Алюминиевые сплавы

Крайне легок g=2700кг/м³ (gст=7850кг/ м³)

Е=0,71*10⁵ МПа (Ест=2,06*10⁵МПа)

I=0,265*10⁵ МПа (Iст=0,78*10⁵ МПа)

Весьма пластичен: ε=40-50% (εст=21%)

=60…70 МПа , =20…30 МПа

Упрочнение алюминия производиться:

^{1.Легированием (увеличивает прочность, понижает пластичность, коррозийную стойкость); 5-7% - сплавы с содержанием легированных компонентов и технический Al с содержанием примесей до 1%;}

^{2. наклёп (вытяжкой, холодной деформированием)}

^{3. термической обработкой.}

^{Al сплавы можно разделить на 2 вида:}

^{а) Деформируемые (сброс давлением (прокаткой, вытяжкой, гибкой, прессованием))}

^{б) Литейные (методом литья)}

^{Деформированные сплавы применяют для производства листов прессованных профилей, труб, прутков, а так же для изготовления деталей ковкой и штамповкой.}

^{Литейные сплавы в следствии низкой пластичности могут применятся только для опорных частей конструкций (Al8). Применяют в машиностроении.}

Система или группа	Наименование	Условное обозначение и состояние Al
Al	Технический Алюминий	АД1
Al-Mn	Al - марганцовые сплавы	АМцМ
Al-Mg	Al – магниевые сплавы (магналии)	АМГ-2М АМг2Н2
Al-Mg-Si	Сплавы повышающие пластичность и коррозийную стойкость	АД31Е*ЕАД31Е5 АД31Т1 АД31Т4
Al-Zn-Mg	Высокопрочные сплавы, свариваемые	1915,1915Т,1935Т
Al-Zn-Mg-Cu Алюминиевые деформированные сплавы для строительных конструкций	Высокопрочные сплавы, не свариваемые	1925Т

^{М- отожженный алюминий Al (мягкий)}

^{Н- нагартованный Al}

^{Н2- полунагартованный}

^{Т- закаленное и естественно состаленое}

^{Т1- Закаленное и искусственно состаренное}

^{Т4- Не полностью закаленное и естественно состаренное}

^{Т5 - не полностью закаленное и искусственно состаренное}

^{Al-Mn – повышает коррозионную стойкость, хорошо сваривается, относительно дешевы используются для сварных конструкций.}

^{Al-Mg-Si- средние прочностные показатели, используются для сварных и клепаных конструкций, достаточно пластичны.}

^{Al-Zn-Mg-Cu – не свариваются только в клепанных конструкций.}

^{Пластичные свойства закаленных сплавов улучшают в результате отпуска. Для этого сплав нагреваю до температуры 290-340}, выдерживают при этой температуре в течении 1-1,5 часа с последующим охлаждением со скоротью 30в час.

Защита конструкций Al сплавов от коррозии

В отличии от стали, теряющей ежегодно 20-80г с каждого м², поверхностиAlтеряет 2-4г/ м²

В Al– плотная окисная пленка (0,0001…0,01мм, а у стали 3*10^-7мм).

Коррозии бывают 3 видов:

1) Поверхностной

2) Местная

3) Межкристаличная

Коррозия может иметь химическое прохождение, то есть возникают под воздействием внешней среды, или электрохимическим, вызываемой появлением электрического тока между сплавом и другим металлом при непосредственном соприкосновении или газовую среду способствующею контакту.

Межкристаллическая коррозия носит электрохимический характер

Методы защиты:

1. Искусственное повышение окисной пленки до 0,003…0,025мм – анодное или химическое оксидирование.

2. Защита протекторами (прокладками)

3. Полирование (выравнивание красками и лаками)

Анодное оксидирование:состоит в создании окисной пленки толщина до 0,025мм.Alдеталь соединенное с анодом и погруженная в раствор серной илиH2ClO4 (хромовой) кислоты, катодом служат свинцовые пластины (на дне и стенках ванны). При прохождении тока наAlвыделяется кислород которым растворяют старую пленку. После того изделие промывают в воде, а для цветного наполнения в водном растворе красителей (органических).

Химическое оксидирование: состоит в создании окисной пленки золотистого цвета на изделиях марки АД1М, АМцМ до 0,003мм 8-10минут. В водном растворе хромового ангидрида и фторосиликата натрия.

Защита протектами: применяется при контактеAlс другим металлом. Стальные элементы покрываются слоем чистогоAlилиSiили кадмия толщиной 20мк. В строительстве используются прокладки из резины, фольги, битумной или асфальтной обмазки и др., чтобы не было контактаAlс другим металлом.

