Алюминий, его свойства. Сплавы на основе алюминия, их свойства, применение.

Алюминий — один из наиболее распространенных и легких конструкционных материалов. Плотность его 2,7 г/см³, температура плавления около 660 °С. Это пластичный металл се­ребристо-белого цвета, обладает высокой теплопровод­ностью и электропроводностью, хорошо обрабатывается давлением и сваривается; на воздухе покрывается тон­кой оксидной пленкой, защищающей металл от дальней­шего окисления и коррозии в атмосферных условиях, в воде и других средах.

1 Недостатками алюминия являются плохая обраба­тываемость на металлорежущих станках и низкие ли­тейные свойства.

Основными рудами для выплавки алюминия служат бокситы, алуниты, каолины и др. Наиболее богатые алюминием руды — бокситы — содержат до 50—60% оксида алюминия (глинозема А1203), а также оксиды железа, кремния, титана, кальция и других метал­лов.

Наша промышленность в зависимости от содержа­ния примесей выпускает около тридцати марок алюминия составляющие группы особой, высокой и техниче­ской чистоты. Причем чистота алюминия всех марок превышает 99%. Превышение чистоты на десятые или сотые доли процента указывается в марке после на­чальной буквы А. Так, в алюминии особой чистоты А999 содержится 0,001% примесей, высокой, чистоты А995, А99, А97, А95—от 0,005 до 0,05% примесей и техниче­ской чистоты А 85, А 8, А 7, А 6, А 5, АЕ — от 0,15% до 1,0% примесей. Буква Е в марке АЕ показывает, что данный алюминий предназначен для изготовления элек­трических проводов.1

Алюминий отливают в виде чушек массой 5,15 и 1000 кг и плоских слитков различной длины толщиной 140—400 мм и шириной 560—2025 мм.

Алюминий имеет самое разнообразное применение в промышленности. Значительная часть его расходуется на изготовление электрических проводов взамен более дорогой меди. Алюминий широко используется в быту, в пищевой промышленности, в электронике и ядерной энергетике. Из алюминия и его сплавов изготавливают корпуса самолетов, блоки, коробки передач, моторы,на­сосы, детали для искусственных спутников и космиче­ских кораблей, цистерны для перевозки и хранения хими­ческих продуктов, различные трубопроводы, рамы и двери; его применяют как антикоррозионное покрытие," а также в качестве легирующего элемента в различных сплавах и активного раскислителя при выплавке сталей.

Сплавы алюминия. Сплавы алюминия делятся на две основные груп­пы: деформируемые и литейные.

Деформируемые алюминиевые сплавы легируются медью, магнием, мар­ганцем, цинком, железом, кремнием и другими элемен­тами, имеют высокую пластичность, выпускаются в виде листов, полос, плит, прутков, проволоки, труб и т. д.

Эти сплавы делятся на упрочняемые и неупрочняемые.

Упрочняемые алюминиевые сплавы могут повышать свою прочность при термической обработке. Наиболее распространенным упрочняемым сплавом является дюр­алюминий — сплав алюминия с медью, кремнием и же­лезом, а иногда с марганцем и магнием.

Дюралюминий маркируется буквой Д и цифрой, указывающей номер сплава. Химический состав дюралюминия при марки­ровке не отражается.

Промышленность выпускает пять основных марок дюралюминия: Д1, Д16, Д18, Д19 и Д20, в которых со­держится меди 2,2—7,0%, кремния и железа 0,6—1,4%, марганца и магния 0,4—2,5%.

Однако дюралюминий имеет низкую коррозионную стойкость и для защиты от коррозии подвергается плакированию — нанесению на поверхность деталей и изделий тонкого защитного слоя из чистого алюминия.

Наиболее распространенны­ми неупрочняемыми сплавами алюминия являются сплавы на основе алюминия и марганца, алюминия и магния. Эти сплавы маркируются буквами АМц и АМг, за которыми следуют цифры, указывающие номер спла­ва.

Промышленность выпускает сплавы алюминия с марганцем марки АМц, содержащей от 1,0 до 1,6% марганца, и сплавы с магнием марок AMrl, АМг2, АМгЗ, АМг4, АМг5, АМгб, содержащие от 0,5 до 6,8% магния.

Неупрочняемые сплавы алюминия отличаются высокой коррозионной стойкостью; повышение проч­ности этих сплавов достигается в результате пластиче­ской деформации.

Литейные сплавы алюминия обладают высокой жидкотекучестью. Применяемые литейные сплавы в зави­симости от основного легирующего элемента делятся на пять групп.

Первая группа сплавов легируется магни­ем, вторая — кремнием, третья — медью, четвертая — кремнием и медью и пятая — несколькими легирую­щими элементами одновременно.

Все литейные сплавы маркируются буквами АЛ (алюминий литейный) и но­мером, который не характеризует ни состав, ни свойст­ва сплавов: АЛ 1, АЛ2, АЛЗО.

Сплавы алюминия с высоким содержанием магния обладают высокими ме­ханическими и антикоррозионными свойствами, но худши­ми литейными свойствами по сравнению с другими груп­пами сплавов.

Сплавы с высоким содержанием кремния, называемые силуминами, содержат 10—13% кремния, характеризуются лучшими литейными свойствами, но недостаточно прочны. Для повышения прочности силу­минов снижают содержание в них кремния и увеличи­вают добавки меди, марганца и магния. Легирование силуминов цинком повышает их жидкотекучесть и кор­розионную стойкость. Литейные сплавы алюминия по­ставляются как в виде готовых отливок, так и в виде чушек.

Лекция №14.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: