Al и его сплавы. Mg и его сплавы.

1. Алюминий. Общие сведения.

2. Термическая обработка алюминиевых сплавов.

3. Классификация сплавов.

4. Mg и его сплавы.

Алюминий – легкий металл (удельный вес 2,7) с высокой тепло- и электропроводимостью. Имеет кубическую решетку с центрированными гранями. Благодаря образованию оксидной пленки алюминий хорошо сопротивляется коррозии.

Предел прочности и твердость Al очень невысоки, повысить их можно наклепом.

Алюминий обладает высокой способностью к пластической деформации, поэтому он легко прокаливается, прессуется, штампуется.

Химически чистый алюминий марок АВ0000 [Al не менее 99,996; Fe 0,0015; Si 0,0015; Cu 0,0010, всего примесей 0,04] и АВ000 применяется главным образом для научно-исследова­тельских работ. Технически чистый алюминий марок А1 и А3 содержит соответственно 99,5 и 98,0% основного вещества. Существует первичный и вторичный Al, получаемый путем пере­плавки лома и загрязнения примесями.

Алюминий широко применяется для изготовления сплавов с Cu, Mg, Si и некоторыми другими элементами. Ограниченно применяется Al для изготовления посуды, проводов, фольги, для плакировки, в химической промышленности.

Важнейшие алюминиевые сплавы относятся к системам Al-Cu, Al-Mg и Al-Si. Меньшее значение имеют системы Al-Fe, Al-Mn, Al-Ni. Часто применяют тройные сплавы, например, Al-Cu-Ag.

В двойных сплавах Al, за исключением сплавов в системе Al-Si, образуются интерметаллические соединения, и 2-й компонент ограниченно растворяется в Al (с понижением температуры).

Ограниченная растворимость в твердом состоянии меди, магния и некоторых других металлов в алюминии в зависимости от температуры позволяет упрочнять эти сплавы путем термической обработки.

2. Термическая обработка Al-Cu сплавов.

Термическая обработка алюминиевых сплавов основана на изменении растворимости соединений в основном алюминиевом растворе, а конкретно для Al-Cu сплавов – на изменении растворимости соединения CuAl₂ в алюминии.

Как видно из ДС медь растворяется при комнатной температуре в количестве около 0,5%, а максимальная растворимость при эвтектической температуре 548 ^оС -5,7%. Любой сплав, содержащий до 5,7% Сu, соответствующим нагревом можно перевести в однофазное состояние (т.е. вторичные кристаллы соединения CuAl₂ могут быть переведены в  - твердый раствор). Это состояние можно зафиксировать быстрым охлаждением. Полученный твердый раствор при содержании в нем Сu более 0,5% является пересыщенным.

В таком пересыщенном и неустойчивом твердом растворе происходят изменения. Они приводят к выделению CuAl₂ и сохранению в растворе лишь соответствующего равновесной системе количества Сu (0,5%). Этот процесс называется старением. Таким образом, процесс термической обработки состоит из 2-х циклов: закалки и старения.

1. Закалка производится с температуры, превышающей температуру предела растворимости одного компонента в другой; быстрое охлаждение при закалке фиксирует при нормальной комнатной температуре пересыщенный, а следовательно, неустойчивый твердый раствор.

2. Старение – это превращение твердого раствора с выделением избыточных фаз; выделяющиеся кристаллические частички при превращении твердого раствора могут быть химическими соединениями, а иногда и твердыми растворами с составом, отличным от того, из которого они выделяются.