2. Материалы и методики исследования

2.1 Материалы исследования

В качестве одного из материалов взят алюминий технической марки А7 и особой чистоты марки А999.

Алюминий был открыт в 1808г. английским ученым Дэви и со временем его исследования все больше расширяются, особенно как основы многих промышленных сплавов. По прочности алюминиевые сплавы уступают сталям, но значительно превосходят их по удельной прочности (отношению временного сопротивления к плотности). Если сравнительно низкая жаропрочность алюминиевых сплавов ограничивает области их применения в условиях повышенных температур, то низкотемпературное хрупкое разрушение, свойственное многим металлам, у алюминиевых сплавов не встречается.

Алюминий является химически активным металлом, поэтому он очень легко покрывается оксидной пленкой, которая в дальнейшем защищает его от взаимодействия с окружающей средой. При комнатной температуре толщина ее составляет 5-10 нм, но при увеличении температуры до 200ºС, она возрастает до 200нм. Оксидная пленка является плотной и малопроницаемой для газов. Пленка позволяет декорировать детали поверхностной картины деформации мезомасштабного уровня.

Алюминий мономорфный металл с ГЦК-решеткой, легкоплавкий и высокопластичный металл. В физической мезомеханике пластическая деформация рассматривается как локальная потеря сдвиговой устойчивости исходной кристаллической решетки в результате локального структурного фазового перехода. Вследствие этого необходимо оценивать сдвиговую устойчивость материала величиной энергии дефекта упаковки γ, так как чем меньше величина энергии дефекта упаковки, тем выше степень диссоциации дислокаций и больше локальное образование новой фазы. С этих позиций алюминий характеризуется как металл с высокой энергией дефекта упаковки.

Высокочистый алюминий А999

Наиболее чистый алюминий (алюминий особой частоты) содержит 99,999% Аl, а сумма всех примесей составляет не более 0,001%[10].

Чистый алюминий используется главным образом в химическом машиностроении для изготовления аппаратуры, трубопроводов и применяют для лабораторных опытов. Физические свойства алюминия: удельный вес 2 7 г / см3, температура плавления 658, температура кипения 1800, временное сопротивление разрыву 8 - 10 кгс / мм2, относительное удлинение 32 - 40 %, теплопроводность алюминия в три раза больше, а коэффициент линейного расширения в два раза больше, чем у железа.

Технический алюминий А7

Таблица 1 – Химический состав в % материала А7 (ГОСТ 11069 – 2001)

Fe	Si	Mn	Ti	Al	Cu	Mg	Zn	Ga	Примесей
До 0.16	До 0.15	До 0.03	До 0.01	Min 99.7	До 0.01	До 0.02	До 0.04	До 0.03	Прочие, каждая 0.02

В своем химическом составе сплав А7 содержит химические элементы в %: Fe до 0,16 Si до 0,16 Ti до 0,02 Al 99,7 Cu до 0,01 Zn до 0,04. Физические, технологические и механические свойства сплава А7: твердость материала: HB 10 -1 = 20 МПа А7 – первичный алюминий с незначительным содержанием железа, кремния, цинка, титана и меди[11]. Цифра 7 после буквенной маркировки обозначает процентную чистоту основного металла. Эта марка обладает высокой коррозионной стойкостью и прочностью, легкостью обработки и формовки. Для повышения пластичности металла используется различные методы термической обработки. Отожженный полуфабрикат алюминия маркируется А7М, нагартованный материал – А7Н. Из данного металла изготавливают детали и конструкции для многих отраслей промышленности и строительства. Первичный алюминий А7 используется в транспортной, строительной, электротехнической и упаковочной отраслях промышленности. Применение сплава А7 в промышленности: для производства чушек, слитков, катанки; плоских слитков, отлитых методом полунепрерывного или непрерывного литья и предназначенных для прокатки на листы, ленты и другие полуфабрикаты; прессованных труб с контролем внутреннего диаметра от 14 до 42 мм для теплообменных аппаратов; теплообменников испарителей и конденсаторов с двухсторонним раздувом каналом, применяемых в бытовых холодильниках и морозильниках; рулонной фольги, применяемой для термо-, гидро- и звукоизоляции; алюминиевой комкованной пудры марок АПС-1А, АПС-1Б, АПС-2, АПС-3, предназначенной для изготовления теплопрочного деформируемого материала типа САП. Примечание: Алюминий технической чистоты. Марка алюминия А7 соответствует по химическому составу марке алюминия EN AW-1070А, установленной в Европейском стандарте EN 573-3-94 и маркам 1070 и 1170А, зарегистрированных Американской алюминиевой ассоциацией[11].