Материал алюминий: Что такое алюминий

Алюминиевые сплавы: маркировка, свойства, классификация

Алюминиевые сплавы популярны в различных сферах. Металл и смеси на его основе входят в топ-5 самых распространённых на земле. При изготовлении деталей, проводов или корпусов из этого материала важно понимать, какие виды сплавов алюминия существуют и как они классифицируются.

Алюминиевые сплавы

Характеристика алюминия

Чтобы понимать, какие свойства имеют сплавы алюминия, нужно знать характеристики основного материала. Он представляет собой лёгкий и блестящий металл. Алюминий хорошо проводит тепло и электричество благодаря чему из него изготавливают провода и различные радиодетали. Из-за низкой температуры плавления его не используют в сильно нагревающихся конструкциях.

Сверху алюминий защищён оксидной плёнкой, которая защищает материал от разрушительного воздействия факторов окружающей среды. В природе этот металл содержится в составе горных пород. Чтобы улучшить характеристики алюминия, к нему добавляют другие материалы и получаются более качественные смеси.

Состав алюминия и его сплавов обуславливает характеристики готовых изделий. Чаще всего, к этому металлу добавляют медь, марганец и магний.

Температура плавления алюминия — 660 градусов по Цельсию. По сравнению с другими металлами это низкий показатель, который ограничивает область применения металла. Чтобы повысить его жаростойкость, к нему добавляют железо. Дополнительно в состав сплава добавляется марганец и магний. Эти компоненты повышают прочность готового состава. В итоге получается сплав известный под названием «дюралюминий».

Отдельно нужно поговорить о том, как магний влияет на характеристики сплава:

1. Алюминиевый сплав с большим количеством магния будет обладать высоким показателем прочности. Однако его коррозийная устойчивость значительно снизится.
2. Оптимальное количество магния в составе — 6%. Таким образом можно избежать покрытия поверхностей ржавчиной и появления трещин при активной эксплуатации.

Смесь марганца с алюминием позволяет получить материал, который невозможно обрабатывать термическим методом. Закалка не будет изменять структуру металла и его характеристики.

Чтобы добиться максимальных показателей прочности не в убыток коррозийной устойчивости, изготавливаются смеси из алюминия, цинка и магния. Особенности сплава:

1. Повысить показатель прочности можно с помощью термической обработки.
2. Нельзя пропускать через заготовки из этой смеси электричество. Связано это с тем, что после пропускания тока ухудшится устойчивость к коррозийным процессам.
3. Чтобы повысить устойчивость к образованию и развитию коррозии, в алюминиевый сплав добавляется медь.

Также к основному материалу может добавляться железо, титан или кремний. От новых компонентов изменяется температура плавления, показатель прочности, текучесть, пластичность, электропроводность и коррозийная устойчивость.

Плавление алюминия

Производство алюминия

В природе алюминий можно найти в составе горных пород. Самой насыщенной считается боксит. Производство этого металла можно разделить на несколько этапов:

1. В первую очередь руда дробится и сушится.
2. Получившаяся масса нагревается над паром.
3. Обработанная смесь пересыпается в щелочь. Во время этого процесса из неё выделяются оксиды алюминия.
4. Состав тщательно перемешивается.
5. Далее получившийся глинозем подвергается действию электрического тока. Его сила доходит до 400 кА.

Последним этапом является отливка алюминия в формы. В этот момент в состав могут добавляться различные компоненты, которые изменяют его характеристики.

Особенности классификации сплавов

Сплавы на основе алюминия позволяют эффективнее использовать основной материал и расширить сферу его применения. Для изменения характеристик используются различные виды металлов. Редко добавляется железо или титан.

Сплавы алюминия разделяются на две большие группы:

1. Литейные. Текучесть улучшается с помощью добавления в состав кремния. Расплавленный металл заливается в заранее подготовленные формы.
2. Деформируемые. Из этих смесей изначально изготавливают слитки, после этого с помощью специального оборудования им придаётся требуемая форма.

В отдельную группу выделяется технический алюминий. Он представляет собой материал, в котором сдержится менее 1% посторонних примесей и компонентов. Из-за этого на поверхности металла образуется оксидная плёнка, которая защищает его от воздействия факторов окружающей среды. Однако показатель прочности у технического металла низкий.

