Тема 9.

9.1. Алюминиевые сплавы

Алюминий по своим свойствам существенно отличается от стали. Плотность его р = 2,7 т/м³, т.е. почти в три раза меньше плотности ста­ли. Модуль продольной упругости алюминия Е = 71 000 МПа, модуль сдвига G=27000 МПа, что примерно в три раза меньше, чем модуль продольной упругости и модуль сдвига стали. Алюминий не имеет пло­щадки текучести; прямая упругих деформаций непосредственно перехо­дит в кривую упругопластических деформаций. Алюминий очень пластичен; удлинение при разрыве достигает 40...50 %, но проч­ность его весьма низка σ_u=60...70 МПа, а условный предел текучести σ_0,2 = 20...30 МПа. Чистый алюминий быстро покрывается очень прочной окисной пленкой, препятствующей дальнейшему развитию коррозии.

Вследствие весьма низкой прочности технически чистый алюминий в строительных конструкциях применяется весьма редко. Значительное увеличение прочности алюминия достигается путем легирования его магнием, марганцем, медью, кремнием, цинком и некоторыми другими элементами.

Временное сопротивление легированного алюминия (алюминиевых сплавов) в зависимости от состава легирующих добавок в 2—5 раз вы­ше, чем технически чистого; однако относительное удлинение при этом соответственно в 2—3 раза ниже. С повышением температуры прочность алюминия снижается и при температуре свыше 300 °С близка к нулю.

Особенностью ряда многокомпонентных сплавов А1-Mg-Si; Al-Си-Mg; Al-Mg-Zn) является их способность к дальнейшему уве­личению прочности в процессе старения после термической обработки; такие сплавы называются термически упрочняемыми.

Временное сопротивление некоторых высокопрочных сплавов (систе­мы Al-Mg-Zn) после термической обработки и искусственного старе­ния превышает 400 МПа; относительное удлинение при этом составляет всего 5—10 %. Термическая обработка сплавов двойной композиции (А1-Mg, Al-Mn) к упрочнению не приводит; такие сплавы получили название термически неупрочняемые.

Коррозионная стойкость сплавов зависит от состава легирующих до­бавок, состояния поставки и степени агрессивности внешней среды.

Полуфабрикаты из алюминиевых сплавов (листы, профили, трубы и т. п.) поставляются с заводов в соответствии с установленными стан­дартами. Состояние поставки указывается в обозначении после марки сплава: ГП - горячекатаное; М - мягкое (отожженное); Н - нагарто­ванное; 1/2Н - полунагартованное для листов или П - то же, для про­филей и труб; Т - закаленное и естественно состаренное в течение 3 - 6 сут при комнатной температуре; Т1 - закаленное и искусственно со­старенное в течение нескольких часов при повышенной температуре; Т5 - не полностью закаленное и искусственно состаренное.

Из большого числа марок алюминия к применению в строительстве рекомендуется всего шесть, некоторые из которых в нескольких состоя­ниях поставки:

термически неупрочняемые сплавы: АД1М и АМцМ (листы); АМг2М (листы); АМг2М (трубы);

термически упрочняемые сплавы: АД31Т (профили и трубы); АД31Т1 и АД31Т5 (профили); 1915ГП и 1915Т (профили и трубы); 1925ГП и 1925Т (профили и трубы).