållande till värdeatomen. Ex kol "liten" och järn "stor"

Legerings bildning.

En metall innehåller föroreningar eller avsiktligt tillsatta legeringsämnen Föroreningar och legeringsämnen kan tas upp av basmetallen på olika sätt.

Fasta lösningars i legeringsbildning.

Det tillförda ämnets kan gå in på ordinarie platser i bas metallens gitter "Utbyteslösning eller Substitutlösning" Detta bildas när bas metallen och legeringens ämnen har atomer med någorlunda lika storlek. Om det tillförda ämnets atomer är av mindre storlek kan de inte göra anspråk på ordinarie gitterplatser. I stället går de in i mellan basmetallens atomer som interstitaler, i en fast lösning bildas det en form av mellanrumslösning eller interstititell lösning. I stål utgör dessa ämnen av kol, kväve och väte som är de viktigaste interstitialerna.

Intermediära faser i legerings bildning.

Om det tillförda ämnets atomer har fel storlek i förhållande till basmetallens atomer så kan varken substitutions-eller mellanrums lösning bildas. Då bildas det sk intermediära faser (egna korn). Vilka basmetallens och legerings metallen ingår. T,ex koppar smälter ihop med zink bildas det en fast lösning av zink i koppar, a mässing, så länge zinkhalten ej är alltför hög. Överstiger zinkhalten 38 % så kan inte koppar lösa hela zink kvantiteten genom substitution. Istället bildas det en ny Fas, nya korn av CuZn, kallad b, och legeringen blir en

a / b mässing.

Om koppar smälts ihop med tenn , bestäms legerings bildningen av det förhållande att tenn har större atom radie än koppar. Flera olika Cu Sn- faser bildas. Denna armering förklarar att mjuk koppar och ännu mjukare tenn tillsammans bildar hård brons

Vissa tillförda ämnens atomer har stor benägenhet att bilda kemiska föreningar med bas metallen eller med andra legerings- eller förorenings ämnen. I kolstål t,ex förekommer kol som förening järnkarbid, cementit, Fe₃C

Stål, Olegerat och Låglegerat.

Kolstål är smidbara järn-kol-legeringar, med några 100 delars procent till 1,7 procent. I praktiken är maximala kolhalten 1,1-1,3 %. Högsta kolhalten i Svenska Standard är verktygs stålet 1880 med 0,95-1,20 % kol.

Kolhalten bestämmer kolstålets viktigaste egenskaper T.ex. hållfasthet före och efter härdning samt seghet och formbarhet. Kolstål innehåller även mangan och mycket låga halter av fosfor och svavel. Till kolstål räknas även de olegerade automatstålen med tillsatser av skärbarhetsfrämjande ämnen främst då svavel och bly.

Det syre som finns i smältan före gjutning borgår vid stelningen som Co-bas, om stålet stelnar otäta vid ståltillverkningen binds alltid syre genom desoxidation med kisel och / eller aluminium, stålet stelnar då tätat.

I otäta stål är Si-halten 0 i tätat stål är den ca 0,20-0,30 % med låglegerat stål avses stål med en sammanlagd legeringshalt av högst 6%. Hit hör legerade konstruktionstål för värmebehandling, de manganlegerade och de legerade fjäderstålen.

Strukturformer i stål .

Rent järn har vid rumstemperatur bcc-struktur. Järn med denna struktur kallas ferit. Motsvarande stållegering är feritiska. Vid hög temperatur omkristalliseras järnet till fcc-struktur, austenit. Järn eller stållegeringar med fcc-struktur kallas austenitiska. Rostfritt 1/8 stål hör till austenitiska även vid rumstemperatur. Skillnaden mellan ferit och austenit är att austenit kan lösa betydande mängder kol som mellanrumslösning, medan ferit har praktisk taget ingen löslighet för kol. Detta förhållande och är grundläggande för stålets sammansättning .

Vid rumstemperatur förekommer kol i stål som järn karbid cementit Fe₃C. I cementiten förekommer det också mangan (Mn) .former, för cementiten skrivs (Fe, Mn)₃C. I dessa korn ligger cementiten som skivor "lameller" De verkar "armerande" och bidrar till hårdheten och till deformations-hårdnadet viss kallbearbetning. Vid en högre kolhalt desto fler cementit lameller och en större hårdhet och deformations-hårdnande. De korn som utgörs av cementitet / lameller i en grundmassa av ferit kallas perlit. I Cementiten är kol halten 6,7% och i perliten 0,8%. feriten C-halt är praktisk taget noll.

Avspänningsglödgning.

Efter olika typer av formning och bearbetning.

- Kallvalsning.

- Bockning.

- Fjäderlindning.

- Svarvning, borrning, fräsning.

- Svetsning.

Kvarstår spänningen inne i materialet eller i de bearbetade ytorna.

Inbyggda dragspänningar, försämrar komponenternas mekaniska egenskaper. Såsom utmattnings hållfastheten, spännings korrosion hos legeringar. Inre spänningar avlägsnas eller reduceras med en avspännings glidning. Det är viktigt att temperaturen anpassas till komponenternas funktion om dess sträckgräns vid rumstemperatur är av stor betydelse. Man får välja en temperatur som är en kompromiss mellan en utlösning av inre spänningar och bevarande sträckgräns vid rumstemperatur.

Härdning av Stål.

(Strukturformen bainit)

Då austenit med upplöst kol omvandlas vid temperatur mellan 727-550 ⁰C bildas perlit. Om underkyld austenit omvandlas vid en temperatur under 550 ⁰C bildas bainit. Den är liksom perliten en blandning av ferlit och cementit. Bildnings mekaniskmen är dock annorlunda och egenskaperna är olika.

(strukturformen martensit)

Om austenit kyls tillräckligt fort undertrycks både perlit och bainit bildningen. Austeniten övergår i martensit. Karrakteristikt för martensit bildning är att,

- Det kol som varit löst i austeniten stannar tvångslöst i den bildande rymdcentrerade tetragonala martensiten. Martensiten är hård och hårdheten ökar med ökande kolhalt.

- Martensiten ärver också austenitens legeringssammansättning.

- Martensit bildning sker snabbt och diffusionlöst d,v,s utan atomvandringar.

- Martensit bildningar startar vid en för varje stål karakteristisk temperatur Ms och fullbordas vid en lägre karakteristisk temperatur Mf.

Ms-temperatur är låg ca 200 ⁰C för kolhaltiga stål och hög ca 400 ⁰C för låghaltiga kol stål.

Om stålet kyls snabbt till en temperatur under Ms men över Mf omvandlas endast en del av austeniten till martensit. Resten kvarstår som restaustenit.

Metallografi.

Metall- Grundämne-elektrisk konduktivitet-värmeledningsförmåga-ogenomskinnlig-glans-seghet.

Ex järn, koppar, arsenik men ej kol.

Legering- Fast eller flytande lösning eller en förening innehållande minst en metall i vetenskaplig betydelse med metalliska egenskaper.

Ex Rostfrittstål eller mässing.

Flytande tillstånd- Då de har en inbördes sammanhang och är oordnade.

Fast tillstånd- Då de har en inbördes sammanhang och är ordnade efter ett visst mönster, ett gitter mönster.

Gränsyta- Korngräns.

Punkt där metallen växer ut- Kärna.

Övergång till Oordnade till Ordnade tillstånd- Sker under värmeavgivning.

Det finns tre gitter typer i de rena metallerna-

Rymcentrerade kubiska gitter, en atom i varje hörn och en i kubens centrum- bcc (BodyCentreredCubic).

Ytcentrerade kubiska gitter, med en atom i varje hörn och en på vardera av kubens sex sidor-fcc (FaceCentrered Cubic).

Hexagonala gitter- hcp (HexagonalClosePacked).

Koppar och kopparlegeringar

Koppar innehåller som ren koppar 99,85% Cu och som låglegerad 97,5%

Kopar förekommer i naturen i allmämhet bunden till svavel. De vanligaste kopparmalmerna är kopparkis och kopparglans.

Råkoppar (98-99&Cu) smälts och raffineras smälts och raffineras genom luftinblåsning och spolning, ofta med naturgas eller ammoniak. Huvudparten av föroreningarna oxideras bort, och man får raffinadkoppar (min. 99,85%Cu) som i huvudsak används som utgångs material i den efterföljande elektrolytiska reningsprocessen. Processen elektrolytkoppar ger (min. 99,90% Cu) Det är denna koppar som är vanligast.

Smält processen kan på olika sätt:

- Man smälter i syrehaltig atmosfärf och får ett serehaltigt koppar.

- Man smälter i syrefri atmosfär och får syrefri koppar.

- Man smälter i syrehaltig atmosfär och tillsätter små mängder fosfor som reducerar syret i den syrehaltiga kopparn. Resultatet blir desoxiderad koppar. Den innrehåller några turendels-eller hundradels-procent fosfor, beroende på användning.

Sammansättning och struktur

Den mindre mängd syre som en typ av elektrolytkoppar innehåller (några hundradels procent). Vid rumstemperatur förekommer detta syre i forma av koppar(I)oxid, Cu₂O som i mikroskopet urskiljs som små partiklar. Oxiden inverkar ej nämnvärt på hållfasthetsegenskaperna. Koppar(i)oxid framkallar vätesjuka, om godset glödgas i reducerande atmosfär. Vätet gfrån den reducerande atmosfären diffunderar nämligen in i kopparn och reagerar med koppar(i)oxiden under bildning av vattenånga, som spränger sönder metallen. Man har inte denna olägenhet vid den syrefria eller desoxiderade koppartypen.

Värmebehandling

Den enda värmebehandlingen som förekommer för koppar är mjukglödgning efter kallbearbetning. Denna glödgning som är en rekristallserande glödgning, sker vanligen vid 400-650⁰C. För hög temperatur medför grov kornstorlek med risk för apelsin yta vid efterföljande kallformnning,t.ex. djuppressning.

Koppar & koppar legeringar

Alla vanliga plastisk bearbetade koppar typer är standiserade. Som koppar räknas här även legerad koppar med låga halter legeringsämnen. Exempel på legeringstillsatser är silver, tellur, krom och zirkonium, vilka alla höjer mjukningstemperaturen för kallbearbetat material.

För att höja hållfastheten har utskiljningshärdade tillsatser alltmer börjat användas, i en del fall så stora att materialet inte räknas som koppar utan som kopparlegering. Högst hållfasthet nås med koppar-beryllium, men även koppar-krom och koppar-zirkonium ger hög hållfasthet och dessutom högre ledningsförmåga än koppar koppar-beryllium. Koppar-kisel, s.k. Corsonbrons, har även god fjäderegenskaper (relaxation).

