Fazna ravnotežja zlitin iz sistema Al-Mg-Si z dodatki elementov za obdelovalnostRečnik, Simon (Avtor) Medved, Jožef (Mentor) EN AW-6026EN AW-1370termodinamski izračunifazna ravnotežjaindijmikrostrukturamehanske lastnostiobdelovalnostAluminij in njegove zlitine so ključni materiali za izdelavo strojnih elementov z odrezovanjem, kot so struženje, rezkanje in vrtanje. Čeprav se na splošno dobro obdelujejo, se obdelovalne lastnosti med zlitinami razlikujejo. Najboljšo obdelovalnost dosegajo avtomatne zlitine, razvite za hitro CNC obdelavo. Do začetka 21. stoletja je bil glavni dodatek svinec, pozneje pa predvsem kombinacije svinca z bizmutom in kositrom. Zaradi toksičnosti svinca je Evropska unija že okoli leta 2000 uvedla direktive (ELV, RoHS, REACH), ki omejujejo njegovo vsebnost na največ 0,40 mas. %, direktiva RoHS 3 (2018/740/EU) pa jo je dodatno znižala na 0,1 mas. %. V raziskavi smo preučevali vpliv indija na strjevanje, fazna ravnotežja, termodinamsko stabilnost, kinetiko procesov in tvorbo nizkotaljivih faz v mikrostrukturi avtomatne zlitine EN AW-6026 ter tehnično čistega aluminija EN AW-1370. Dodajali smo ga v elementarni obliki ali kot predzlitino BiIn. Poseben poudarek smo namenili sistemom Al-In, Al-Bi-In, Al-Mg-Si-In in Al-Mg-Si-In-Bi ter vprašanju, ali se indij pojavlja kot samostojna faza ali kot del evtektika. Cilj je bil ovrednotiti, ali lahko indij prispeva k tvorbi nizkotaljivih faz in predstavlja ustrezno alternativo svincu. Indij je bil v sistemu Al-In prisoten v elementarni obliki in kot faza In(Al) – znotraj dveh večfaznih heterogenih zlogov (?-Al + Al8Fe2Si + In(Al)) in (?-Al + Al13Fe4 + In(Al)). V sistemu Al Bi-In je tvoril nizkotaljivo fazo BiIn in fazo BiIn(Al), slednja je bila prisotna v heterogenem zlogu (?-Al + BiIn(Al) + Al8Fe2Si). V sistemih Al-Mg-Si-In in Al-Mg-Si In Bi je bil indij prisoten kot samostojna faza v elementarni obliki ali kot del heterogenega zloga (?-Al + Al5Cu2Mg8Si6 + In). Obdelovalne lastnosti smo preučevali izključno na zlitini EN AW-6026, pri čemer sta osnovna zlitina in zlitina, legirana s svincem, služili kot referenčni. Rezultati raziskav so pokazali, da vsi dodani elementi (svinec, indij, bizmut in predzlitina BiIn) izboljšajo lomljivost odrezkov v primerjavi z osnovno zlitino brez dodatkov. Pri zlitinah, legiranih z indijem ali predzlitino BiIn, so se med postopkom struženja tvorili odrezki ugodnejših oblik, kar je posledica prisotnosti indija v obliki samostojnih vključkov ali kot del heterogenega zloga (?-Al + Al5Cu2Mg8Si6 + In). Nasprotno zlitina, legirana z bizmutom, ni pokazala enakega izboljšanja obdelovalnih lastnosti, kar gre pripisati interakciji bizmuta z magnezijem in posledični tvorbi trde, visokotemperaturne intermetalne spojine Bi2Mg3. Pridobljeni rezultati prispevajo k boljšemu razumevanju faznih ravnotežij v sistemih Al-In, Al-Bi-In, Al-Mg-Si-In in Al-Mg-Si-In-Bi, zlasti kinetike strjevanja, termodinamske stabilnosti ter tvorbe nizkotaljivih faz. Ugotovitve omogočajo nadaljnjo optimizacijo kemijske sestave in poglabljajo razumevanje vpliva alternativnih legirnih elementov na obdelovalne lastnosti aluminijevih zlitin.20252025-10-16 09:00:09Doktorsko delo/naloga175105sl