Алюміній і сплави на його основі: дуралюміній, силумін

Алюміній – найбільш поширений метал в земній корі (8,8%); в чистому вигляді він не зустрічається, зате мінералів, що містять алюміній дуже багато. Однак алюмінієвими рудами є далеко не всі з них. Основною сировиною для отримання алюмінію служать боксити і нефеліни.
Виробництво алюмінію з бокситів складається з двох основних процесів:
1) отримання глинозему Al2O3 з бокситів
2) відновлення металевого алюмінію електролізом з розчину глинозему в розплавленому кріоліті (Na3AlF6)

Первинний алюміній (ГОСТ 11069-74) ділять на такі групи:
– Алюміній особливої чистоти (марка А999)
– Алюміній високої чистоти (4 марки)
– Алюміній технічної чистоти

ГОСТом передбачені вісім марок, що допускають вміст домішок 0,15-1%. Назва марки вказує її чистоту. Наприклад, марка А8 позначає, що в металі міститься 99,8% алюмінію, а в марці А99 – 99,99%, в марці А999 – 99,999%.

Алюміній – легкий метал сріблясто-білого кольору. Найбільш важливою властивістю алюмінію, що визначає його широке застосування в техніці, є його невелика щільність – 2700 кг / м3. Таким чином, алюміній приблизно в три рази легше, ніж залізо.
Другим важливим властивістю алюмінію є відносно висока електропровідність – більше 50% електропровідності міді. Температура плавлення алюмінію залежить від його чистоти і коливається в межах 660-667 оС.
Також алюміній має гарну теплопровідність і теплоємність.

Має високу стійкість проти атмосферної корозії і в прісній воді. На повітрі алюміній швидко окислюється, покриваючись тонкою плівкою окису, яка не пропускає кисень в товщу металу, що і забезпечує його захист від корозії.

Алюміній добре обробляється тиском, зварюється, але погано піддається різанню. Для усунення таких негативних властивостей як невисока механічна міцність, велика усадка, труднощі обробки різанням в алюміній вводять різні добавки. У сплавах алюмінію повністю або частково усунені ці недоліки. Зараз в техніці відомі сотні різних алюмінієвих сплавів.

Алюміній і його сплави широко застосовуються:
– В машинобудуванні (застосування алюмінію дозволяє знизити вагу автомобіля, літака)
– Електротехніці (алюміній менш дефіцитний і зустрічається в природі більш широко, ніж мідь; для проводів в літальних і транспортних апаратах, повітряних ліній електропередач)
– Металургії (для отримання в чистому вигляді хрому, ванадію, для розкислення сталі)
– В харчовій промисловості – обгортки для шоколадних цукерок, алюмінієві банки для напоїв і т.д.

Також як і латуні, сплави на основі магнію і титану, алюмінієві сплави ділять на:
– деформуються
– ливарні

Деформуються алюмінієві сплави застосовують для отримання листів, стрічки, дроту і різних деталей методами обробки тиском: штампуванням, пресуванням, куванням.
Залежно від хімічного складу деформуються алюмінієві сплави ділять на кілька груп.
Деформуються алюмінієві сплави містять 2-3 і більше легуючих компонента в кількості 0,2-4% кожного.

Деформуємі обробкою алюмінієві сплави можна розділити на дві підгрупи:
– Незміцнюється термообробкою
– Зміцнюється термообробкою

Перші характеризуються невисокою міцністю, але хорошою пластичністю. До них відносяться сплави алюмінію з марганцем і магнієм, що містять його до 6%. Ці сплави майже завжди однофазні. Вони добре зварюються, стійкі проти корозії і застосовуються для малонавантажених деталей, виготовлених холодним штампуванням з глибокою витяжкою, і для зварювальних конструкцій. Зміцнення цих сплавів можливо тільки шляхом холодної деформації, так як зміцнення термічною обробкою не вдається.

АМц містить 1% марганцю.

З групи деформованих алюмінієвих сплавів, зміцнюючих термообробкою, найбільш поширені дуралюміни (або дюралюмінію) – сплави алюмінію з міддю, магнієм, марганцем (для підвищення корозійної стійкості сплаву). Також поширені сплави алюмінію з міддю, магнієм, марганцем і цинком (сплави високої міцності).

Дуралюміни маркуютьлітерою Д, після якої стоїть цифра, що позначає умовний номер сплаву.
Дуралюміни випускають у вигляді листів, пресованих і катаних профілів, прутків, труб. Особливо широко застосовують дуралюміни в авіаційній промисловості та будівництві.

Д1 – містить 4% міді, приблизно по 0,5% магнію, марганцю, кремнію.

Сплави Авіаль поступаються дюралюмінію в міцності, але більш пластичні як в гарячому, так і в холодному стані і тому використовуються для легких конструкцій, що вимагають гнучких і інших деформацій при монтажі.

Ливарні алюмінієві сплави містять майже ті ж легуючі компоненти, що і деформуються сплави, але в значно більшій кількості (до 9-13% за окремими компонентами). Ливарнісплави призначені для виготовлення фасонних виливків.

Випускають 35 марок ливарних алюмінієвих сплавів. За хімічним складом їх можна розділити на кілька груп, наприклад, алюміній з кремнієм або алюміній з магнієм.

Сплави на основі алюмінію і кремнію називають силуміну. Силумін має високі механічні і ливарні властивості: високу жидкотекучестью, невеликою усадкою, досить високою міцністю, задовільною пластичністю. Сплави на основі алюмінію і магнію мають високу питому міцність, добре обробляються різанням і мають високу корозійну стійкість.
Перший алюмінієвий завод побудований в 1932 році, базуючись на електроенергії першої радянської Волховской електростанції. У 1933 році побудований другий алюмінієвий завод в Запоріжжі, який використовував енергію Дніпрогесу.

...
ПОДІЛИТИСЯ: