3.3.3. Властивості і маркування кольорових металів, сплавів

Для виготовлення металевих конструкцій у будівництві в основному з усіх кольорових металів використовують сплави на основі алюмінію.

Переваги. Основними особливостями, які позитивно відрізняють сплави на основі алюмінію від сталей є:

1) Розповсюдженість Al в земній корі (1 місце серед металів) Al–8%, Fe–5% .

2) Мала маса (густина сплавів Al в 3 рази  ніж сталі ).

3) Висока корозійна стійкість.

4) Здатність до значних деформацій (легко виготовляти профілі різного перерізу і форми за допомогою пресування і згинання листів)

5) Відсутність іскроутворювання.

Недоліки Al сплавів:

1) Малий модуль пружності Е ( в 3 рази  ніж у сталі ).

2) Високий лінійний коефіцієнт термічного розширення.

3) Мала межа текучості.

4) Складність отримання зварного з’єднання рівноміцного основному металу.

Класифікація і маркування алюмінієвих сплавів

Al як метал в чистому вигляді для виготовлення металевих конструкцій непридатний. Для покращення його фізико-механічних властивостей до Al додають легуючі домішки: Mg, Mn, Cu, Zn, Si, Ni, Cr, Ti та інші. Їх вміст в сплавах досягає 20%. Сплави Al поділяться на:

1) Ливарні (для отримання виливок).

2) Деформовані (сплави, які обробляються тиском, для виготовлення листів, профілів, труб, дроту).

Ливарні алюмінієві сплави містять підвищену кількість кремнію, міді, магнію, цинку. Серед ливарних алюмінієвих сплавів найпоширеніші силуміни – сплави алюмінію з кремнієм (4… 13% Si). Ці сплави мають високі ливарні якості, малу усадку і пористість, тверді й міцні. Ливарні алюмінієві сплави маркують літерами АЛ (алюмінієвий ливарний) та цифрами (умовний номер), наприклад, АЛ2, АЛ17, АЛ29.

Деформовані сплави згідно легуючих домішок бувають:

• Al–Mn – АМц.

• Al–Mg – АМг – магналії.

• Al–Mg–Si – АВ – авіалі (окрім АВ маркуються буквами АД).

• Al–Cu–Mg – Д – дюралюміни (окрім Д маркуються буквами ВД, ВАД).

• Al–Zn–Mg – В – висоміцні зварювані алюмінієві сплави (В92, В95 та інш.).

Рис. 3.5. Типова діаграма деформації алюмінієвих сплавів на розтяг.

Механічні властивості алюмінієвих сплавів дещо відрізняються за характером від властивостей сталей. Для даних сплавів немає, як правило, чітко вираженої зони текучості, як це видно на типовій діаграмі деформування для цих сплавів, що зображена на рис. 3.5. В якості характеристики, що встановлює початок настання зони інтенсивного нарощування пластичних деформацій використовують межу виникнення пластичних деформацій _0,2 (МПа). Ця межа відповідає рівню напружень, при якому спостерігається поява 0,02% пластичної деформації від загальної величини деформації. Коефіцієнт Пуассона для дюралюмінію складає  = 0,3.

Механічні властивості Al сплавів залежать від хімічного складу та виду термічної обробки. Сплави Al–Mn і Al–Mg поставляють без термічної обробки. Термічно оброблюваними є сплави: Al–Mg–Si, Al–Zn–Mg, Al–Cu–Mg. Межа міцності термічно зміцнюваних сплавів у 1.5–2 рази  ніж у термічно не зміцнюваних, але їх пластичні властивості погіршені.

За видом термічної та механічної обробки алюмінієві сплави умовно позначаються літерами: М – відпалений (м’який), П – напівнагартований, Н – нагартований, Т – загартований.