Tabell Nominell sammansättning i procent

Zn Sn Pb Ni Al Mn Fe P Standard SS

Syrehaltigt koppar Min 99,90% Cu									5013
Vanlig a Mässing	37								5150
Smides mässing a/b	39		3						5170
Nickel mässing Nysilver (alpacka)	23			12		0,2			5243
Fosforbrons		6						0,2	5428
Aluminiumbrons plastisk legering				5	10		5		5716
Kopparnickel				10		0,7	1,5		5667

Mässing

Mässing är benämningen på kopparlegeringar innehållande zink och eventuell ytterligare tillsatser.

Tillverknings metoder

Mässing framställs genom hopsmältning av zink och koppar samt även så kan bly och även andra legeringsämnen förekomma. Av smältan gjutämnen, eller band, som sedan kan valsas på vanligt sätt till t.ex. plåt och band. Vissa mässingsorter är lämpliga för strängpressning i likhet med bl.a koppar och en del aluminiumlegeringar. Det gjutna pressämnet uppvärms till 700-800 ⁰C och inläggs i en hydraulisk press. Sedan pressa materialet plastisk ut genom en matris, varvid erhålls stänger och sektioner allt efter matrisens utformning.

Sammansättning och struktur

Mässing med koppar och zink och eventuellt bly med 55-100% Cu I det fasta tillståndet förekommer två faser inom detta område nämligen a- och b-faserna. Både dessa a- och b-kristaller är bland kristaller. Vid rumstemperatur kan a-fasen hålla lägst ca 62% Cu och b-fasen högst 54% Cu. Mässing 62-54% Cu innehåller en blandning av a- och b-kristaller.

a-mässing med hög kopparhalt (SS-5112 och SS-5114) har egenskaper som påminner om kopparns. Den har låg brottgräns, hög förlängning och är lätt formbar vid rumstemperatur och vid hög tmperatur

a- mässing med låg kopparhalt har även den låg brottgräns samt hög fölängning vid rumstemperatur. Den är liksom mässing med hög kopparhalt lätt att forma både varmt och kallt. b-mässing har brottgräns och låg förlängning vid rumstemperatur. Den är lättare att forma vid hög temperatur än

a-mässing.

a-b-mässing intar en mellanställning mellan a-mässing och b-mässing.

Bearbetning och egenskaper

Mässing avsedd för kallformning, t.ex. djuppressning, bör alltså vara a-mässing. Legeringar med 70-72% Cu (SS-5122) har den bästa formändrings förmågan av alla mässing sorter. Går man över 72% Cu får man legeringar som är obetydlig mindre formbara. Sänker man kopparhalten under 70%, får man legeringen (SS-5150), som är obetydligt sämre formbar.

Går man under 60% Cu kommer man in i a-b-området. Dessa legeringar lämpar sig knappast för kallpressning. Däremot har de rätt hög sträck gräns och brottgräns. Dessa legeringar kan lätt strängpressas och varmsmidas, då de omvandlas till ren b-mässing vid hög temperatur.

Vid kopparhalter under 54% Cu innehåller legeringen enbart b-fas vid rumstemperatur. Den legering är spröd och används ej som konstruktion material.

För standardiserade mässingsorter avsedda för djuppressning, t.ex. (SS-5150), finns det krav på max och min kornstorlek. Max-värdet har satts för risken att det skall uppstå apelsin yta.

Mässing med 63-67% Cu lämpar sig för sandgjutning. Mässing med låg koppar halt (b-rik) kan presgjutas och låtryckgjutas.

Bearbetning med spånskärande verktyg bör vara av a-b-mässing och innehålla bly, som underlättar spånbrytning. Vanligen så väljer man en blyhaltig mässing med ca 58% Cu och 3% Pb (SS-5170), som äger fördelarna att vara relativt billig och att -enligt ovan -kunna strängpressas. Bly är olöslig i a- och b-faserna. Bly bildar alltså en tredje fas. Denna legering har har den bästa skärbarheten av alla tillgängliga material

Korrosionhärdighet

Allmänt sett är mässing något underlägset koppar. Under ogynnsamma förhållanden kan s.k. avzinkning uppstå, vilket innebär att zinken löses ut. Kvar blir då en porös, spröd massa bestående av koppar. Detta kan även ske i vanligt vatten om tiden är lång. En hög zinkhalt i legeringen hatr lättare för denna egenskap. Sålunda är b-mässing känsligare än vad a-mässing är. a-mässing med hög kopparhalt är praktisk taget okänslig. Idag finns avzinkningshärdig mässing för både plastisk formgivning och gjutning (Special mässing).

Kallbearbetad mässing har en viss belägenhet för spänningskorrosion om den den utsätts för fuktig luft innehållande små mängder ammoniak. Efter kallformning så brukar man avlägsna spänningarna genom att värma godset till 250-300 ³C under någon timme. Den höjning av sträckgränsen och brottgräns finns kvar till största delan efter denna värmebehandling.

Mässing är liksom koppar känsliga för erosionkorrosion. Legeringar innehållande aluminium motverkar erosionkorrosion vid a-mässing.

Värmebehandling

Mässing är ej härdbart. Rekristalliserande glödgning (mjukglödgning) efter kallbearbetning asker vid 500-650 ⁰C. Det är viktigt, att man ej glödgar vid hög temperatur (apelsinyta). Värmebehandling efter kallbearbetning för förhindrande spänningskorrosion sker vid 200-300 ⁰C.

Specialmässing

Man kan förbättra både hållfasthet och korrosionhärdigheten hos mässing genom att tillsätta olika legeringsämnen, för att erhålla specialmässing med specifika egenskaper.

Järn, aluminium och mangan ökar hållfastheten och är vanliga tillsatser i de hållfasta mässing legeringar som finns. Tillsatserna förbättrar även nötningshärdigheten, och det finns några mycket nötningshärdiga mässingslegeringar som innehåller kisel.

Aluminium, tenn och arsenik förbättrar korrosionhärduigheten. Aluminium ökar härdigheten mot bl.a. erosionkorrosion-exempel är (SS-5217). Arsenik har förmågan att göra a- fas imun mot avzinkning och ingår därför i flera avzinknings härdiga legeringar. Alumniumhaltig mässing kan ges ett form- minne, vilket innebär att en produkt av legeringstypen kan växla form mellan två olika temperaturer. Legerings typen har även en god dämpade förmåga för s.k stomljud. De olika tillsatserna i special mässing är vanligen lösliga i a- och b-faserna och påverkar mängdförhållandet mellan dessa , i regel så att b-fasen finns vid lägre zinkhalter. Legeringarna är i regel a-b-legeringar eller i något fall rena a- legeringar.

Nickelmässing (nysilver)

Nickel avfärgar mässing så att den gula färgen med ökande nickelhalt övergår i nickels vita färg.

Vanlig nickelmässing innehåller 12 eller 18% ni. Legeringen med de lägre nickelhalterna är något gulvita, emedan de nickelrikare är i ny putsat tillstånd praktisk tagit silvervit

Romanmässing

Legeringen innehåller ca 60% Cu, 39% Zn och 1% Sn. Legeringen är mekanisk starkare än vanlig mässing och mer motståndkraftig mot havsvatten. I den gamla mässing legeringen (Pinsbeck, Pinschback) för tillverkning av prydnadsföremål skiftande zinkhalter mellan 7-15%.

Bronser och rödmetaller

Under den gemensamma benämningen "brons" har man sammanfattat ett antal legeringar, som till största delen består av koppar och som dessutom innehåller mindre mängder andra metaller, såsom Sn eller Sn-Pb eller Al. Cu-Zn-legeringar räknas inte hit. De plastiska bearbetade bronserna är dyrare än mässing, dels därför att de ingående legeringsbeståndsdelarna är dyrare och svårare att varmforma.

Tennbronser

För att plastisk formgivning skall kunna att utföras så får inte legeringen innehålla mer än 10% tenn.

Legeringar med 2% Sn kan varmvalsas, men vid högre tennhalter måste man kallvalsa redan vid götet. Rekristalliserande glödgning (mjukglödgning ) sker vid 600-700 ⁰C. Tennbronser med hög tennhalt har redan i glödgat tillstånd mycket goda hållfasthetegenskaper. Om man jämför kallbearbetad mässing så finner man att sträckgränsen vid bronser är högre än vid mässing. Detta gör att brons är överlägsen vanlig mässing som material till exempel fjädrar. Tennbronser används nästan alltid i kallbearbetat tillstånd. I annat fall så skulle inte deras goda hållfastegenskaper ej kunna utnyttjas.

Korrosionhärdigheten

Korrosionhärdighetn är överlägsen mässingens. Någon korrosionform liknande avzinkning förekommer inte hos brons metallerna och även så sker inte någon spänningskorrosion hos brons.

Gjutlegeringar

Rena tennbronser gjutlegeringar innehåller i allmänhet 10-14% Sn. Legeringen med de högre Sn-halterna brukat i gjutet tillstånd vara försatta med ca 0,25% P. Strukturen är alltid tvåfasig och ojämn med avseende på sammansättningen till följd av segringar.

Jämnför man de gjutna tennbronserna med de plastisk formgivna finner man liksom vid mässing, att de gjutna har betydligt sämre hållfasthetefgenskaper. Särskilt är förlängningen mycket låg. Detta beror dels på Sn-halten är högre, dels på att valsningen bryter ned den grova gjutstrukturen i de plastiska formgivna bronserna och utjämnar de ojämnheter i sammansättningen som uppstår till följd av segringen.

Den mest utmärkande egenskapen hos de gjutna tennbronserna är god slitstyrka.

Vanligaste metoder för att gjuta tennbronser är sandgjutning, kokillgjutning, centrifugalgjutning och stränggjutning.

Blytennbronser och blybronser

Dessa bronser utmärker sig för goda lageregenskaper och bra korrosionhärdighet. Det finns endast en legering som är standardiserad i Sverige det är SS-5640. Blytennbrons har fått en nyrenesans, då de har blivit mer efterfrågade på marknaden som stränggjuten stång och centrifugalgjutet rör där dessa bronser är lämpliga än vad vit metaller är. Anledningen är att risken för inhomogeniter till följd av segringar och utskiljningar är mindre vid dessa bronser än vid vitmetall, då det gäller stränggjutet och centrifugalgjutet gods.

Rödmetaller

Rödmetall defineras som kopparlegering för gjutgods med så hög kopparhalt att legeringen blir rödaktig. Rödmetallerna kan betraktas som tennbronser, vari tennet blir större eller mindre dels ersatt med zink, även bly kan förekomma.

