XV. Алюминий и сплавы на его основе

1.Каковы характерные физические и механические свойства алюминия и где он применяется?

Алюминий - металл серебристо-белого цвета. Температура плавления алюминия 6600С. Алюминий имеет ГЦК- решетку с периодами  = 0,4041 нм. Наиболее важной особенностью алюминия является плотность- 2,7 г/см3 против 7,8 г/см3 для железа и 8,94 г/ см3 для меди. Алюминий обладает высокой электрической проводимостью, составляющей 65 % проводимости меди.         Алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью, вследствие образования тонкой прочной пленки Al2O3. Чем чище алюминий, тем выше коррозионная стойкость.

Алюминий легко обрабатывается давлением, но обработка резанием затруднена, сваривается всеми видами сварки. Технический алюминий ввиду низкой прочности применяют для изготовления конструкций и деталей не несущих нагрузки, когда требуется высокая пластичность, хорошая свариваемость, сопротивление коррозии и высокие теплопроводность и электрическая проводимость. Так, например, из технического алюминия изготавливают различные трубопроводы, палубные надстройки морских и речных судов, кабели, электропровода, шины, конденсаторы, корпуса часов, фольгу, витражи, перегородки в комнатах, двери, рамы, посуду, цистерны для молока. Алюминий высокой чистоты предназначается для фольги, токопроводящих кабельных изделий. Более широко используют сплавы алюминия. 

2. На какие группы делятся алюминиевые сплавы в зависимости от технологии их обработки?

 Наибольшее распространение получили сплавы Al-Cu, Al-Si, Al-Mg, Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Si,Al-Mg-Si, а также Al-Zn-Mg-Cu Все сплавы алюминия можно разделить на деформируемые, предназначенные для получения полуфабрикатов (листов, плит, прутков, профилей, труб и т.л.), а также поковок и штамповых заготовок путем прокатки, прессования ковки и штамповки и литейные, предназначенные для фасонного литья.         Деформируемые сплавы по способности упрочняться термической обработкой подразделяют на сплавы, не упрочняемые термической обработкой, и сплавы, упрочняемой термической обработкой. Сплавы алюминия, обладая хорошей технологичностью во всех стадиях передела, малой плотностью, высокой коррозионной стойкостью, при достаточной прочности, пластичности и вязкости нашли широкое применение в авиации, судостроении, автостроении, строительстве и других отраслях народного хозяйства.

3. Опишите в общем виде структуру и фазовый состав алюминиевых сплавов?

Алюминиевые сплавы эвтектического типа, в частности силумины, обладают высокими механическими и литейными свойствами. Основной структурной составляющей этих сплавов является эвтектика Al-Si.

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

4. Зачем проводят диффузионный отжиг (гомогенизацию) и отжиг деформируемых алюминиевых сплавов (дуралюмина)?

Гомогенизацию применяют для выравнивания химической микронеоднородности зерен твердого раствора путем диффузии, т. е. уменьшения дендритной ликвации в слитках. Так как скорость диффузии увеличивается с повышением температуры, а количество продиффундировавшего вещества тем больше, чем длительнее выдержка, то для энергичного протекания диффузии необходимы высокая температура (близкая к температуре линии солидуса) и продолжительная выдержка.

Для выполнения гомогенизации алюминиевые сплавы (слитки) нагревают до 450-520В° С и выдерживают при этих температурах от 4 до 40 ч; после выдержки - охлаждение вместе с печью или на воздухе. В результате гомогенизации структура становится более однородной (гомогенной), повышается пластичность, что значительно улучшает последующую деформацию слитка горячей обработкой давлением. Поэтому гомогенизацию широко применяют для деформируемых алюминиевых сплавов.

Отжиг – это процесс, после которого металл становится мягче и податливее для механической обработки.

Отжиг дюралюминия производят для снижения его твердости. Для этого деталь или заготовку нужно прогреть до температуры 360 С, выдержать эту температуру некоторое время, для того чтобы деталь равномерно прогрелась. После этого деталь охлаждают на воздухе (постепенное охлаждение). Твердость дюралюминия после отжига вдвое ниже, чем закаленного.

Отожженый дюралюминий обладает большой пластичностью, что позволяет его штамповать или сгибать вдвое, не боясь появления трещин.