Обрабатывают слитки разными методами. Это зависит от того, какую форму необходимо получить после обработки. Технологические процессы:

1. Прокатка. Метод применяется при изготовлении фольги и цельных листов.
2. Ковка. Технологический процесс, с помощью которого изготавливаются детали сложной формы.
3. Формовка. Также применяется для изготовления заготовок сложной формы.
4. Прессование. Таким образом изготавливаются трубы, профиля и прутья.

Дополнительно, чтобы улучшились характеристики, металл подвергается термической обработке.

Спрессованные профиля из алюминиевого сплава

Марки алюминия и алюминиевых сплавов

Сплавы алюминия обозначаются по ГОСТ 4784-97. В государственном документе указывается маркировка алюминиевых сплавов, состоящая из букв и цифр. Расшифровка:

1. Д — этой буквой обозначается дюралюминий.
2. АК — маркировка алюминиевых сплавов, обработанных в процессе ковки.
3. А — обозначается технический материал.
4. АВ — авиаль.
5. АЛ — обозначение литейного металла.
6. АМц — марки алюминия с добавлением марганца.
7. В — сплав с высоким показателем прочности.
8. САП — порошки, спеченные в подготовленных формах.
9. АМг — смеси с добавлением магния.
10. САС — сплавы спеченные.

После буквенного обозначения указывается номер, который указывает на марку алюминия. После цифр указывается буква. Почитать детальную расшифровку цифр можно в ГОСТе.

Виды и свойства алюминиевых сплавов

Работая с этим металлом и смесями на его основе, важно знать свойства алюминиевых сплавов. От этого будет зависеть область применения материала и его характеристики. Классификация алюминиевых сплавов приведена выше. Ниже будут описаны самые популярные виды сплавов и их свойства.

Алюминиево-магниевые сплавы

Сплавы алюминия с магнием обладают высоким показателем прочности и хорошо поддаются сварке. Дополнительного компонента в состав не добавляют более 6%. В противном случае ухудшается устойчивость материала к коррозийным процессам. Чтобы дополнительно увеличить показатель прочности без ущерба защите от коррозии, алюминиевые сплавы разбавляются марганцем, ванадием, хромом или кремнием. От каждого процента магния, добавленного в состав, показатель прочности изменяется на 30 Мпа.

Алюминиево-марганцевые сплавы

Чтобы увеличить показатель коррозийной устойчивости, алюминиевый сплав разбавляется марганцем. Этот компонент дополнительно увеличивает прочность изделия и показатель свариваемости. Компоненты, которые могут добавляться в такие составы — железо и кремний.

Сплавы с алюминием, медью и кремнием

Второе название этого материала — алькусин. Марки алюминия с добавлением меди и кремния идут на производство деталей для промышленного оборудования. Благодаря высоким техническим характеристикам они выдерживают постоянные нагрузки.

Алюминиево-медные сплавы

Смеси меди с алюминием по техническим характеристикам можно сравнить с низкоуглеродистыми сталями. Главный минус этого материала — подверженность к развитию коррозийных процессов. На детали наносится защитное покрытие, которое сохраняет их от воздействия факторов окружающей среды. Состав алюминия и меди улучшают с помощью легирующий добавок. Ими является марганец, железо, магний и кремний.

Алюминиево-медные сплавы

Алюминиево-кремниевые сплавы

Называются такие смеси силумином. Дополнительно эти сплавы улучшаются с помощью натрия и лития. Чаще всего, силумин используется для изготовления декоративных изделий.

Сплавы с алюминием, цинком и магнием

Сплавы на основе алюминия, в которые добавляется магний и цинк, легко обрабатываются и имеют высокий показатель прочности. Увеличить характеристики материала можно проведя термическую обработку. Недостаток смеси трёх металлов — низкая коррозийная устойчивость. Исправить этот недостаток можно с помощью легирующей медной примеси.

Авиаль

В состав этих сплавов входит алюминий, магний и кремний. Отличительные особенности — высокий показатель пластичности, хорошая устойчивость к коррозийным процессам.