Sn ger högre brottgräns, hårdhet och slitstyrka.

Zn ger högre brottgräns och hårdhet samt i mindre tillsatser bättre gjutbarhet, men försämrar slitstyrkan.

Pb ger bättre lageregenskaper, korrosionegenskaper, trycktäthet (SS-5204) och skärbarhet.

Rödmetallerna änvänds vanligen för sandgjutning, men ibland även för kokillgjutning, centrifugalgjutning och stränggjutning.

Rödmetallerna med hög Sn-halt har med sina egenskaper liknelser med tennbronser och har därför liksom dessa goda slitstyrka och goda lageregenskaper.

Om man jämför rödmetall med gjutmässing, finner man följande fördelar hos rödmetallen: Ingen risk för avzinkning (zinkhalten är låg), mindre sugningar, bättre gjutyta samt i varje fall vid högre Sn-halt, högre sträckgräns och brottgräns.

Aluminiumbrons

Dessa har utmärkande egenskaper för sina goda hållfasthetsegenskaper, slitstyrka, korrosionhärdighet och värmehärdighet. De vanligaste aluminiumbronserna innehåller förutom koppar och aluminium mindre mängder nickel, mangan och järn. Dessa tillsatser höjer brottgränsen, hårdheten och slitstyrkan redanhos det obehandlade materialet, vartill det kommer att göra att samma egenskaper kan förbättras genom utskiljningshärdning. Även så kommer korrosionhärdigheten att förbättras. De rena alumniumbronserna har en tendens till att genom selektiv korrosion (avaluminering).

Legeringen har ungefär samma färg som mässing. Aluminiumbronserna kan både valsas och smidas både varmt och kallt. De kan också gjutas men "suger" mer än vad rödmetallerna gör, formningwen blir därför svår. Däremot så kan den inte lödas vare sig med mjuklod eller hårdlod, då loden inte flyter på aluminiumrika legeringar.

Nickelbronser

De vanligaste nickelbronswer innehåller 10-30% Ni och något Fe resterande Cu. De är ur korrosionpunkt underlägsna monelmetaller, men har dock i jämförelse med t.ex. vanlig mässing och nickelmässing mycket god korrosionhärdighet. Detta gäller särskilt erosionkorrosion i havsvatten. Färgen är rödvit till vit beroende på Ni-halten. Två legeringar är standardiserade SS-5667 och SS-5682. Bl.a de svenska enkronorna är gjorda av nickelbrons med 25% Ni.

Aluminium och aluminiumlegeringar

Aluminiumets har låg vikt och goda korrosionsegenskaper. Metallens densitet är 2,7 g/cm³, vilket är en tredjedel av stålets. Aluminium är, liksom titan och krom, utpräglat passiverbart.

Det passivskiktet är grunden för de goda korrosions egenskaperna. Aluminium är beständigt i ett ganska snävt pH-område kring neutral punkten och har god härdighet mot luftföroreningar och mot saltvatten.

Däremot angrips aluminium häftigt både i starkt sura och i starkt alkaliska lösningar. Ett undantag är salpetersyra, under vars inverkan aluminium upprätthåller och förstärker passivskiktet, vilket förhindrar angrepp.

Aluminium som erhålls vid smält elektrolys av kryolit och därmed löst aluminiumoxid innehåller alltid vissa föroreningar. Normalt så skall aluminium innehålla 99,3-99,8 % Al, men dessa gränser kommer för användningsområdet att överskridas. Genom en elektrolytisk raffinerings metod så kan aluminium framställas med renhetsgrader över 99,99 %. Dessa rena aluminium används främst för reflektorer eller smycken osv.

De förekommande föroreningar hos Al i handelskvalitet är Fe och Si. Fe-halten brukar sällan överskrida 0,5 % och Si-halten ligger vanligtvis under 0,4 %. Både dessa ämnen härstammar från smält elektrolysen använda elektroder. I fast fas är Fe praktisk taget olöslig i Al och Si löslig i ringa grad. Därför kommer de vid stelnande av aluminium smältan att utfalla i strukturen i form av separata faser ( Al₃Fe, Si eller AlFe silicider) och bildar då ett nätverk eller spridda lameller.

Titan kan förekomma i handels aluminium upp till några få hundradels åprocent. Ti är praktisk olöslig i Al. Titan verkar i Al som en kornförfinare, av denna anledning så tillverkas ofta aluminium svetsstavar med en tillsats av några procent tian.

Andra metalliska föroreningar som kan förekomma i aluminium är koppar och zink vilken koppar nedsätter korrosion motståndet hos aluminiumet. I handels aluminium så kommer dessa metall föroreningar aldrig förekomma med mera än några hundradel procent. I aluminium så kan det förekomma inneslutningar av aluminium oxid, flussmedels rester eller andra icke metalliska föroreningar. I Al så kan handels aluminium också innehålla lösta gaser av vätgas.

Konduktiviteten hos aluminium påverkas vanligtvis av följande mängd föroreningar som Cr, V, Mn, Ti och Si vilka är de skadligaste. Vid aluminium som skall verka som en elektrisk ledare så skall därför dessa förorenings halter hållas mycket låga eller så skall kompensation åtgärder utföras.

Vid en för hög Si- halt så kan man eliminera detta med en värmebehandling vid ca 300 ⁰C varigenom konduktiviteten ökas. Med denna värmebehandling så utfälls den fasta lösningen det överskott av Si.

Av föroreningar så är det främst koppar, järn och kisel som försämrar korrosion motståndet. Koppar- halter av några hundradels procent så påstås det att det kan motverka tendensen till att det bildas frätgropar i aluminium vid korrosion angrepp. En koppar tillsats av 0,10-0,20 % påstås minska kornstorleken och tendensen till öron bildning vid drag pressning samt att det förbättrar dragpressbarheten och ytutseendet. I någon mån så kan hållfastheten även också ökas.

Hållfasthet

Egenskaperna för aluminiumets hållfasthet påverkas i hög grad av renheten i aluminium. Sträckgränsen, brottgränsen och hårdheten ökar sålunda under det att brotttöjningen och formbarheten minskar med stigande mängd föroreningar. Hållfastheten avtar hastigt med stigande temperaturer. För att förbättra den förhållandevis låga hållfastheten och hårdheten hos aluminium tillsätts vissa andra metaller, vilket utgör de olika aluminiumlegeringar.

Följande större mängd tillsatser ökar hårdheten och hållfastheten:

Magnesium, koppar, zink och kisel. I mindre mängder så tillsätts även mangan, nickel, krom, titan, järn, bly, vismut eller eventuellt någon annan metall. Av dessa ökar mangan något hållfasatheten och motverkar skadliga inverkan av närvarande järn. Mangan förbättrar liksom krom korrosionmotståndet. Titan verkar starkt kornförfinande. Bly och vismut förbättrar bearbetbarheten med skärade verktyg genom att göra spånen sprödare. Nickel förbättrar varmhållfastheten.

Av tillsatserna löses i aluminium vid rumstemperaturer ca 3 % Mg, ca 3% Zn och ca 0,4 % Cu.

De övriga tillsatserna har så låg löslighet så att de kan betecknas som olösliga i aluminium.

Med kisel, zink, bly och vismut bildar aluminium hårda och spröda intermetalliska föreningar, vilka uppträder som särskilda strukturbeståndelar. Tillsats metaller kan även sinsemellan eller tillsammans med aluminium bilda intermetalliska förengar, som är hårda och spröda.

De tekniska aluminium legeringar har därför i regel en struktur, vilket ingår som en mjuk grundmassa av aluminiumblandkristaller med inlagrade hårda kristalliter av intermetalliska förenigar eller av kisel.

Efter användnings ändamålet brukar man vanligtvis indela aluminium legeringen i två stora huvudgrupper: Plastigt formbara legeringar, avsedda för tillverkning av halvfabrikat genom valsning, sträng pressning, dragnig eller smidning samt gjutgods legeringar avsedda för sand-, kokill- och presstgjutgods.

Tekniska viktiga legering typer och deras användning

Halvfabrikat	Smide	Gjutgods
Al	AlMgSi	AlCuMgNi
AlMn	AlCuMg	AlSi och AlSiMg
AlMg och AlMgMn	AlCuMgNi	AlCu
AlMgSi	AlZnMg (Cu)	AlCuSi (AlSiCu)
AlCuMg
AlZnMg (Cu)

Vanligen så delas dessa in i två grupper: Ej härdbaralegeringar (inkl,s.k. renaluminium) och härdbara legeringar. Bland de ej härdbara legeringarna innehåller s.k. renaluminium järn och kisel upp till en sammnlagd 15. Hållfastheten är låg, särskilt i mjukglödgat tillstånd, men kan ökas genom kallberabetning. Legerings ämnen som höjer hållfastheten ytterligare är mangan och magnesium, som används var för sig eller i en del legeringar tillsammans. Hållfastheten ökar med ökande legerings tillsatsd och kan också ökas genom kallberarbetning. Exempel på ej härdbara legeringar är AW-1050A (Al99,5A),AW-3103 (AlMn1), AW-6063 (AlMg2,5) och AW-5083 (AlMg4,5Mn0,7.

De härdbara legeringarna innehåller legeringsämnen som kan ge utskiljninghärdning. Vanligast legeringar är med magnesium Mg och kiselSi i kombination. Exempel på härdbara legeringar är

AW-6063 (AlMg0,7Si), AW-6082 (AlSiMgMn) och AW-7020 (AlZn4,5Mg1)

Aluminium legeringar-AlMn

Eftersom den enda legeringstillsatsen är en mindre mängd Mn, påverkas grundmetallens fysikaliska egenskaper ganska obetydligt. Detsamma gäller även för korrosion motståndet.

Under vissa förhållande föreligger en tendens till det bildas frätgropar i olegerad aluminium.

AlMn med 1,0-1,5 % Mn, har ca 25 % högre hållfasthet än olegerad aluminium.

Brottöjningen påverkas ej genom Mn tillsats.

Aluminium legeringar- AlMg och AlMgMn

Vid den eutektiska temperaturen dvs 450⁰C så kan Al upptaga ca 15 % Mg i fast lösning.

Lösligheten avtar snabbt med fallande temperatur och är vid rumstemperatur endast några få procent.

De i tekniken mest använda legeringarna innehåller i allmänhet högst ca 7 % Mg.

Men ändå så kan det finnas legeringar med en Mg halt ända upptill 10 %, såväl för halvfabrikat som för gjutgods. I legeringen med hög halt Mg utskiljes vid långsam svalning en av Al och Mg bestående metallförening, som bildar en särskild strukturbeståndsdel.

