- •Общие сведения об алюминии. Способы получения алюминия.
- •Свойства алюминия.
- •2.1. Марки алюминия.
- •2.2. Химические свойства алюминия.
- •2.3.Физические свойства алюминия.
- •2.4. Механические свойства алюминия.
- •2.5. Технологические свойства алюминия.
- •Алюминиевые сплавы.
- •3.1. Виды алюминиевых сплавов.
- •3.2. Свойства алюминиевых сплавов.
- •Промышленное использование алюминия и его сплавов.
- •Использование алюминия и его сплавов в художественных целях.
- •Краткая историческая справка.
Свойства алюминия.
2.1. Марки алюминия.
Физико-химические, механические и технологические свойства алю-миния (см. далее) сильно зависят от вида и количества примесей, ухудшая большинство свойств чистого металла. Основными естественными примеся-ми в алюминии являются железо и кремний.
В зависимости от степени очистки первичный алюминий разделяют на алюминий высокой и технической чистоты (ГОСТ 11069-2001). Технический алюминий всех марок получают электролизом криолит-глиноземных распла-вов. Алюминий высокой чистоты получают дополнительной очисткой техни-ческого алюминия. Ниже в табл.1 приведена сокращенная информация о бо-льшей части марок алюминия. Также указано содержание его основных есте-ственных примесей – кремния и железа.
Главное практическое различие между техническим и высоокоочищен-ным алюминием связано с отличиями в коррозионной устойчивости к неко-торым средам. Чем алюминий чище, тем его коррозионная стойкость выше, но при этом повышается и стоимость самого материала.
Алюминий высокой чистоты используется в специальных целях. Для производства алюминиевых сплавов, кабельно-проводниковой продукции и проката, а также для изготовления художественных изделий используется технический алюминий.
Табл. 1. Химический состав алюминия разных марок.
|
Марка алюминия |
||||||||
Алюминий высокой чистоты |
Алюминий технической чистоты |
||||||||
A 995 |
A 98 |
A 95 |
A 8 |
А 7
|
А6 |
А5
|
АД1 |
А0 |
|
Al, % |
99,995 |
99,98 |
99,95 |
99,8 |
99,7 |
99,6 |
0,95 |
99,3 |
99,0 |
Si, % |
0,0015 |
0,006 |
0,020 |
0,10 |
0,15 |
0,18 |
0,25 |
0,30 |
сумма до 1% |
Fe, % |
0,0015 |
0,006 |
0,025 |
0,12 |
0,16 |
0,25 |
0,30 |
0,30 |
|
2.2. Химические свойства алюминия.
Алюминий является химически очень активным металлом. Однако на воздухе алюминий покрывается тонкой (около микрона), пленкой окиси алю-миния. Обладая высокой прочностью и химической инертностью, она защи-щает алюминий от дальнейшего окисления и определяет его высокие анти-коррозионные свойства во многих средах, например, он не реагирует с клас-сическими окислителями: с H2O; O2, HNO3. Благодаря этому алюминий прак-тически не подвержен коррозии и потому широко востребован современной промышленностью.
В алюминии высокой чистоты окисная пленка сплошная и беспористая, имеет очень прочное сцепление с алюминием. Поэтому алюминий высокой и особой чистоты очень стоек к действию неорганических кислот, щелочей, морской воды и воздуха. Сцепление окисной пленки с алюминием в местах нахождения примесей значительно ухудшается и эти места становятся уязви-мы для коррозии. Поэтому алюминий технической чистоты имеет меньшую стойкость. Например, по отношению к слабой соляной кислоте стойкость ра-финированного и технического алюминия различается в 10 раз (!).
Основное влияние на коррозионные свойства технического алюми-ния оказывает содержание железа. Так, скорость коррозии в 5% растворе HCl для марки алюминия А7 (Fe < 0,16%) меньше, чем у алюминия марки А0 (Fe < 0,8%) примерно в 50 раз(!).
Алюминий устойчив в следующих средах:
- промышленная атмосфера,
- естественная пресная вода до температур 1800 С.
- примесях едкого натра, соляной кислоты и соды,
- морская вода,
- концентрированная азотная кислота,
- 100% серная кислота,
- борная кислота в любых концентрациях,
- раствор аммиака,
- уксусная, лимонная, винная, яблочная кислота, кислые фруктовые соки,
вино,
- и некоторые др.
Алюминий неустойчив в таких средах:
- разбавленная азотная кислота,
- соляная кислота,
- разбавленная серная кислота,
- растворы едких щелочей,
- вода, содержащая соли ртути, меди, ионов хлора, разрушающих окисную
пленку,
- и некоторые др.
Отметим, что в алюминий обладает контактной коррозией. Это проявля-ется в том, что в контакте с большинством технических металлов и сплавов алюминий служит анодом и его коррозия будет увеличиваться (электродный потенциал алюминия равен -1,66 в).
