Алюминий и его сплавы.
Чтобы понимать, какие свойства имеют сплавы алюминия, нужно знать характеристики основного материала. Он представляет собой лёгкий и блестящий металл. Алюминий хорошо проводит тепло и электричество благодаря чему из него изготавливают провода и различные радиодетали. Из-за низкой температуры плавления его не используют в сильно нагревающихся конструкциях.
Сверху алюминий защищён оксидной плёнкой, которая защищает материал от разрушительного воздействия факторов окружающей среды. В природе этот металл содержится в составе горных пород. Чтобы улучшить характеристики алюминия, к нему добавляют другие материалы и получаются более качественные смеси.
Состав алюминия и его сплавов обуславливает характеристики готовых изделий. Чаще всего, к этому металлу добавляют медь, марганец и магний.
Температура плавления алюминия — 660 градусов по Цельсию. По сравнению с другими металлами это низкий показатель, который ограничивает область применения металла. Чтобы повысить его жаростойкость, к нему добавляют железо. Дополнительно в состав сплава добавляется марганец и магний. Эти компоненты повышают прочность готового состава. В итоге получается сплав известный под названием «дюралюминий».
Отдельно нужно поговорить о том, как магний влияет на характеристики сплава:
- Алюминиевый сплав с большим количеством магния будет обладать высоким показателем прочности. Однако его коррозийная устойчивость значительно снизится.
- Оптимальное количество магния в составе — 6%. Таким образом можно избежать покрытия поверхностей ржавчиной и появления трещин при активной эксплуатации.
Смесь марганца с алюминием позволяет получить материал, который невозможно обрабатывать термическим методом. Закалка не будет изменять структуру металла и его характеристики.
Чтобы добиться максимальных показателей прочности не в убыток коррозийной устойчивости, изготавливаются смеси из алюминия, цинка и магния. Особенности сплава:
- Повысить показатель прочности можно с помощью термической обработки.
- Нельзя пропускать через заготовки из этой смеси электричество. Связано это с тем, что после пропускания тока ухудшится устойчивость к коррозийным процессам.
- Чтобы повысить устойчивость к образованию и развитию коррозии, в алюминиевый сплав добавляется медь.
Также к основному материалу может добавляться железо, титан или кремний. От новых компонентов изменяется температура плавления, показатель прочности, текучесть, пластичность, электропроводность и коррозийная устойчивость.Производство алюминия
В природе алюминий можно найти в составе горных пород. Самой насыщенной считается боксит. Производство этого металла можно разделить на несколько этапов:
- В первую очередь руда дробится и сушится.
- Получившаяся масса нагревается над паром.
- Обработанная смесь пересыпается в щелочь. Во время этого процесса из неё выделяются оксиды алюминия.
- Состав тщательно перемешивается.
- Далее получившийся глинозем подвергается действию электрического тока. Его сила доходит до 400 кА.
Последним этапом является отливка алюминия в формы. В этот момент в состав могут добавляться различные компоненты, которые изменяют его характеристики.
Особенности классификации сплавов
Сплавы на основе алюминия позволяют эффективнее использовать основной материал и расширить сферу его применения. Для изменения характеристик используются различные виды металлов. Редко добавляется железо или титан.
Сплавы алюминия разделяются на две большие группы:
- Литейные. Текучесть улучшается с помощью добавления в состав кремния. Расплавленный металл заливается в заранее подготовленные формы.
- Деформируемые. Из этих смесей изначально изготавливают слитки, после этого с помощью специального оборудования им придаётся требуемая форма.
В отдельную группу выделяется технический алюминий. Он представляет собой материал, в котором сдержится менее 1% посторонних примесей и компонентов. Из-за этого на поверхности металла образуется оксидная плёнка, которая защищает его от воздействия факторов окружающей среды. Однако показатель прочности у технического металла низкий.
Обрабатывают слитки разными методами. Это зависит от того, какую форму необходимо получить после обработки. Технологические процессы:
- Прокатка. Метод применяется при изготовлении фольги и цельных листов.
- Ковка. Технологический процесс, с помощью которого изготавливаются детали сложной формы.
- Формовка. Также применяется для изготовления заготовок сложной формы.
- Прессование. Таким образом изготавливаются трубы, профиля и прутья.
Дополнительно, чтобы улучшились характеристики, металл подвергается термической обработке.Спрессованные профиля из алюминиевого сплава
Основные преимущества алюминиевых сплавов:
- малый удельный вес ( 2,65—2,85), примерно в 3 раза меньше удельного веса стали и медных сплавов; высокая удельная (к весу) прочность:
- достаточная коррозионная стойкость;
- способность покрываться прочными защитными и декоративными плёнками посредством сидирования (в частности, анодирования), фосфатирования, эмалирования и пр.