På det sätt vilket AlMg-föreningen uppträder i strukturen har en stor inverkan på korrosionegenskaperna. Bildar AlMg-föreningen en sammanhängande tunn film längs korngränserna, kan materialet lätt förstöras genom bristning till följd av s.k. spänningskorrosion dvs samverkan mellan rådande spänningstillstånd och ett korroderande medium, t.ex. havsluft.

AlMg-föreningar är nämligen anodisk i förhållande till den av fast lösning bestående grundmassan i strukturen. Sådan urskiljning i form av en tunn sammanhängande film äger rum, om en AlMg legeringen med hög Mg-halt och en homogen struktur under en längre tid uppvärms vid låg temperatrur då redan vid 100 ⁰C, en temperatur som lätt uppnås redan vid direkt solbestrålning.

Detta kan undvikas om det utförs en särskild heterogeniseringsglödgning. AlMg-fasen kommer då att bilda små runda korn, från varandra isolerade korn.

I AlMg-legeringarna förekommer vanligen små tillsatser av Mn,Cr, Sb, Si eller Zn. Mn bildar med Al en intermetallisk förening, vilken löser som förorening ingående Fe och därmed förbättrar korrosion motståndet. Cr anses även förbättra korrosion motståndet. Sb skall förbättra korrosion motståndet hos gjutgodslegeringar genemot havs vatten. Si och Zn används som tillsats i gjutgodslegeringar för att förbättra gjutbarheten.

De nu tekniska använda aluminium legeringar innehållande Mg har halter från 0 upptill 7 % undantagsvis upptill 10% Mg. Vanligen förekommande halter i legeringen för halvfabrikat är ca 0,6, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,6 5 och 5,5% Mg. I legeringar med 2,5% Mg så brukar det ingå 0,25% Cr, i de övriga med över 2% Mg oftast några tiondels Mn.

AlMg-legeringar har anmärkningsvärt gott korrosionsmotstånd. Jämfört med olegerat aluminium uppvisar de bättre motståndskraft gentemot havsatmosfär, havsvatten och svagt alkaliska lösningar men står inte emot svagt sura lösningar. Med stigande Mg-halt i legeringen ökar hållfastheten och hårdheten samt att det minskar brotttöjningen. Även utmattningshållfastheten är bra i denna legering.

Sammanfogning &Ytbehandling samt användning

AlMg-legeringar är lätta att polera samt mycket väl lämpade för elektrolytisk oxidering (anodisering), speciellt gäller detta för legeringar innehållande 2-3& Mg och ingen eller låg Mn-halt. Svetsbarheten är god vid låga halter Mg i legeringen. För att förbättra svetsbarheten så kan lämpligen tillsatser av Si införlivas i legeringen. En sådan legering innehåller ca 3% Mg och ca 1% Si.

Med argon som skyddsgas har bågsvetsning av AlMg-legeringar gjorts lättare att utföra. Denna legering är inte härdbar utan hållfastheten beror på Mg-halten, är svetsningsmöjligheten av speciellt intresse.

Till följd av sin större hårdhet är AlMg-legeringar lättare att bearbeta med skärande verktyg än olegerad aluminium och AlMn-legeringar. Egg vinkeln måste dock i verktygsstålet göras liten och bearbetningshastigheten stor för att erhålla ett bra resultat.

AlMg-legeringar används bl.a för inredningsdetaljer för fartyg, för överbyggnader och inredningar, flygplandelar, transportväsendet, för apparater och kärl inom kemisk industri och för beslag,skyltar och inredningsdetaljer som skall anodiseras. Eftersom nötningsmotståndet är mycket bra så används AlMg-legeringen för t.ex. lastbilsflak och andra konstruktioner detaljer som är utsatta för slitage.

Gjutgods av dessa legeringar får en jämn och vacker yta, bättre än hos någon annan legering typ, varför sådant gods lämpar sig för prydnads föremål och till följd av de bra korrosion motståndet till delar utsatta för havsatmosfär.

Aluminiumkopparmagnesium-legeringar AlCuMg, AlCuMgPb och AlCuMgNi

AlCuMg-legeringar är typiska exempel på härbara aluminium legeringar. Hårdhet och hållfasthet kan åstadkommas hos metalliska material i tre princip skilda sätt.

- plastisk bearbetning

- Legera materialet

- Härdning

Hårdhets ökning genom plastisk deformation

Vid plastisk deformation av en kristall sker en formförändring genom glidning utefter vissa kristallplan . Vid kubisk ytcentrerade metaller som aluminium sker detta efter oktanderplanen varvid planen stegvis förskjuts i förhållande till varandra med ett atomavstånd i taget. Gittrets regelbundna anordning blir återställd efter varje sådant steg, atomerna har endast utbytt grannar. En förutsättning för att detta skall ske är att det förekommer ett fel i gittrets i övrigt regelbundna uppbyggnad, en serie tomma platser eller övertaliga atomer. Det är denna oregelbundenhet som tjänar som en anvisning för glidningen. Vid denna deformation så alstras det nya fel som förvårar fortsatt glidning.

Detta sker i ökad translation, varvid motståndet mot fortsatt deformation tilltar, dvs hårdheten ökar.

Hårdhets ökning genom legering

Om man försätter en ren metall med en legeringstillsats så kan denna antingen upptas i en fast lösning, varvid den ersätts av främmande atomer som ersätter atomerna i grundmetallen på vissa gitter platser, eller substitutionblandkristallbildning eller också bildar tillsatsen ensam eller i förening med grundmetallen en särskild kristall art. Det senare är fallet om tillsatsmetallen är olöslig eller har en begränsad löslighet. En blandkristall har något större hårdhet än den rena metallen, emedan tillsatsmetallens atomer har en storlek som avviker från grund metallens, vilket orsakar en tröghet av glidningen. Bildas det istället en främmande finfördelad kristallart, så försvåras deformationen grundmassan glidning genom att de många nya gränsytorna blockerar glidrörelsen.

En legering får av dessa orsaker större hårdhet och hållfasthet men mindre formbarhet än den rena metallen.

Hårdhets ökning genom härdning

Vid härdning , som är en värmebehandling av endast lämpade legeringar. Gör att aluminium legeringen intar ett strukturtillstånd som inte motsvarar jämvikten. Men som är hållbar vid låg temperatur, och medför ett hinder mot att glidning uppstår vid deformation. Man erhåller därmed en hållfasthet och hårdhets ökning.

Den legeringsammansättning som är vanligt kallas "duralalumin" och hade tilllsatserna 4% Cu, 0,5%mg och 0,5%Mn. Temperaturen för att härda aluminium är 500-548 ⁰C .

För varmåldring så utförs detta vid en temperatrur av 100-200 ^oC under flera dagar. Hårdhetsökningen sker under det att det sker en successiv utskiljningsprocess ur den övermättade fasta lösningen, denna typ av härdning brukas också kallas utskiljnings härdning. Detta får inte ske under en för lång tid, då kommer hårdheten att sjunka på grund av att Al₂Cu kornen tillväxer och motståndet mot translation i grundmassan kristallkorn minskar

Kallåldring sker under det att legeringen lagras, om legeringen innehåller förutom Al och Cu även något Mg. Detta uppstår då koppar atomer koncentreras till vissa plan i Al-gittret, som kommer att deformeras och därför erbjuder ett stort motstånd mot translation.

Sammansättning och struktur

För de härbara AlCuMg-legeringar kallas numera för "dural" namnet "duralalumin" kallas den för Wilm ursprungliga legering med 4%Cu, 0,5%Mg och 0,5%Mn. Sammansättningen hos durallegeringar ligger vanligen inom följande gränser: 3,5-4,7 % Cu, 0,4-1,7% Mg, 0,5-1,3% Mn och resten aluminium, frånsett normalt förekommande föroreningar. I vissa fall så tillsäts Si men den brukar inte överskrida 1%. Även tilllsats av Pb, Ni och fe förekommer i legeringen, som kan betecknas AlCuMgPb och AlCuMgNi.

Koppar är den tillsats som ger härdnings effekten och därför hållfasthetsökningen hos dural. Om inte Cu-halten är anpassad så att vid 500⁰C all Cu kommer att upptas i fast lösning. Innehåller legeringen mera Cu så uppstår den intermetalliska föreningen Al₂Cu som kommer att bilda en särskild strukturbeståndsdel. Denna fas medför knappast ökad hållfasthet men väl minskad brotttöjning, nedsatt formbarhet samt försämrat korrosion motstånd. Genom tillsatser och föroreningar minskas lösligheten för Cu i Al, varför 4-4,5% Cu blir den maximala mängd, som kan upptas i fast lösning.

Tillsatsen av Mg i dural medför att legeringen kallåldrar. I viss mån så ökar även hållfastheten med ökad Mg-halt. Även Fe finns i viss mängd. Om Fe-halten blir allt förhög så minskas lösligheten för Cu i Al märkvärd, vilket kommer att ge ett sämre hårdhet och hållfasthet. En alltför hög Fe-halt bidrar även till att det sker en fördröjning av kallåldringen.

Korrosion motståndet hos dural är sämre än för olegerad aluminium. Oftast så utförs en plätering över dural aluminium med olegerad aluminium över dural. Detta sker med hjälp av varmvalsning. Pläterings tjockleken brukar vara 5% av götets och pläterings plåtarnas sammanlagda tjocklek .

Vid värmebehandling och speciellt vid upplösningbehandling föreligger en stark tendens till att Cu i dural diffunderar in i pläterings materialet, varför en viss försämring av korrosion motståndet försämras. Dural aluminium skall värmebehandlas kortast möjligast tid för att förhindra detta.

Den lämpligaste hopp fogning tekniken för dural är kall nitning då varm nitning kan ge sämre hållfastheten och korrosion motståndet försämras, då det uppstår en viss upphettning vid sammanfogningen.

Bearbetning är hos duras med skärande bearbetning bättre än hos olegerad aluminium, då hårdheten hos dural är högre. Egg vinkeln skall var 45-50^o..Spånet blir dock lång sammanhängande, vilket försvårar bearbetning i automater. Därför har legeringar med spånbrytare tillsatser framstälts AlCuMgPb.

Dural använd inom höghållfast konstruktion,i form av plåt, stång, profil rör, nit, smide mm.

Även konstruktioner inom flygplans industrin så används dural.