Сферы применения алюминиевых сплавов

Сферы применения алюминия и его сплавов:

1. Столовые приборы. Посуда из алюминия, вилки, ложки и емкости для хранения жидкостей популярны до сих пор.
2. Пищевая промышленность. Этот металл используется в качестве добавки к пище. Его обозначение в составе продуктов — E Он является пищевой добавкой с помощью которой красят кондитерские изделия или защищают продукты от плесени.
3. Ракетостроение. Алюминий используется при изготовлении топлива для запуска ракет.
4. Военная промышленность. Приемлемая цена и малая удельная масса сделала этот металл популярным при производстве деталей для стрелкового оружия.
5. Стекловарение. Этот материал используется при изготовлении зеркал. Связано это с его высоким коэффициентом отражения.
6. Ювелирные изделия. Раньше украшения из алюминия были очень популярны. Однако постепенно его вытеснило серебро и золото.

Благодаря высокому показателю электропроводности этот металл используется для изготовления проводов и радиодеталей. В плане проводимости электрического тока, алюминий уступает только меди и серебру.

Нельзя забывать про небольшую удельную массу материала. Алюминий считается одним из самых лёгких видов металла. Благодаря этому он используется для изготовления корпусов для самолётов и машин. Углубляясь в эту тему, можно сказать о том, что весь самолёт состоит минимум на 50% из этого металла.

Также этот металл содержится в организме человека. Если этого компонента не хватает, замедляются процессы роста и регенерации тканей. Человек чувствует усталость, могут появляться мышечные боли и повышенная сонливость. Однако чаще возникают ситуации, когда этого компонента больше нормы в организме. Из-за этого человек становится раздражительным и нервным. В случае переизбытка требуется отказаться от косметики с добавлением алюминия и медицинских препаратов с его содержанием в составе.

Смеси с алюминием распространены в разных сферах промышленности. Связано это с тем, что этот металл входит в топ-5 самых распространённых в мире. В природе он содержится в различных рудах. На производстве слабые показатели этого металла увеличиваются с помощью добавления других компонентов. Так можно поднять устойчивость к коррозийным процессам, прочность, температуру плавления.

Алюминий — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Радиус нейтрального атома алюминия 0, 143 нм, радиус иона Al³⁺ 0, 057 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома алюминия равны, соответственно, 5, 984, 18, 828, 28, 44 и 120 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность алюминия 1, 5.

Простое вещество алюминий — мягкий легкий серебристо-белый металл.

Латинское aluminium происходит от латинского же alumen, означающего квасцы (сульфат алюминия и калия KAl(SO₄)₂·12H₂O), которые издавна использовались при выделке кож и как вяжущее средство. Из-за высокой химической активности открытие и выделение чистого алюминия растянулось почти на 100 лет. Вывод о том, что из квасцов может быть получена «земля» (тугоплавкое вещество, по-современному — оксид алюминия) сделал еще в 1754 немецкий химик А. Маргграф. Позднее оказалось, что такая же «земля» может быть выделена из глины, и ее стали называть глиноземом. Получить металлический алюминий смог только в 1825 датский физик Х. К. Эрстед. Он обработал амальгамой калия (сплавом калия со ртутью) хлорид алюминия AlCl ₃, который можно было получить из глинозема, и после отгонки ртути выделил серый порошок алюминия.Только через четверть века этот способ удалось немного модернизировать. Французский химик А. Э. Сент-Клер Девиль в 1854 предложил использовать для получения алюминия металлический натрий, и получил первые слитки нового металла. Стоимость алюминия была тогда очень высока, и из него изготовляли ювелирные украшения.Промышленный способ производства алюминия путем электролиза расплава сложных смесей, включающих оксид, фторид алюминия и другие вещества, независимо друг от друга разработали в 1886 году П. Эру (Франция) и Ч. Холл (США). Производство алюминия связано с высоким расходом электроэнергии, поэтому в больших масштабах оно было реализовано только в 20 веке. В Советском Союзе первый промышленный алюминий был получен 14 мая 1932 года на Волховском алюминиевом комбинате, построенном рядом с Волховской гидроэлектростанцией.По распространенности в земной коре алюминий занимает первое место среди металлов и третье место среди всех элементов (после кислорода и кремния), на его долю приходится около 8, 8% массы земной коры. Алюминий входит в состав огромного числа минералов, главным образом, алюмосиликатов, и горных пород. Соединения алюминия содержат граниты, базальты, глины, полевые шпаты и др. Но вот парадокс: при огромном числе минералов и пород, содержащих алюминий, месторождения бокситов — главного сырья при промышленном получении алюминия, довольно редки. В России месторождения бокситов имеются в Сибири и на Урале. Промышленное значение имеют также алуниты и нефелины.