- Существенное значение в технике имеет большая жёсткость изготовленных из алюминиевых сплавов конструкций.
Общее содержание вводимых в алюминиевые сплавы легирующих элементов (главным образом Mg, Си, Zn, Si, Mn, Сг, Fe, Ni) доходит до 10—12%.
Современные двойные сплавы: Al — Mg называются магналиями, Al — Si — силуминами; тройные сплавы Al-Cu-Mg — дуралюминами; другие двойные, тройные и многокомпонентные сплавы общепринятых специальных названий не имеют.Спрессованные профиля из алюминиевого сплава
Основные преимущества алюминиевых сплавов:
- малый удельный вес ( 2,65—2,85), примерно в 3 раза меньше удельного веса стали и медных сплавов; высокая удельная (к весу) прочность:
- достаточная коррозионная стойкость;
- способность покрываться прочными защитными и декоративными плёнками посредством сидирования (в частности, анодирования), фосфатирования, эмалирования и пр.
- Существенное значение в технике имеет большая жёсткость изготовленных из алюминиевых сплавов конструкций.
Общее содержание вводимых в алюминиевые сплавы легирующих элементов (главным образом Mg, Си, Zn, Si, Mn, Сг, Fe, Ni) доходит до 10—12%.
Современные двойные сплавы: Al — Mg называются магналиями, Al — Si — силуминами; тройные сплавы Al-Cu-Mg — дуралюминами; другие двойные, тройные и многокомпонентные сплавы общепринятых специальных названий не имеют.Спрессованные профиля из алюминиевого сплава
Основные преимущества алюминиевых сплавов:
- малый удельный вес ( 2,65—2,85), примерно в 3 раза меньше удельного веса стали и медных сплавов; высокая удельная (к весу) прочность:
- достаточная коррозионная стойкость;
- способность покрываться прочными защитными и декоративными плёнками посредством сидирования (в частности, анодирования), фосфатирования, эмалирования и пр.
- Существенное значение в технике имеет большая жёсткость изготовленных из алюминиевых сплавов конструкций.
Общее содержание вводимых в алюминиевые сплавы легирующих элементов (главным образом Mg, Си, Zn, Si, Mn, Сг, Fe, Ni) доходит до 10—12%.
Современные двойные сплавы: Al — Mg называются магналиями, Al — Si — силуминами; тройные сплавы Al-Cu-Mg — дуралюминами; другие двойные, тройные и многокомпонентные сплавы общепринятых специальных названий не имеют.Спрессованные профиля из алюминиевого сплава
Основные преимущества алюминиевых сплавов:
- малый удельный вес ( 2,65—2,85), примерно в 3 раза меньше удельного веса стали и медных сплавов; высокая удельная (к весу) прочность:
- достаточная коррозионная стойкость;
- способность покрываться прочными защитными и декоративными плёнками посредством сидирования (в частности, анодирования), фосфатирования, эмалирования и пр.
- Существенное значение в технике имеет большая жёсткость изготовленных из алюминиевых сплавов конструкций.
Общее содержание вводимых в алюминиевые сплавы легирующих элементов (главным образом Mg, Си, Zn, Si, Mn, Сг, Fe, Ni) доходит до 10—12%.
Современные двойные сплавы: Al — Mg называются магналиями, Al — Si — силуминами; тройные сплавы Al-Cu-Mg — дуралюминами; другие двойные, тройные и многокомпонентные сплавы общепринятых специальных названий не имеют.Спрессованные профиля из алюминиевого сплава
Основные преимущества алюминиевых сплавов:
- малый удельный вес ( 2,65—2,85), примерно в 3 раза меньше удельного веса стали и медных сплавов; высокая удельная (к весу) прочность:
- достаточная коррозионная стойкость;
- способность покрываться прочными защитными и декоративными плёнками посредством сидирования (в частности, анодирования), фосфатирования, эмалирования и пр.
- Существенное значение в технике имеет большая жёсткость изготовленных из алюминиевых сплавов конструкций.
Общее содержание вводимых в алюминиевые сплавы легирующих элементов (главным образом Mg, Си, Zn, Si, Mn, Сг, Fe, Ni) доходит до 10—12%.
Современные двойные сплавы: Al — Mg называются магналиями, Al — Si — силуминами; тройные сплавы Al-Cu-Mg — дуралюминами; другие двойные, тройные и многокомпонентные сплавы общепринятых специальных названий не имеют.