Aluminiummagnesiumkisel legeringar, AlMgSi

Vid samtidig närvaro i Al av Mg och Si så kan dess båda sistnämnda bilda en förening Mg₂Si. Denna komponent bildar med Al en legerings serie på samma sätt som varje tillsats metall för sig. Vid den eutektiska temperaturen av 595 ⁰C så kan Al lösa maximalt 1,85%Mg₂Si, vilket motsvara 1,15% Mg och 0,7% Si. Med fallande temperaturer avtar lösligheten hastigt. Vid rumstemepratur så är den mycket låg. Dessa legeringar är härbara med tillsatser av ett överskott av Mg och 0,3-1,0% Mn för att för att öka hållfastheten. Mangan uppgift är mera betydelsefull genom att då binda Fe så att dess skadliga inverkan nedsätts och korrosion motståndet förbättras.

Konduktiviteten hos rena legeringar med låg tillsats av Mg och Si ligger endast ca 10% lägre än hos olegerad aluminium. Hållfastheten kan inte överträffa dural men i gengäld så är korrosion motståndet högre för AlMgSi-legeringar.

Sammanfogning, bearbetning och ytbehandling

Legeringar av typen AlMgSi-typen har god svetsbarhet. Speciellt argon svetsning lämpar sig väl för dessa legeringar. Vid svetsning av härdat material inträder en oundviklig hållfasthetsminskning intill svetsskarven. Hållfastheten minskar till 65-70% av ursprunglig värde. Vid svetsning så försämmras inte korrosion motståndet, som är fallet vid svetsning av dural. Detta har givetvis en stor betydelse för materialets användning i konstruktioner.

AlMgSi är lättare att bearbeta med skärande verktyg i härdat tillstånd än i glödgat. För att möjliggöra bearbetning i automat så kan Pb legeras in i legeringen.

Ur ytbehandling synpunkt så är legeringen lätt att polera och därför lämpad för anodisering.

Användning

Legeringen har en god hållfasthet och ett bra korrosion motstånd därför kommer den att användas som den viktigaste konstruktion aluminiumet i byggnads teknik, inom kommunikation teknik , bussar ,flygplan järnvägs vagnar mm. Inredningar för armatur. AlMgSi-legeringar används då olegerad alumnium AlMn, AlMg och AlMgMn har otillräcklig hållfasthet eller är olämpliga för svår tillverkad strängpressade profiler.

Aluminiummagnesiumlegeringar, AlZnMg och AlZnMgCu

I Al så är lösligheten för Zn högre vid hög temperatur än vid låg, varför förutsättningar för att härda legeringen. Härdning för legeringen används för att öka hållfastheten och tillsätts Mg och även Cu.

I legeringen så kan även Cr tillsättas för att eliminera risken för spännings korrosion i legeringen. Vid frånvaro av Cr i legeringen så erhåller man vid glödgning lik axlade korn med tydliga korn gränser och stora utskiljningar, som rikligt förekommer speciellt vid korn gränserna. Vid Cr-tillsats blir kornen mindre , otydligt avgränsade, oregelbundna och förlängda i valsriktningen. Utskilda partiklar har mindre storlek och är jämnare fördelade än vid Cr-fritt material. Cr-tillsatsen motverkar selektiva utskiljningar i korngränserna och höjer avsevärt rekristallisationtemperaturen. Sammansättningen av den intermidiära fas, som urskiljs i materialet med Cr är inte med säkerhet känd. Det har även gjorts försök med att ersätta Cr med Zr, zV, Mo och W men dessa inverkar inte på att motarbeta spännings korrosion.

Fysikaliska egenskaper

AlZnMg- legeringar har en stark tendens till bristning genom spännings korrosion, men elimineras genom tillsats av Cr. Man brukar vid laboratorier försök visa att bristning till följd av spännings korrosion ej inträder vid påkänning uppgående till 75% av sträckgränsen. I regel borde spänningarna vid praktisk användning inte visa bristningar om den överskrider 50% av sträckgränsen.

Korrosion motståndet hos Cu-fria legeringar typ AlZnMg är vid inverkan av havsvatten avsevärt bättre än hos dural. Genom Cu tillsats som vid AlZnMgCu-typen försämras korrosion motståndet, men är vid varmåldrat likvärt dural i kallåldrat.

Då det gäller plåt material av AlZnMgCr så används praktisk tagit alltid en skyddande plätering. I detta fall utförs pläteringsskiktet av aluminium med en tillsats av 1% Zn för att få en potential differens mellan grundmetall och pläterings skikt.

Hållfasthetegenskaperna

Hos en typisk AlZnMgCu-legering så är denna legering den starkaste av alla aluminium legeringar.

Då de starkaste AlZnMg och AlZnMgCu-legeringar har en mycket dålig formbarhet i härdat tillstånd föreligger hos dem en större känslighet för brottanvisningar än vad är fallet för mera formbara legeringar. För att få bästa hållfasthet gentemot i första hand slagpåkänningar så skall man ge detaljerna av dessa legeringar en utformning, att en eventuell påkäning fördelas såjämt som är möjligt över ett sort område av detaljen. Repor, filmärken, skarpvinkliga övergångar och andra anvisningar skall därför undvikas för dessa legeringar. Värmebehandling av skall inte ske i för hög temperatur eller under en längre tid för inte försämra hållfastheten. Bruklig temperatur kan var 150^oC under 30 minuter utan att riskera att hållfastheten försämras.

Sammanfogning, bearbetning och ytbehandling

Liksom vid dural så är nitningen den viktigaste sammanfogningensmetoden för legeringen.

Legeringen blir efter svetsning lika stark som ursprungliga material om man har kallåldrat legeringen. Legeringen lämpar sig väl för anodisering.

Aluminiumkisellegeringar, AlSi och AlSiMg

AlSi-legeringar används egentligen för tillverkning av gjutgods och för tillsatstråd vid vissa svetsningarbeten. I strukturen hos Alsi-legeringen ingår en grundmassa av Al med något Si i fast lösning, uskild Si samt intermetalliska föreningar innehållande som föroreningar närvarande Fe och eventuella tillsatsmetaller. Fe inverkar skadligt på legeringen, om det förekommer i stor mängd.

I betydande grad motverkar detta genom tillsats av något Mn, varigenom Fe i huvudsak kommer att ingå i en intermetalliska AlMnFe förening.

Legeringar med ett Si innehåll på 12-*13% av ungefär eutektisk sammansättning har fått en vidsträckt användning för gjutgods.

AlSi-legeringar med andra avsikliga tillsatser än Mn och Mg så kan det även förekomma Cu för pressgjutgods men även förr andra slag av gjutgods. Korrosion motståndet hos AlSi-legeringar är vid låga Fe och Cu-halter mycket bra. Vid användning i enbart atmosfäriska förhållanden så kan en mera mäng av både Fe och Cu tillåtas i AlSi-legeringen utan att korrosion motståndet försämras.

Genom härdning så kan de härdbara legeringarna erhålla ett en mycket bra hållfasthet.

Gjutningsegenskaper, svetsbarhet, bearbetning och ytbehandling

AlSi-legeringar kännetecknas av god gjutbarhet med liten krypmån. Lätt flutenhet ökar tendensen att bilda stelning och svalningsprickor minskar med stigande si-halt, så länge den håller sig under den eutektiska sammansättningen. Legeringen är lättflytande ända ned till stelningstemperaturen.

Då det gäller tillverkning av trycktätt gjutgods erhålles mot förmodan mindre mängd porer.

Alla AlSi-legeringar är lätt svetsade, de använd till att svetsa andra aluminiumlegeringar.

AlSi-legeringar är svåra att bearbeta med skärande verktyg. I strukturen ingående hårda Si-partiklar nöter nämligen på skärstålens egg. Dessa partiklar kan lossna lätt och därmed repa ytan och ytan kan få ett trasigt utseende. Ofta händer det vid bearbetning av icke härdade legeringar med en hög Si-halt, medan härdade legeringar ställer lämpar sig bättre.

Tillföljd av den höga Si-halt i legeringen så erhåll vid anodisering av AlSi och AlSiMg-legeringar endast ett svagt utbildat otillräckligt anod skikt. Typ 4212 kan dock anodiseras pgr av att den har lägre Si-halt och innehåller även lite Mn i sin legering.

Beroende på deras lättgjutbarhet, goda hållfastegenskaper och goda korrosion egenskaperna hör AlSi och AlSiMg till de vanligaste förekommande aluminium legeringarna.

Användningsområdet är för kvalitets gjutgods, t.ex. kolvar, och andra motor detaljer, gjutgod till flygplan, bilar, järnvaägsfordon och fartyg, vidare maskin- och apparat detaljer inom kemisk, livsmedel- och elektrisk industri.

Aluminiumkoppar- och aluminiumkopparkisellegeringar, AlCu och AlCuSi

AlCu med enbart Cu som avsiklig tillsats är den legeringstyp, som tidigast fick en stor tekninsk användning. Förutom Cu så förekommer det andra föroreningar. Trots mindre goda egenskaper för denna legering AlCu så använd legeringen fortfarande med både Si och Mg i sin legering för att förbättra vissa egenskaper. Bl.a. så har legeringen den högsta hållfastheten av de vanliga förekommna aluminium legeringarna om legerings ämnena består utav Si och Mg. AlCu lämpar sig väl för sandgjutgods. Detta beror på att det finns en ganska riklig tillgång på skrot för dessa legeringar. Även vissa slag av kokilgjutgods utförs med fördel av AlCu.

För att förbättra gjutbarheten som starkt försämras genom den höga förorenings halten, brukar man tillsätta Si, varigenom man erhåller AlCuSi. Denna legering tränger mer ut AlCu vid användning.

Hållfastheten och hårdheten ökar nära nog linjärt med Cu-halten upp till 3-4% Cu vartefter brottöjningen snabbt avtar. En ytterligare höjning av Cu-halten har mindre inverkan på gjutgodset hållfast egenskaper. På grund av Cu innehållet finns med blir hållfast egenskaperna hos AlCuSi-gjutgods högre än hos AlSi. Härdbara legeringar kan genom upplösningbehandling vid ca 500^oC och varmåldring vid 150-200^oC erhålla 40-80% högre brott- och sträck gräns än i gjutet tillstånd.

Hos AlCuSi-legeringar förbättrar gjutegenskaperna med en ökad Si-halt. Legeringen med hög Si-halt är mera lätt gjutna och har en ringa tendens till stelnings- och svalnnings sprickor. Krypmånen är ungefär lika låg som hos AlSi-legeringar. Cu-innehållet medför att det kan ger mindre till por bildning i gjutgods än hos AlSi-legeringar. Därför anses AlCiSi-legeringar vara de mest lättgjutna och ger de tätaste gjutgodset av alla aluminium legeringar. Som föroreningar närvarande av Mg och Fe så kan de ge problem för gjutbarheten, därför skall dessa halter hållas låga.