В качестве микроэлемента алюминий присутствует в тканях растений и животных. Существуют организмы-концентраторы, накапливающие алюминий в своих органах, — некоторые плауны, моллюски.

При промышленном производстве бокситы сначала подвергают химической переработке, удаляя из них примеси оксидов кремния и железа и других элементов. В результате такой переработки получают чистый оксид алюминия Al₂O₃ — основное сырье при производстве металла электролизом. Однако из-за того, что температура плавления Al

2O₃ очень высока (более 2000 °C), использовать его расплав для электролиза не удается.

Выход ученые и инженеры нашли в следующем. В электролизной ванне сначала расплавляют криолит Na₃AlF₆ (температура расплава немного ниже 1000 °C). Криолит можно получить, например, при переработке нефелинов Кольского полуострова. Далее в этот расплав добавляют немного Al₂О₃ (до 10 % по массе) и некоторые другие вещества, улучающие условия проведения последующего процесса. При электролизе этого расплава происходит разложение оксида алюминия, криолит остается в расплаве, а на катоде образуется расплавленный алюминий:

2Al₂О₃ = 4Al + 3О₂.

Так как анодом при электролизе служит графит, то выделяющийся на аноде кислород реагирует с графитом и образуется углекислый газ СО₂.

При электролизе получают металл с содержанием алюминия около 99, 7%. В технике применяют и значительно более чистый алюминий, в котором содержание этого элемента достигает 99, 999% и более.

Алюминий — типичный металл, кристаллическая решетка кубическая гранецентрированная, параметр а = 0, 40403 нм. Температура плавления чистого металла 660 °C, температура кипения около 2450 °C, плотность 2, 6989 г/см³. Температурный коэффициент линейного расширения алюминия около 2, 5·10

-5 К^-1. Стандартный электродный потенциал Al³⁺/Al –1, 663В.

Химически алюминий — довольно активный металл. На воздухе его поверхность мгновенно покрывается плотной пленкой оксида Al₂О₃, которая препятствует дальнейшему доступу кислорода к металлу и приводит к прекращению реакции, что обусловливает высокие антикоррозионные свойства алюминия. Защитная поверхностная пленка на алюминии образуется также, если его поместить в концентрированную азотную кислоту.

С остальными кислотами алюминий активно реагирует:

6НСl + 2Al = 2AlCl₃ + 3H₂,

3Н₂SO₄ + 2Al = Al₂(SO₄)₃

+ 3H₂.

Алюминий реагирует с растворами щелочей. Сначала растворяется защитная оксидная пленка:

Al₂О₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄].

Затем протекают реакции:

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂,

NaOH + Al(OH)₃ = Na[Al(OH)₄],

или суммарно:

2Al + 6H₂O + 2NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3Н₂,

и в результате образуются алюминаты: Na[Al(OH)₄] — алюминат натрия (тетрагидроксоалюминат натрия), К[Al(OH)₄] — алюминат калия (терагидроксоалюминат калия) или др. Так как для атома алюминия в этих соединениях характерно координационное число 6, а не 4, то действительные формулы указанных тетрагидроксосоединений следующие: Na[Al(OH) ₄(Н₂О)₂] и К[Al(OH)₄(Н₂О)₂].

При нагревании алюминий реагирует с галогенами:

2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃,

2Al + 3 Br₂ = 2AlBr₃.

Интересно, что реакция между порошками алюминия и иода начинается при комнатной температуре, если в исходную смесь добавить несколько капель воды, которая в данном случае играет роль катализатора:

2Al + 3I₂ = 2AlI₃.

Взаимодействие алюминия с серой при нагревании приводит к образованию сульфида алюминия:

2Al + 3S = Al

2S₃,

который легко разлагается водой:

Al₂S₃ + 6Н₂О = 2Al(ОН)₃ + 3Н₂S.

С водородом алюминий непосредственно не взаимодействует, однако косвенными путями, например, с использованием алюминийорганических соединений, можно синтезировать твердый полимерный гидрид алюминия (AlН₃)_х — сильнейший восстановитель.

В виде порошка алюминий можно сжечь на воздухе, причем образуется белый тугоплавкий порошок оксида алюминия Al₂О₃.

