2.3.Физические свойства алюминия.

Приведем основные физические свойства алюминия:

• Цвет - серебристо-белый;

• Плотность - 2,7 г/см³;

• Температура плавления у технического алюминия - 658 °C;

• Температура кипения - 2500 °C;

• Электропроводность - 37·10⁶ См/м;

• Теплопроводность - 203,5 Вт/(м·К);

• Светоотражательная способность - высокая;

• Магнитные свойства - парамагнетик.

Замечание.

Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля. Атомы (молекулы или ионы) парамагнетика обладают собственными магнитными моментами, которые под действием внешних полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее поле, превышающее внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнитное поле. В отсутствии внешнего магнитного поля парамагнетик не намагничен, так как из-за теплового движения собственные магнитные моменты атомов ориентированы совершенно беспорядочно.

Среди указанных физических свойств алюминия отметим его высокую электропроводность, по которой он уступает только серебру, меди и золоту, а сочетание высокой электропроводности с очень малой плотностью позволяет алюминию конкурировать с  медью в сфере кабельно-проводниковой продукции (объясните почему?).

По теплопроводности алюминий уступает только серебру и меди (примерно 0,90), втрое превышая теплопроводность малоуглеродистой стали. Это свойство определяет применение алюминия в радиаторах охлаждения и теплообменниках.

      Отражательная способность алюминия сильно зависит от его чистоты. Для алюминиевой фольги чистотой 99.2% коэфициент отражения белого света равен 75%, а для фольги с содержанием алюминия 99.5% отражаемость составляет уже 84%. Таким образом, алюминий обладает блеском.

2.4. Механические свойства алюминия.

Предел прочности: литое сост. - 100-120 мПа, деформ. сост. - 180-250 мПа;

Предел текучести (деформ. сост.) – 80 – 120 мПа;

Твёрдость по Бринеллю - 24…32;

Пластичность (отн. удлин.): технический алюминий - 35 %, чистый - 50 %;

Модуль Юнга - 70 ГПа

Приведенные показатели носят очень ориентировочный характер, так как их конкретные значения зависят от многих параметров – чистоты алю-миния, состояния поставки (деформированный, отожженный или литой), ве-личины полученной деформации и т.д. и приведены здесь только для иллю-страции. Тем не менее, из них следует, что технический алюминий это мяг-кий и непрочный металл, поэтому низкие значения предела текучести и про-чности ограничивают применение алюминия по допустимым нагрузкам.    

Пластичность алюминия не ухудшается при низких температурах, вплоть до гелиевых (!). При понижении температуры от +20⁰ С до – 269⁰ С, предел прочности возрастает в 4 раза у технического алюминия и в 7 раз у высокочистого. Предел упругости при этом возрастает в 1.5 раза. Такая мо-розостойкость алюминия позволяет использовать его в криогенных устро-йствах и конструкциях.

2.5. Технологические свойства алюминия.

В целом можно отметить, что алюминий – металл, легко поддающийся деформации и литью. Его высокая пластичность позволяет производить фо-льгу (толщиной до 0.004 мм !),  а также изделия глубокой вытяжкой, исполь-зовать его для заклепок, т.е. алюминий обладает высокой ковкостью. Однако алюминий технической чистоты при высоких температурах проявляет хруп-кость. Его обрабатываемость резанием низкая.

Алюминий считается хорошо свариваемым металлом. Сварной шов имеет прочность основного металла (в отожженном состоянии) и такие же коррозионные свойства. Однако имеются и определенные проблемы при сва-рке, обусловленные наличием прочной окисной пленки и высокой теплопро-водностью.

Как отмечалось выше, низкая прочность алюминия позволяет приме-нять его только для ненагруженных элементов конструкций, когда важна вы-сокая электро- или теплопроводность, коррозионная стойкость, пластичность или свариваемость. Соединение деталей осуществляется сваркой или заклеп-ками. Технический алюминий применяется как для литья, так и для получе-ния полуфабрикатов методами обработки давлением.