AlCuSi-.legeringar är svetsbara och lämpar sig väl för sand, kokill- och pressgjutgods, till de mest skilda ändamål.

Legeringar för halvfabrikat

Plåt är den materialform, som oftast kallbearbetas, men även rör och profiler blir ofta bockade eller på annat sätt formade. De vanligaste kallformnings metoder är tryckning, dragpressning, pressning, flänsnings arbeten, olika slag av plåtslageriarbeten m.fl. På de material som skall formas ställs bl.a följande krav:

- Likhet i olika riktningar på plåten för undvikande av öronbildning.

- Finkornighet för undvikande av apelsinyta.

- Undertryck tendens att det bildas flytfigurer.

- Yta lämplig för formningen och för tillverkad produkt.

Vid formning av aluminium är det flera faktorer som skall uppmärksammas, då jämförelser görs med t.e. stål och mässing. Den lägre elasticitetmodulen hos aluminium medför att den elastiska undanfjädringen blir större för aluminium än för vad den är för stål och mässing. Brottöjningen är lägre för vissa aluminium legeringar, men detta är inte något bevis för att formbarheten är sämre. AlMg-legeringar ger under vissa förhållanden flytfigurer, men denna tendens kan undertryckas genom t.ex en lätt kallvallsning med ett par procent reduktion. Kornstorleks kontroll är därför viktig med hänseende av "apelsin yta".

Rör , profil och stång tillverkas genom sträng pressning (extrusion). Metoden är utomordentligt använbar för aluminium och har bidragit till att aluminium fått stor betydelse som konstruktion material.

De aluminium legeringar som ej är härdbara legeringar är i allmänhet mera lätt formade än de härdbara. Eftersom formbarheten påverkas av kallvalsning , är det mycket viktigt att avpassa reduktion graden så att både en erforderlig formbarhet och önskad hållfasthet i den tillverkade produkten erhålls.

Formningen av denna medför nämligen en värdefull hållfasthet.

Lättast formbara legeringar i kallt tillstånd är olegerad aluminium AlMn samt AlMg.

Legeringar för gjutgods

Antalet gjutlegeringar är stort beroende på att det har exprimenteras fram olika gjutgods legeringar på markaden för speciella ändamål. De sträcker sig från rent aluminium för elektrotekniska ändamål, till komplicerade härdbara legeringar. Av mänden gjutgods så används i huvudsak ett mindre antal legerings typer av AlSi- och AlSiCu. Dessa är lättgjutna och täcker ett brett spektra med hänsyn till de eftersträvande egenskaperna för ändamålet. Legerings sammansättningen väljs efter önskade egenskaper, men även med hänsyn till använd gjutmetod.

De Vanligaste gjutlegeringar är av aluminium-kisel-typ med 7-12% kisel.

Sand-kokill- och pressgjutning är de viktigaste metoderna vid aluminium gjutning. Kokill gjutning blir visserligen billigare än vad det blir vid de andra metoderna. Fördelen vid kokill gjutning har även något högre hållfast och bättre måttnogrannhet även så erhåller dessa ett bättre ytutseende än vad sandgjutgods har. Fast den smidigaste metoden är sandgjutning, synnerligen komplicerad sandgjutgods som kan tillverkas genom skickligt utnyttjande av kärnor. Problemet vid kokill gjutgods är flytfigurer som kommer att framträda och speciellt efter att detaljer har blivit anodiserade.

Alla gjutgods legeringar kan sandgjutas. Vid kokillgjutningar måste legeringens sammansättning visserligen väljas så att tendensen till sprickor i godset kan elimineras. Detta gäller i ännu i högre grad för pressgjutgods, där valet av legerings sammansättning ställer ännu högre krav..

Legerings sammansättningen för gjutgods måste anpassas till följande:

- Erforderlig sammansättning.

- Korrosion motstånd

- Gjutbarheten

- Tätheten ho gjutgodset

- Bearbetbarheten med skärande verktyg

- Ytutseende och föreskriven ytbehandling

Aluminiumgjutgods har ett bra korrosion motstånd gentemot olika atmosfärer. Skillnader förekommer mellan legeringarna. Som regel så har koppar fria legeringar bättre korrosion motstånd än vad de som innehåller koppar eller andra tunga metaller. AlMg, AlMgSi och AlSi har sålunda det bästa korrosion motståndet.

Flyt egenskapen för smältan vid gjut temperaturen är avgörande för dess förmåga att utfylla gjutformen, mest lättflytna är då AlSi-legeringar vilket är av stor betydelse för gjutning av tunn väggiga gjutningar. Näst efter så kommer AlSiCu och AlSiMg. Hos AlSi sjunker lättflutenheten i stort sett med fallande Si- och stigande Cu-halt. Det som sämst ur denna synpunk är AlMg med en hög Mg-halt.

AlCu och AlZnCu lämpar sig inte för att pressgjutas då deras förmåga att flyta ut lätt är dåligt för denna legering.

Att smältan kan uppta gaser och därför ge ett otätt, porigt gjutgods beror dels på sammansättningen och dels på smält- och gjuttekniken. Porfrihet och trycktätheten hos gjutgodset bestäms i huvudsak av legeringens krypmån och på hur krympningen sker. Om porerna förekommer som små sfäriska, isolerade hålrum, är de mindre skadliga, än om de bildar ett sammanhängande nätverk, genom vilket gas och vätskor kan tränga igenom. De tätaste gjutgodset erhålls från legerings typen AlSi, under det att AlMg är sämst ur denna synpunkt.

Vid bearbetning med skärande verktyg så är AlSi-legeringar besvärliga, pågrund av nötningar på egg verktygen av de hårda Si-partiklarna.

Ytutseendet hos gjutgodset påverkas av legerinssammansättningen och gjutnings metod. Tyvärr så är fallet att dessa kommer att framträda betydligt mer efter att detaljen har genomgått en anodisering än före anodiseringen. Anodisering är den metod som blottlägger detta mest. Pressgjutgods är den gjut metod som kommer att visa detta tydligare.

Kokillgjutgods av AlMg erhåller vid anodisering en mer vackrare yta än övrigt gjutgods. AlSi ger speciellt vid hög Si-halt en mörk anodisering, medan AlSiCu med Si-halter under 6% ger ett jämnare ytutseende.

Korrosion förhållanden

Anledningen till det goda korrosion motståndet för aluminium är det tunna oxid skiktet, som omgående bildas på aluminium ytan. Tjockleken på detta skikt är hos aluminium med renhetsgraden 99,5% ungefär 10^-5 mm och minskar med hur ren legeringen är. Om oxid skiktet skadas t.ex. genom ett kemisk angrepp så korroderar aluminiumet. Eftersom tjockleken hos skiktet i hög grad bestämmer den tid , som erfordras för dess upplösning eller perforering, tillämpar man i stor omfattning kemiska och elektrolytiska metoder för att åstadkomma ett tjockare skikt som är ca 1000 ggr tjockare och därmed ger ett bättre skydd.

Praktisk taget alla fall av korrosion är , när det gäller aluminium, av elektrokemisk art. Enligt följande fenomen elektrolyten som består av vatten innehållande salter uppstår det en ström. Från det anodiska området, som upplöses till det katodiska. (Den katodiska delen är ädlare än den anodiska).

I de flesta förhållanden med andra metaller så är aluminium den oädlare och då kommer det att ske ett korrosionförlopp på aluminium. ( zink är inte något problem, men förzinkat stål kan när zink skiktet har fräts bort ge upphov till galvanisk korrosion på aluminium.

Därför så skall inte aluminium och dess legeringar vid närvaro av en elektrolyt vara i förbindelse med metaller som är katodiska till förhållande mot aluminium. För att förhindra detta så kan man utföra en målning på den katodiska metallen för att förhindra korrosion angrepp. Om inte detta kan utföras så kan man eliminera detta genom att göra den anodiska delen större till ytan än den katodiska delen, vilket gör att anfrätningen per ytenhet blir mindre.

Vid korrosion på aluminium så kan angreppen ske med en jämn fördelad område på ytan eller att det sker ett lokalt angrepp inom vissa områden. I det senare fallet brukar man skilja på gropangrepp, korngräns korrosion, skikt korrosion och spännings korrosion. Det är givetvis fördelaktigt om angreppen sker så jämnt fördelat som möjligt.

Vanlig teknisk aluminium innehåller större eller mindre mängder föroreningar och legeringar innehåller avsiktliga legerings tillsatser, varför inhomogeniteter alltid föreligger och därmed tendens till elektrokemisk korrosion. Halter av Cr, Mg, Si och Mn har ingen inverkan medan Fe, Cu, och Zn försämrar korrosion motståndet.

Särskilt stor risk för korrosion (spaltkorrosion) kan uppstå om det finns sprickor, spalter, vätske fyllda spalter och porer i aluminiumets yta och likaså vid tunna mellanrum mellan angränsande delar, såsom i vissa fogar etc. detta beror på att fuktighet genom kapillär verkan sugs in i dessa hålrum. Även om fuktigheten fördrivs så införlivar kvarstående korrosionprodukter lätt ny fuktighet, varför det ger ett fortsatt angrepp. Eftersom korrosionprodukterna är mycke voluminösa , så åstadkommer de en sprängverkan, vilket mäjligör uppsugande av mer fuktighet och ökad korrosion. För att skydda ytor för angrepp så skall dessa skyddsmålas före sammanfogning.

Legeringar av typ AW-7XXX (SS-4425) som innehåller zink och magnesium kan uppvisa spänningskorrosion sprickningar om de utsätts för stora dragspänningar i ogynnsamma värmebehandlings tillstånd.

Legeringar med 2-5% Mg har särskilt god korrosion härdighet i marin miljö, såväl i atmosfär som i vatten.

Koppar haltiga legeringar (mer än någon procent koppar) t.ex höghållfasta legeringar har nedsatt korrosion härdighet. Ett sätt att skydda dem mot korrosion angrepp är valsplätering med ett ytskikt av ren aluminium.

Halvfabrikat och deras tillverkning

Under beteckningen halvfabrikat betecknas aluminium och dess legeringar som tillverkas för plåt, stänger, profiler, rör och andra produkter.

Utgångs materialet vid tillverkningen består av göt med en sammansättning och kvalitet som erfordras och kvalitet för att uppfylla de tillverkade kraven. Man brukar skilja mellan plåtgöt för utvalsning till plåt- och band produkter, rungöt för strängpressning till stänger, profiler, rör och andra produkter eller för valsning till rör samt trådgöt för valsning till tråd i trådvalsverk.

