40. Алюминий и его сплавы. Свойства. Маркировка.

Алюминий – это пластичный и лёгкий металл белого цвета, покрытый серебристой матовой оксидной плёнкой.Обозначается, как Al (Aluminium).

Свойства и характеристики

Его плотность составляет 2,7 кг/м3. Температура составляет 660°C.Его электропроводность равняется 65% от меди и ее сплавов. Алюминий и бо́льшая часть сплавов из него стойко воспринимает воздействие коррозии. Это связано с тем, что на его поверхности образуется оксидная пленка, которая и защищает основной материал от воздействия атмосферного воздуха.

В необработанном состоянии его прочность равна 60 МПа, но после добавления определенных добавок она вырастает до 700 МПа. Твердость в этом состоянии достигает 250 по НВ.

Алюминий хорошо обрабатывается давлением. Для удаления наклепа и восстановления пластичности после обработки алюминиевые детали подвергают отжигу, при этом температура должна лежать в пределах 350°C.

Область применения

Отдельно стоит упомянуть способность металла проводить ток. Такая особенность позволила сделать его главным конкурентом меди. Он активно применяется при производстве микросхем и в целом в области микроэлектроники.

Широкое распространение объясняется преимуществами металла, однако есть у него и существенный недостаток – это невысокая прочность. Чтобы минимизировать его, в металл добавляется медь и магний.

Марки алюминиевых сплавов

Для маркировки алюминиевых сплавов согласно ГОСТ 4784-97 пользуются буквенно-цифровой системой, в которой:

А — технический алюминий;

Д — дюралюминий;

АК — алюминиевый сплав, ковкий;

АВ — авиаль;

В — высокопрочный алюминиевый сплав;

АЛ — литейный алюминиевый сплав;

АМг — алюминиево-магниевый сплав;

АМц — алюминиево-марганцевый сплав;

САП — спеченные алюминиевые порошки;

САС — спеченные алюминиевые сплавы.

После первого набора символов указывается номер марки сплава, а следом за номером — буква, которая обозначает его состояние:

М — сплав после отжига (мягкий);

Т — после закалки и естественного старения;

А — плакированный (нанесен чистый слой алюминия);

Н — нагартованный;

П — полунагартованный.

Алюминий может быть следующих марок:

Первичный («А5», «А95», «А7Е»).

Технический («АД1», «АД000», «АДС»).

Деформируемый («АМг2», «Д1»).

Литейный («ВАЛ10М», «АК12пч»).

Для раскисления стали («АВ86», «АВ97Ф»).

• Классификация алюминиевых сплавов, их состав, свойства.

Для классификации алюминиевых сплавов используется большое количество различных признаков. В зависимости от типа вспомогательных элементов выделяют следующие виды:

• с добавлением присадок, в качестве которых выступают различные материалы, например, магний, цинк, хром, кремний и другие.

• с добавлением интерметаллидов – в составе таких соединений присутствует несколько металлов, например, медь и магний, литий и магний.

В составе алюминиевых сплавов может присутствовать множество элементов, придающих материалу те или иные эксплуатационные характеристики.

По способу металлообработки выделяют следующие типы соединений алюминия:

• Деформируемые алюминиевые сплавы – твердые соединения, которые благодаря высокой пластичности могут обрабатываться прессованием или ковкой. Эксплуатационные характеристики материала повышаются путем проведения дополнительной обработки.

• Литейные – поступая на производство в жидком состоянии, они обрабатываются после того как затвердеют. Из литейных алюминиевых сплавов изготавливают корпусные детали различной конфигурации.

4 способа обработки алюминиевых сплавов

Отдельная группа представлена техническим алюминием, содержащим меньше 1 % посторонних примесей. Такой состав приводит к образованию на поверхности металла оксидной пленки, защищающей его от негативного воздействия окружающей среды. В то же время прочностные характеристики технического алюминия довольно низкие.

В зависимости от прочности соединения бывают:

• сверхпрочными (от 480 МПа);

• среднепрочными (от 300–480 МПа);

• малопрочными (до 300 МПа);

Отдельная группа представлена дуралюминами, обладающими особыми эксплуатационными свойствами.

В составе легких алюминиевых соединений может присутствовать множество примесей. Химический состав обозначается маркировкой.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЯ.

•Плотность алюминия: 2712 кг/м3 (2,7 г/см3)

•Температура плавления: +658°C у технического, +658°C –у алюминия особой чистоты

•Удельная теплоёмкость: 897 Дж/кг·K

•Коэффициент теплопроводности: 203,5 Вт/(м·К)

•Электропроводность: 3,7·107 См/м

•Удельное электрическое сопротивление: 2.700 · 10−8Ом·м

•Является слабым парамагнетиком

•Цвет: серебристо-белый

По химическому составу литейные алюминиевые сплавы делят на:

• Силумины. Содержат значительное количество кремния. В составе наиболее популярной марки силуминов АЛ2 содержится 10-13% Si. Материал – дешевый, с хорошей коррозионной стойкостью, но низкими механическими характеристиками. Применяется при производстве изделий, не рассчитанных на восприятие серьезных нагрузок. Марки литейных алюминиевых сплавов АЛ4 и АЛ9, дополнительно легированные магнием, востребованы для изготовления средне нагружаемых деталей.

• Медь содержащие алюминиевые сплавы – АЛ7, АЛ19. После термообработки хорошо обрабатываются резанием, имеют высокие механические характеристики при комнатных и повышенных температурах. Их минусы – низкие линейные свойства, из-за которых материал подвержен сильной усадке, склонен к образованию горячих трещин. Еще один существенный недостаток – слабая устойчивость к коррозии, поэтому отливки из этих материалов обычно анодируют. Области применения – изготовление деталей относительно простой конфигурации – кронштейнов, различного рода арматуры.

• Алюминиево-магниевые марки. Могут содержать модифицирующие добавки титана, циркония, бериллия. Обладают низкими литейными характеристиками, но имеют другие ценные технические характеристики. Они хорошо обрабатываются режущим инструментом, отличаются повышенными механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью. Из марок АЛ8 и АЛ27 производят литые детали, предназначенные для эксплуатации во влажной среде, например, в судах и самолетах. Марки АЛ13 и АЛ 22 содержат до 1,5% кремния, повышающего литейные качества. Эти материалы используются в судо- и авиастроении.