Μηχανική συμπεριφορά κραμάτων αλουμινίου σε μηχανικές δοκιμές

Abstract

Στην εργασία παρουσιάζονται και αναλύονται όλες εκείνες οι επιστημονικές πληροφορίες που αφορούν τις ιδιότητες των μετάλλων και ιδιαίτερα του αλουμινίου και των κραμάτων αλουμινίου. Παρουσιάζονται μηχανικές συμπεριφορές των μετάλλων σε συνθήκες θερμότητας, σε συνθήκες κόπωσης, εκφυλισμού και διάβρωσης. Αρχικά αναφερόμαστε σε ιστορικά στοιχεία και εισαγωγικές έννοιες γύρω από το αλουμίνιο. Ειδικότερα στις ιδιότητες του αλουμινίου και στη συνέχεια αναφερόμαστε στη σημασία που έχει το αλουμίνιο στη σημερινή εποχή και γενικότερα στις χρήσεις που μπορεί να έχει. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναφερόμαστε γενικότερα σε όλα τα μεταλλικά υλικά στα χαρακτηριστικά τους και στις ιδιότητές τους. Μέσα από τη μελέτη των βασικότερων μετάλλων όπως είναι ο σίδηρος, το αλουμίνιο, ο μόλυβδος, ο χαλκός, το νικέλιο, ο ψευδάργυρος, ο κασσίτερος κ.α. κατανοούμαι πιο συγκεκριμένα τη χρησιμότητα και την θέση του αλουμινίου στον τομέα της τεχνολογίας αλλά και στη γενικότερη χρήση του από την πληθώρα των εφαρμογών που έχει σε σύγκριση με τα υπόλοιπα μέταλλα. Στη συνέχεια αναφερόμαστε στις μηχανικές ιδιότητες που έχουν τα μέταλλα, όπως είναι η μηχανική αντοχή, η σκληρότητα, η ελαστικότητα και πλαστικότητα, το εύθραυστο και η αντοχή σε δυναμικές φορτίσεις (αντοχή σε κόπωση). Αλλά και στις τεχνολογικές ιδιότητες όπως είναι η ελατότητα, η ολκιμότητα, το εύτυχο και το συγκολλητό. Στο τρίτο κεφάλαιο αναφερόμαστε εξειδικευμένα στα κράματα του αλουμινίου, στις μηχανικές χρήσεις και τις ιδιότητες που έχουν και στη συμπεριφορά τους σε συγκεκριμένες συνθήκες. Ακόμη αναφερόμαστε και στις ονομασίες που τους δίνονται καθώς και στο σύστημα που χρησιμοποιείται για την ονοματοδοσία τους βάση κάποιων κανόνων, και αναφερόμαστε και στην χρήση τους. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε τις βασικότερες μηχανικές συμπεριφορές του αλουμινίου και γενικότερα των μετάλλων. Αυτές είναι η κόπωση η οποία δημιουργεί συνήθως ρωγμές στα μέταλλα. Ο εφελκυσμός ο οποίος παραμορφώνει τα υλικά υπό την άσκηση δυνάμεων και διακρίνεται σε κεντρικό εφελκυσμό και έκκεντρο εφελκυσμό. Και τέλος η διάβρωση η οποία αποτελεί ένα αυθόρμητο φαινόμενο χημικής διεργασίας που προκαλεί βλάβες στα μέταλλα, υπάρχουν πολλές κατηγορίες διάβρωσης των μετάλλων οι οποίοι απαριθμούνται και αναλύονται σε αυτό το κεφάλαιο. Στο πέμπτο και προ τελευταίο κεφάλαιο της εργασίας μας αναφερόμαστε στις θερμικές κατεργασίες των μετάλλων που είναι η ανόπτηση και η βαφή. Και καταλήγοντας στο έκτο και τελευταίο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας μας, έχοντας ως βάση όλες τις πληροφορίες και τις γνώσεις γύρω από τα μέταλλα και ειδικότερα γύρω από το αλουμίνιο και τα κράματά του που έχουν αναφερθεί ήδη, παρουσιάζουμε δύο μελέτες περιπτώσεων που έχουν δημοσιευθεί, έπειτα από πειραματικές διαδικασίες που πραγματοποιήθηκαν και παρουσιάζουν εφαρμογές που σχετίζονται με τα κράματα του αλουμινίου. Πιο συγκεκριμένα η πρώτη μελέτη περίπτωσης αναφέρεται σε εφαρμογή των κραμάτων αλουμινίου ως έμβολο κινητήρα και η δεύτερη μελέτη περίπτωσης αναφέρεται στη συγκόλληση ανόμοιων κραμάτων αλουμινίου με τη μέθοδο συγκόλλησης με τριβή ανάδευσης.