En dålig produkt kan tillverkas av ett göt av god kvalitet, men en bra produkt kan aldrig tillverkas av en göt av dålig kvalitet. En hög klassig götkvalitet är avgörande betydelse vid tillverkning av halvfabrikat. Götet skall vara fritt från sprickor, porer, ej metalliska inneslutningar och segringar. Strukturen skall vara av finkornnig struktur och likaxlad, dvs. Kristallerna skall inte vara orienterade i viss riktning. Porer som är bildade genom frigjord gas eller genom olämplig eftergjutningsätt för utfyllnande av "pipen", dvs. stelningkaviteten orsakar blåsbildning vid värmebehandling av tillverkad produkt, försämmrade hållfasthetegenskaper och även sprickbildningar vid varmformning. Samma verkan har innslutningar av oxid partiklar och andra icke metalliska ämnen, som därtill allvarligt försvårar bearbetningen med skärande verktyg och dragning av tråd.

Sammanfattning

Gjutlegeringar och gjutgods av aluminium

De vanligaste gjutlegeringar är av aluminium-kisel-typ AlSi med 7-12% Si-halt, men även andra legerings typer förekommer. Legerings valet beror av såväl produkt krav som aktuell gjutmetod.

Gjutgods framställs för både sand-, kokill- och presgjutning och används för aluminium i stor omfattning. Valet av gjutmetod beror på styckes storleken, serie storlek och egenskaps krav.

Kokill gjutgods

Kokil gjutning är en gjutmetod för framställning av metallgjutgods i permanenta formar, s.k. kokiller. Kokill gjutgods karaktiseras av stor måttnogrannhet, god ytfinish och material kvalitet.

Strukturen hos legeringen inverkar på dess hållfashetsegenskaper. Ett snabbt stelnande ger en finkornig struktur. Eftersom stelningshastigheten är högre vid kokillgjutning än vid sandgjutning, så erhåller också i allmänhet bättre mekanisk egenskap än vad sandgjutgods gör.

Pressgjutning

För pressgjutning används i stort sett endast tre slag av legeringar:

AlSiCu-legeringar

AlSi-legeringar

AlSiMg-legeringar

Exempel på aluminiumlegeringar för pressgjutning

Grupp

Tillåten halt föroreningar

AlSiCu-legeringar

(Cu-haltig siluminiumtyp

8,5!1

5,75!0,75

9!2

3,5!0,5

2,5!0,5

3!1

0,4!0,2

0,5!0,2

2,0Fe, 0,1Mg, 0,5 Mn, 0,3Sn, 1,0 Zn, 0,5 Ni

1,8 Fe, 0,5 Mg, 0,3Pb, 0,3Sn, 0,7Zn, 0,5Ni

1,5 Fe, 0,3 Mg, 0,2 Pb, 0,2 Sn, 1,5 Zn, 0,4Ni

AlSi-legeringar

(Cu-fri silumin typ)

12,7!0,7

9,1!1

0,4!0,2

0,45!0,15

0,1 Cu, 0,8 Fe, 0,1 Mg

0,1Cu, 0,8 Fe, 0,1Mg

AlMg-legeringar

(hydronaliumtyp

0,8!0,1

5,1!0,3

8!2

0,3!0,1

0,1Cu, 0,8 Fe

0,1Cu, 1,8Fe

Översättnings tabell mellan SS och EU Standard

SS- Aluminium	Aluminium EN-AW (1)	SS- Aluminium	Aluminium EN-AW (1)
4005	1070A (Al99,7) "2"	4140	5083 (AlMg4,5Mn0,7) 5056A (AlMg5)
4007	1050A (Al99,5)	4103	6060 (AlMgSi)
4008	1350 (EAl99,5)	4104	6063 (AlMg0,7SI)
4010	1200 (Al99,0)	4107	6005 (AlSiMg) 6005A (AlSiMg "A")
4054	3103 (AlMn1)	4212	6082 (AlSi1MgMn) 6012 (AlMgSiPb) 6061 (AlMg1SiCu) 2007 (AlCu4PbMgMn)
4106	5005 (AlMg1"B") 5251 AlMg2,5)	4338	2014 AlCu4SiMg)
4120	5052 (AlMg2,5)	4355	2011 (AlCu6BiPb) 2017A (AlCu4MgSi"A") 2024 (AlCu4Mg1)
4125	5754 (AlMg3) 5154 AlMg3,5"A2) 5086 (AlMg4)	4425	7020 (AlZn4,5Mg1) 7075 (AlZn5,5MgCu)

"1" EN för europa standard, A för aluminium, W för plastiks bearbetat.

"2" De fyrsiffriga beteckningarna är desamma dombeteckningar enligt AA ( Aluminium Association)

Användnings område för Aluminium

Exempel på vissa legeringar

Plastisk formad Aluminium produkter:

Olegerade Aluminium legeringar

SS-nr	ISO-typ	AA Leg nr	GA Leg nr	Al (rest)	Cu	Fe	Mg	Mn	Si	Zn	Anm
4005-02-,-14 - 18	Al 99,7	1070A	5030	99,70							1) Olegerad Al med hög renhet och stor korrosionshärdighet. Kallformbarhet är mycket god och något bättre än hos SS 4007. Lämplig för dekorativ anodisering. Används till tuber och burkar.
4007-00 -02,- 12 -14,- 16 -18,- 22 -24,- 26	Al 99,50	1050A	5050	99,50							1) Olegerad Al med stor korrosionhärdighet och mycket god kallformbarhet. Hållfastheten är låg. Lämplig för dekorativ anodisering. Används till fat och behållare för livsmedel och kemiska produkter, kokkärl, hushållsföremål och förpackningar
4008-02 -14,- 18	E-Al99,05⁸⁾	1350	5051	99,5							1) Olegerad Al och mycket god korrosionhärdighet. Används till >>elektriska ledare>> i form av tråd, lina, stång och band.
4010-00, -02,- 12 -14,- 16 -18,- 40 -42,- 44	Al99,0	1200	5090	99,00							1) Olegerad Al och mycket god korrosionhärdighet. Hållfastheten är låg. Ej lämplig för dekorativ anodisering. Används för speciellt för fat behållare och kemiska produkter, kokkärl, hushållsföremål, förpackningar och värmeväxlare.
4010	Al99,0	1200	5110
		8079	5520			1,0			0,2
	Al-Mn1Cu	3003	5677		0,1			1,2

Ej Härdbara legeringar.

4054-02 -12, -14 -16, -18	Al-Mn1	3103	5578	98,8		1,2	Legeringen har ungefär samma korrosionhärdighet och kallformbarhet som olegerad Al, men med högre hållfasthet. Den är inte lämplig för dekorativ anodisering. Används till profilerad och slät plåt för ytter och inner tak, fasader, arrnerings arbeten, karroserier, hushållskärl, fat och behållare.
4106-02 -14, -18 -24, -26 -40, -44	Al-Mg1	5005	5583	99,2	0,8		Legeringen har ungefär samma korrosionhärdighet och kallformbarhet som olegerad Al, men med högre hållfasthet. Den är lämplig för dekorativ anodisering. Används till fasad beklädnader, behållare, fat apparater där man kräver ett gott ytutseende.
	Al-Mn1Mg1	3004	6511		1,0	1,2
4115-00 -02, -12 -14, -16 -18 ,-22 -24, -26 -30, -32	Al-Mg2Mn0,8	5049		97,2	2,0	0,8	Legeringen har god hållfasthet och god korrosionshärdighet och är lämplig för användning i bl.a havs atmosfär. Lämplig för väggar och bärande delar i svetsade konstruktioner till transportmedel till lands och havs. Tryckkärl. Material i tillstånd -30 och -32 är anpassat till krav i tryckkärlkommisionen Tryckkärl - och Rörlednings normer.
4120-00 -02, -14 -18, -24 -40, -44	Al-Mg2,5	5052	6526	97,2	2,5	0,3	Legeringen har god hållfasthet och god korrosionshärdighet och är lämplig för användning i havsatmosfär. Använda till karosseri plåt för beklädnad av järnvägsvagnar och bussar, i synnerhet för livsmedeltransporter, fartygsöverbyggnader, svetsade konstruktioner.
4125-00 -02, -16 -18, -26 -30, -32	Al-Mg3	5754	6530	97	3,0	,03	Legeringen har god hållfasthet och god korrosionshärdighet och är lämplig för användning i havsatmosfär. Lämplig för väggar och bärande delar i svetsade konstruktioner till transportmedel till lands och havs. Tryckkärl Material i tillstånd -30 och -32 är anpassat till krav i tryckkärlkommisionen Tryckkärl - och Rörlednings normer.
4140-00 -02, -12 -22, 24	Al-Mg4,5Mn	5083		94,65	4,5	0,7	2) Legeringen har hög hållfasthet. Korrosionhärdigheten i havsatmosfär är mycket god. Används speciellt inom skeppsbyggnadsindustrin uppfyller klassnings sällskapens fordringar.

Härdbara legeringar.

