Kdo pravi, da ne gre?

Aluminijeva zlitina z oznako AA7075 je bila razvita že v štiridesetih letih prejšnjega stoletja, njena posebnost pa je ta, da je skoraj tako čvrsta kot jeklo, težka pa le tretjino toliko. Težava je bila le v tem, da je bila zato, ker je ni bilo mogoče kakovostno variti, zelo omejeno uporabna. Nič več. Zaslugo za to imajo nanodelci titanovega karbida.

In zakaj aluminija 7075 ne gre variti? Preprosto pvoedano je težava v tem, da se s segrevanjem povzroči neenakomeren tok aluminija, cinka, magnezija in bakra, ki so sestavni del zlitine. Fenomenu pravijo fazna segregacija, njena posledica pa so razpoke vzdolž vara. Skupina znanstvenikov univerze v Los Angelesu (UCLA) je pod vodstvom profesorja Xiaochun Lija našla rešitev. Izdelali so tanke paličice aluminija 7075 in jim dodali nanodelce titanovega karbida. Če se te paličice vstavijo med dva kosa »navadnega« 7075, ju je s pomočjo obstoječih načinov ločnega varjenja mogoče zvariti skupaj, saj omenjeni nanodelci preprečijo težave zaradi neenakomernega toka.

In kako trden je tak zvar? Testi so pokazali natezno trdnost do 392 MPa (N/mm²), kar je precej bolje kot pri pogosto uporabljenem aluminiju 6061, kjer ta znaša le 186 MPa. A to številko je z naknadno toplotno obdelavo mogoče še povečati. Znanstveniki menijo, da lahko dosežejo celo preko 550 MPa, kar pomeni, da je tak zvar podobno trden kot jekleni.

Kljub temu, da ga do sedaj ni bilo mogoče variti, se aluminij 7075 vseeno uporablja. Predvsem v letalski industriji za izdelavo kril in trupa letal, vendar ga je v tem primeru potrebno kovičiti in ne variti. Nova metoda bo omogočala nove načine uporabe te hvaležne zlitine, prednost pa je tudi v tem, da bo pri varjenju mogoče uporabiti obstoječih tehnik, le omenjene palice se bodo uporabile kot polnilo.

Študija je bila objavljena v reviji Nature Communications.

Vir: UCLA