Полирование: гладкая поверхность механическая, электрохимическая, химическая.

Коррозия стальных конструкций

Сплошная коррозияхарактерна для стали, алюминия, цинковых и алюминие­вых защитных покрытий в любых средах, в которых коррозионная стойкость дан­ного материала или металла покрытия недостаточно высока. Этот вид коррозии характеризуется относительно равномерным по всей поверхности постепенным проникновением в глубь металла, т.е. уменьшением толщины сечения элемента или толщины защитного металлического покрытия. После механического удаления продуктов коррозии до чистого металла поверхность конструкции оказывается ше­роховатой, но без очевидных язв, точек коррозии и трещин. Наиболее подвержен­ными этому виду коррозии участками, как правило, являются узкие щели, зазоры, поверхности под головками болтов, гайками, другие участки скопления пыли и влаги.

Коррозия пятнамихарактерна для алюминия, алюминиевых и цинковых по­крытий в средах, в которых их коррозионная стойкость близка к оптимальной и лишь случайные факторы могут вызвать местное нарушение состояния материала. Этот вид коррозии характеризуется небольшой глубиной проникновения коррозии. При его выявлении необходимо установить причины и источники временных ме­стных повышений агрессивности среды за счет попадания на поверхность конструкции жидких сред (конденсата, атмосферной влаги при протечках и т.п.), ло­кального накопления или отложения солей, пыли и т.д.

Язвенная коррозияхарактерна в основном для углеродистой и низколегирован­ной стали (в меньшей степени - для алюминия, алюминиевых и цинковых покры­тий) при эксплуатации конструкций в жидких средах и грунтах. Язвенная корро­зия характеризуется появлением на поверхности конструкции отдельных или мно­жественных повреждений, глубина и поперечные размеры которых (от долей мил­лиметра до нескольких миллиметров) соизмеримы. Язвенная коррозия листовых конструкции, а также элементов конструкций из тонкостенных труб и прямо­угольных элементов замкнутого сечения со временем переходит в сквозную с обра­зованием отверстий в стенках толщиной до нескольких миллиметров. Язвы явля­ются острыми концентраторами напряжений и могут оказаться инициаторами за­рождения усталостных трещин и хрупких разрушений. Для оценки скорости яз­венной коррозии и прогнозирования ее развития в последующий период опреде­ляют средние скорости проникновения коррозии в наиболее глубоких язвах и ко­личество язв на единицу поверхности. Эти данные в дальнейшем следует исполь­зовать при расчете несущей способности элементов конструкций.

Точечная (питтинговая) коррозия характерна для алюминиевых сплавов, в том числе анодированных, и нержавеющей стали. При обнаружении питтинговой кор­розии необходимо выявить источники хлоридов-возбудителей процесса и возмож­ности исключения их воздействия на металл.

Питтинговая коррозия представляет собой разрушение в виде отдельных мелких (не более 1…2 мм в диаметре) и глубоких (глубина больше поперечных размеров) язв. О скорости проникновения коррозии судят по тем же характеристикам, что и при язвенной коррозии. Глубину наиболее крупных питтингов можно измерить индика­торами часового типа со щупами в виде тонких прочных иголок, менее крупных пит­тингов - под оптическим микроскопом после отбора проб для лабораторного анализа.

Межкристаллитная коррозия. Характерна для нержавеющей стали и упроч­ненных алюминиевых сплавов, особенно на участках сварки, и характеризуется относительно равномерным распределением множественных трещин на больших участках поверхности конструкций. Глубина трещин обычно меньше, чем их раз­меры на поверхности. На каждом участке развития этого вида коррозии трещины практически одновременно зарождаются от многих источников, связь которых с внутренними или рабочими напряжениями не является обязательной. Под оптиче­ским микроскопом на поперечных шлифах, изготавливаемых из отобранных проб, видно, что трещины распространяются только по границам зерен металла. Отдель­ные зерна и блоки могут выкрашиваться, в результате чего образуются язвы и по­верхностное шелушение. Основной характеристикой межкристаллитной коррозии является средняя скорость проникновения коррозионных трещин в глубь металла, устанавливаемая в соответствии с ГОСТ 9.021-74* и ГОСТ 6032-84.

Коррозионное растрескивание, коррозионная усталость, расслаивающая коррозия, контактная (гальваническая) коррозия, щелевая коррозия и.т.д.

5.Работа металла при однократном статическом растяжении и сжатии.

Диаграммы и стадии работы материала. Основные показатели механических свойств стали и алюминиевых сплавов. + распечатка