SS-nr	ISO-typ	AA Leg nr	GA Leg nr	Al (rest)	Cu	Fe	Mg	Mn	Si	Zn	Anm
4102-08 -18	E-Al-MgSi 0,5⁸)	6101B	6505	99,0			0,5		0,5		Legeringen har god hållfasthet och konduktivitet samt stor korrosionhärdighet. Används till>>elektriska ledare>> i form av tråd och lina.
4103-00 -04, -06	Al-MgSi	6060	6504	98,9		0,2	0,5		0,4		Legeringen har god hållfasthet - något lägre än SS 4104 - och stor korrosionhärdighet. Den är lämplig för dekorativ anodisering. Används främst till hålprofiler och tunn väggiga profiler för fönster, dörrar, entre,partier och undertak.
4104-00 -04, -06	Al-Mg0,5Si	6063	6506	98,9			0,7		0,4		Legeringen har god hållfasthet och stor korrosionshärdighet. Den är lämplig för dekorativ anodisering. Vanlig legering för strängpressad profil. Används till konstruktioner som fodrar god hållfasthet, gott ytutseende och god anodiserbarhet, såsom profiler för fönster, dörrar, entre partier, undertak, rågångstolpar, stängselstolpar och grindar.
			6507
4107	Al-SiMg	6005	6513	98,7			0,5		0,8		Legeringen har relativ hög hållfasthet och stor korrosionhärdighet. Den är lämplig för dekorativ anodisering. Används uteslutande till tillverkning av strängpressade material Används till konstruktioner som fodrar god hållfasthet, gott ytutseende och god anodiserbarhet såsom profiler för master ( för båtar ).
		6463	6503				0,7		0,4
	Al-SiMg0,5Mn	6351	6510				0,6	0,6	1,0
4212-00 -02, -04 -06, -10	Al-Si1MgMn	6082	6508	97,4			0,9	0,7	1,0		Legeringen har hög hållfasthet och stor korrosionhärdighet. Den är mindre lämplig för dekorativ anodisering. Används till bärande element i bussar, lastbilar, släpvagnar och husvagnar, fartyg, kranar, stegar och vägräcken.
	Al-MgSiPb	6012	6201				0,9	0,7	1,0		3)
4338-00 -02, -04 -06, -10	Al-Cu4SiMg	2014	6305	93,4	4,5		0,5	0,8	0,8		Legeringen har den högsta hållfastheten av normalt förekommande aluminiumlegeringar. Den har god skärbarhet, men mindre god korrosionhärdighet. Svetsbarheten är dålig. Den är inte lämplig för dekorativ anodisering. Används till konstruktioner som fodrar hög hållfasthet, men där risken för korrosion är liten.
4355-04 -03, -06 -08	Al-Cu6BiPb	2011		93,7	5,5						4) Legeringen har mycket god skärbarhet och hög hållfasthet. Korrosionhärdigheten är mindre god. Den är inte lämplig för dekorativ anodisering. Används till automatbearbetade detaljer.
4425-00 -02, -04 -06,-07	Al-Zn4,5Mg1	7020	6950	93,6			1,2	0,3		4,5	5) 6) Legeringen har hög hållfasthet, även i svetsförband och korrosionhärdigheten är god. Används till konstruktioner - i synnerhet svetsade - där hög hållfasthet erfordras, t ex bärande konstruktioner i broar, kranar, lyftanordingar, fordon samt balkar för lätta takkonstruktioner, fasader, fönster och vägräcken.
		Ë7011	6952				1,2			5,5	5)
	Al-Zn6MgCu	7075	6958		1,6		2,5			5,6	7)

Anmärkningar

1) Al min 2) Cr 0,15 3) Bi0,5 + Pb1,0

4) Bi0,4 +Pb0,4 59 Ti + Zr) 0,2 6) Cr0,2

7) Cr0,2 + (Mn + Cr) 0,5) 8) för elektriska ändamål

ISO = Beteckning enligt Internationell Organisation for standarsdisation.

AA = Beteckning enligt aluminium Association (USA).

GA = Beteckning enligt Gränges.

Tillstånds siffror -00 anger varmbearbetat. -02 glödgat, -03 kallåldrat och kall bearbetat, -04 kallåldrat, -06,07 varmåldrat, -08 varmåldrat och hårdbearbetat, -10 löpt,-40 glödgat för drag pressnig,-42,-44 hårdbearbetat för dragpressning ( vilket innebär att det ej får bli s.k öronbildning vid dragpressningen).

Beteckning

SS-nr	ISO-typ	Ej härdbar/Härdbar	Gjutmetod	Al	Cr	Cu	Fe¹	Mg	Si	Ti	Zn
4020	Al99,8	E		99,8
4021	Al99,7	E		99,70
4022	Al99,5	E		99,50
4024	Al99,0	E		99,00
4163	Al-Mg5Si1	E	S,K	94				5	1
4244	Al-Si7MgFe	H	S,K	93			0,5	0,3	7
4245	Al-Si7Mg	H	S,K	93			0,2	0,3	7

Aluminium Gjutgods

Sand och kokill gjutgods

SS- aluminium (1)

Nominelsammansättning

Anmärkningar

4163-03,

-06

Magnesium 5

Kisel 1

Aluminium resten

God korrosionhärdighet speciellt mot saltvatten. (Mg) Lämplig för polering och dekorativ anodisering. Gjutegenskaperna mindre goda

4244-03

-04

-06

-07

Magnesium 0,3

Kisel 7

Järn max 0,20

Aluminium resten

God hållfasthet ( varmåldrat) korrosionhärdighet god (ej Cu ). Gjutegenskaperna goda (Si)

4245-14

-04

-17

-07

Magnesium 0,37

Kisel 7

Järn max 0,20

Aluminium resten

Som SS 4244

4251-03

-06

Kisel 9

Koppar 3

Järn max 0,8

Aluminium resten

Korrosionhärdigheten sämre än för kopparfria legeringar. Gjutegenskaperna är god (Cu +Si).

4253-03

-04

-06

-07

Magnesium 0,3

Kisel 10

Aluminium resten

Som SS 4244

4255-03

-06

Kisel 10

Aluminiumresten

Liknar SS 4261, men är lättare att gjuta, särskilt i sandform.

4260-03

-06

Kisel 12

Koppar max 1,0

Järn max 0,8

Aluminium resten

God korrosionhärdighet för SS 4261, något sämre för SS 4260 (högre Cu).

Gjutegenskaperna goda. Legeringarna är lättflutna och lämpar sig därför för tunnväggigt gods (Si)

4061-03

-06

Kisel 12

Koppar max 0,20

Järn max 0,8

Aluminium resten

SS- aluminium (1)	Nominelsammansättning	Anmärkningar
4282-06 -07	Koppar 4,5 Järn max 0,3 Magnesium 0,5 Kisel 0,2 Aluminium resten	God nötningsbeständighet (Si) och hållfasthet. Korrosionhädighet mindre god (Cu)
4337-04 (2)	Koppar 4,5 Magnesium 0,2 Titan 0,2 Aluminium resten	God hållfasthet. Gjutegenskaperna mindre goda korrosionhärdighet mindre god (Cu)
4438-04 (2) -07 (3)	Krom 0,4 Koppar 0,4 Magnesium 0,7 Titan 0,2 Zink 5,5 Aluminium resten	God hållfasthet genom kallåldring utan speciell värmebehandling. God korrosionhärdighet. Gjutegenskaperna mindre goda

(1) Tillstånd siffran -03 anger obehandlat sandgjutgods, -04 varmåldrat sandgjutgods, -06 obehandlat kokillgjutgods, -07 varmåldrat kokillgjutgods, -10 obehandlat pressgjutgods, -14 kallåldrat sandgjutgods och -17 kallåldrat kokillgjutgods.

(2) Kallåldrat sandgjutgods.

(3) Kallåldrat kokillgjutgods.

SS- aluminium (1)	Nominelsammansättning	Anmärkningar
42-50-10	Koppar 3 Kisel 9 Järn max 1,2 Aluminium resten	Korrosionhärdigheten för SS 4263 något bättre än för övriga legeringar. Samtliga legeringar har god gjutegenskaper. SS 4283 har god nötningsbeständighet men sämre skärbarhet
4252-10	Koppar 3 Kisel 9 Järn max 1,3 Aluminium resten
42563-10	Koppar0,20 Kisel 12 Järn max 1,0 Aluminium resten
4283-10	Koppar 4,5 Kisel 17 Magnesium 0,5 Aluminium resten

(1) Tillstånds siffran -10 anger obehandlat pressgjutgods.

Se vidare för konstruktion i Aluminium. Konstruktions - Materialära MNC handbok Utgiven av SIS Svensk Industri Standard:

Legeringar för plastisk formad Aluminium produkter.

Ej härdbara legeringar

SS-nr	ISO-typ	AA Leg nr	GA Leg nr	Al (rest)	Cu	Fe	Mg	Mn	Si	Zn	Anm
4005	Al99,7	1070A	5030	99,70							1)
4007	Al99,5	1050A	5050	99,50							1)
4008	E-Al99,05⁸⁾	1350	5051	99,5							1)
4010	Al99,0	1200	5090	99,00							1)
4010	Al99,0	1200	5110
		8079	5520			1,0			0,2
	Al-Mn1Cu	3003	5677		0,1			1,2
4054	Al-Mn1	3103	5578	98,8				1,2
4106	Al-Mn1	5005	5583	99,2			0,8
	Al-Mn1Mg1	3004	6511			1,0	1,2
4115	Al-Mg2Mn0,8	5049		97,2			2,0	0,8
4120	Al-Mg2,5	5052	6526	97,2			2,5	0,3
4125	Al-Mg3	5754	6530	97			3,0	,03
4140	Al-Mg4,5Mn	5083		94,65			4,5	0,7			2)

Härdbara legeringar.

SS-nr	ISO-typ	AA Leg nr	GA Leg nr	Al (rest)	Cu	Fe	Mg	Mn	Si	Zn	Anm
4102	E-Al-MgSi 0,5⁸)	6101B	6505	99,0			0,5		0,5
4103	Al-MgSi	6060	6504	98,9		0,2	0,5		0,4
			6514
4104	Al-Mg0,5Si	6063	6506	98,9			0,7		0,4
			6507
4107	Al-SiMg	6005	6513	98,7			0,5		0,8
		6463	6503				0,7		0,4
	Al-SiMg0,5Mn	6351	6510				0,6	0,6	1,0
4212	Al-Si1MgMn	6082	6508	97,4			0,9	0,7	1,0
	Al-MgSiPb	6012	6201				0,9	0,7	1,0		3)
4338	Al-Cu4SiMg	2014	6305	93,4	4,5		0,5	0,8	0,8
4355	Al-Cu6BiPb	2011		93,7	5,5						4)
4425	Al-Zn4,5Mg1	7020	6950	93,6			1,2	0,3		4,5	5)6)
		Ë7011	6952				1,2			5,5	5)
	Al-Zn6MgCu	7075	6958		1,6		2,5			5,6	7)

Anmärkningar

1)Al min 2) Cr 0,15 3)Bi0,5 + Pb1,0

4) Bi0,4 +Pb0,4 59 Ti + Zr) 0,2 6) cr0,2

7)Cr0,2 + (Mn + Cr) 0,5) 8)för elektriska ändamål

ISO = Beteckning enlig International Organization for standarsdization.

AA = Beteckning enligt aluminium Association (USA).

GA = Beteckning enligt Gränges.

Beteckning

SS-Nr	ISO-typ	Ej härdbar/Härdbar	Gjutmetod	Al	Cr	Cu	Fe¹	Mg	Si	Ti	Zn
4020	Al99,8	E		99,8
4021	Al99,7	E		99,70
4022	Al99,5	E		99,50
4024	Al99,0	E		99,00
4163	Al-Mg5Si1	E	S,K	94				5	1
4244	Al-Si7MgFe	H	S,K	93			0,5	0,3	7
4245	Al-Si7Mg	H	S,K	93			0,2	0,3	7