Specyfikacje dotyczące aluminium opierają się na czterocyfrowym systemie indeksów służącym do oznaczania zarówno stopów odlewanych, jak i kowanych. Ten znormalizowany system oznaczania stopów aluminium pozwala na pewną identyfikację, klasyfikację i dobór odpowiedniego materiału do danego zastosowania.
Te dwie szerokie klasy stopów aluminium można dalej podzielić na rodziny w oparciu o ich skład chemiczny i oznaczenie stanu utwardzenia. Ponieważ czyste aluminium jest stopowane z wieloma innymi metalami w celu uzyskania szerokiego zakresu właściwości fizycznych i mechanicznych, pierwiastki stopowe stanowią podstawę podziału stopów aluminium na dwie główne kategorie: niepoddające się obróbce cieplnej oraz poddające się obróbce cieplnej.
W większości specyfikacji dotyczących aluminium stopy oznaczane są według spójnego czterocyfrowego formatu. Pierwsza cyfra określa główny składnik (lub składniki) stopu, natomiast druga cyfra wskazuje odmiany stopu podstawowego. Trzecia i czwarta cyfra identyfikują poszczególne odmiany stopu; same w sobie liczby te nie mają konkretnego znaczenia, ale są unikalne dla każdego stopu.
Rysunek 1: Objaśnienie czterocyfrowego systemu oznaczania stopów aluminium
Stopów aluminium przeznaczonych do obróbki plastycznej dzieli się na następujące serie, z których każda jest określona przez główny pierwiastek stopowy:
System oznaczania stopów aluminium odlewanych przypomina pod wieloma względami system stosowany w przypadku stopów kutych. Również w tym przypadku stosuje się cztery cyfry, a pierwsza z nich ponownie określa główny składnik stopu. Kluczową różnicą jest to, że trzecią i czwartą cyfrę oddziela przecinek. Przecinek ten wyjaśnia, czy oznaczenie odnosi się do stopu w postaci odlewu (.0), czy wlewka odlewniczego (.1 lub .2).
Litera umieszczona przed oznaczeniem numerycznym wskazuje na modyfikację pierwotnego stopu lub zmianę dopuszczalnych poziomów zanieczyszczeń. Litery te są przydzielane w porządku alfabetycznym, począwszy od litery A, z pominięciem liter I, O, Q i X, przy czym litera X jest zarezerwowana dla stopów eksperymentalnych.
Odlewy ze stopów aluminium dzieli się na następujące grupy:
Stan utwardzenia odgrywa kluczową rolę w specyfikacjach aluminium, ponieważ ma bezpośredni wpływ na właściwości materiału. System oznaczania stanów utwardzenia opiera się na sekwencji obróbek mechanicznych, obróbek cieplnych lub połączeniu obu tych procesów, stosowanych w celu uzyskania danego stanu utwardzenia.
Oznaczenie stanu utwardzenia zawsze pojawia się bezpośrednio po oznaczeniu stopu, oddzielone łącznikiem — na przykład 2014-T6, 3003-H14 lub 1350-H19 (bardzo twardy). Pierwszym znakiem w oznaczeniu stanu utwardzenia jest wielka litera, która wskazuje ogólną klasę obróbki:
Należy pamiętać, że oznaczenia stanów utwardzenia różnią się w przypadku stopów niepodlegających obróbce cieplnej i stopów podlegających obróbce cieplnej. Ich znaczenie wyjaśniono poniżej.
W przypadku stopów niepodlegających obróbce cieplnej po literze „H” zawsze następują dwie lub trzy cyfry. Pierwsza cyfra określa metodę zastosowaną do uzyskania stanu utwardzenia:
Druga cyfra wskazuje stopień twardości: 2 oznacza twardość ćwierć, 4 – półtwardą, 6 – trzy czwarte, 8 – pełną, a 9 – bardzo twardą. Każda dodatkowa cyfra oznacza odstępstwo od standardowej praktyki.
Stopy niepodlegające obróbce cieplnej występują głównie w seriach 1xxx, 3xxx, 4xxx i 5xxx, w zależności od głównych pierwiastków stopowych.
W przypadku stopów poddawanych obróbce cieplnej po literze „T” zawsze następuje jedna lub więcej cyfr, które wskazują metodę zastosowaną do uzyskania stabilnego stanu utwardzenia.
Do typowych przykładów należą:
Stopy poddawane obróbce cieplnej występują przede wszystkim w seriach 2xxx, 6xxx i 7xxx.
W niniejszym artykule wyjaśniono system czterocyfrowych oznaczeń i stanów utwardzenia stosowany do definiowania stopów aluminium. Powiązane przewodniki z serii „Aluminium” obejmują tematy, które będą Ci potrzebne jako uzupełnienie niniejszego artykułu. W przewodniku „Gatunki aluminium” wyjaśniono, w jaki sposób stopy są podzielone na serie według głównego pierwiastka stopowego, a w przewodniku „Właściwości aluminium” szczegółowo opisano właściwości mechaniczne, fizyczne i eksploatacyjne, które ostatecznie opisują te oznaczenia. W publikacji „Normy dotyczące aluminium” przedstawiono ramy regulujące stosowanie tych oznaczeń w różnych regionach i organizacjach. Razem łączą one system oznaczeń z odpowiadającymi mu gatunkami, właściwościami i normami.
Jest to znormalizowany czterocyfrowy system indeksowy służący do identyfikacji zarówno stopów aluminium kutych, jak i odlewanych. Pierwsza cyfra wskazuje główny pierwiastek stopowy, natomiast pozostałe cyfry określają odmiany stopu.
W obu przypadkach stosuje się cztery cyfry, a pierwsza z nich określa główny pierwiastek stopowy. Jednak w przypadku stopów aluminium przeznaczonych do odlewania między trzecią a czwartą cyfrą umieszcza się przecinek dziesiętny, który wskazuje, czy materiał jest odlewem (.0), czy wlewkiem odlewniczym (.1 lub .2).
Oznaczenie stanu materiału następuje po numerze stopu, po łączniku, i opisuje zastosowane obróbki mechaniczne lub termiczne. Do typowych przedrostków należą: F (w stanie surowym), O (wyżarzony), H (utwardzony odkształceniowo), W (poddany obróbce cieplnej rozpuszczającej) oraz T (poddany obróbce cieplnej w celu uzyskania stabilnego stanu materiału).
Stopy niepodlegające obróbce cieplnej zyskują wytrzymałość głównie dzięki utwardzaniu przez odkształcenie i występują w seriach 1xxx, 3xxx, 4xxx oraz 5xxx. Stopy podlegające obróbce cieplnej zyskują wytrzymałość dzięki obróbce cieplnej i występują głównie w seriach 2xxx, 6xxx oraz 7xxx.
Określa on stop aluminium i miedzi w postaci kutej (2014), który został poddany obróbce cieplnej w roztworze, a następnie sztucznemu starzeniu (stan twardości T6).