Высокая прочность связи в Al₂О₃ обусловливает большую теплоту его образования из простых веществ и способность алюминия восстанавливать многие металлы из их оксидов, например:

3Fe₃O₄ + 8Al = 4Al₂O₃ + 9Fe и даже

3СаО + 2Al = Al₂О₃ + 3Са.

Амфотерному оксиду Al₂О₃ соответствует амфотерный гидроксид — аморфное полимерное соединение, не имеющее постоянного состава. Состав гидроксида алюминия может быть передан формулой xAl₂O₃·yH₂O, при изучении химии в школе формулу гидроксида алюминия чаще всего указывают как Аl(OH)₃.

В лаборатории гидроксид алюминия можно получить в виде студенистого осадка обменными реакциями:

Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Al(OH)₃ + 3Na

2SO₄,

или за счет добавления соды к раствору соли алюминия:

2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃↓ + 6NaCl + 3CO₂­,

а также добавлением раствора аммиака к раствору соли алюминия:

AlCl₃ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃↓ + 3H₂O + 3NH₄Cl.

По масштабам применения алюминий и его сплавы занимают второе место после железа и его сплавов. Широкое применение алюминия в различных областях техники и быта связано с совокупностью его физических, механических и химических свойств: малой плотностью, коррозионной стойкостью в атмосферном воздухе, высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью и сравнительно высокой прочностью. Алюминий легко обрабатывается различными способами — ковкой, штамповкой, прокаткой и др. Чистый алюминий применяют для изготовления проволоки (электропроводность алюминия составляет 65, 5% от электропроводности меди, но алюминий более чем в три раза легче меди, поэтому алюминий часто заменяет медь в электротехнике) и фольги, используемой как упаковочный материал. Основная же часть выплавляемого алюминия расходуется на получение различных сплавов. Сплавы алюминия отличаются малой плотностью, повышенной (по сравнению с чистым алюминием) коррозионной стойкостью и высокими технологическими свойствами: высокой тепло- и электропроводностью, жаропрочностью, прочностью и пластичностью. На поверхности сплавов алюминия легко наносятся защитные и декоративные покрытия.

Разнообразие свойств алюминиевых сплавов обусловлено введением в алюминий различных добавок, образующих с ним твердые растворы или интерметаллические соединения. Основную массу алюминия используют для получения легких сплавов — дуралюмина (94% Al, 4% Cu, по 0, 5% Mg, Mn, Fe и Si), силумина (85-90% Al, 10-14% Si, 0, 1% Na) и др. В металлургии алюминий используется не только как основа для сплавов, но и как одна из широко применяемых легирующих добавок в сплавах на основе меди, магния, железа, никеля и др.

Сплавы алюминия находят широкое применение в быту, в строительстве и архитектуре, в автомобилестроении, в судостроении, авиационной и космической технике. В частности, из алюминиевого сплава был изготовлен первый искусственный спутник Земли. Сплав алюминия и циркония — циркалой — широко применяют в ядерном реакторостроении. Алюминий применяют в производстве взрывчатых веществ.

Особо следует отметить окрашенные пленки из оксида алюминия на поверхности металлического алюминия, получаемые электрохимическим путем. Покрытый такими пленками металлический алюминий называют анодированным алюминием. Из анодированного алюминия, по внешнему виду напоминающему золото, изготовляют различную бижутерию.

При обращении с алюминием в быту нужно иметь в виду, что нагревать и хранить в алюминиевой посуде можно только нейтральные (по кислотности) жидкости (например, кипятить воду). Если, например, в алюминиевой посуде варить кислые щи, то алюминий переходит в пищу и она приобретает неприятный «металлический» привкус. Поскольку в быту оксидную пленку очень легко повредить, то использование алюминиевой посуды все-таки нежелательно.

В организм человека алюминий ежедневно поступает с пищей (около 2-3 мг), но его биологическая роль не установлена. В среднем в организме человека (70 кг) в костях, мышцах содержится около 60 мг алюминия.

• Беляев А. И. История алюминия, в сб. Труды Института истории естествознания и техники, т. 20, М., 1959.
• Беляев А. И. Металлургия легких металлов. М., 1970.
• Беляев А. И. Металлургия легких металлов. М., 1970.
• Промышленные алюминиевые сплавы. М., 1984.

Марки алюминия

Алюминиевый и дюралюминиевый прокат со склада в Москве.

                 Продажа алюминия. Продажа дюрали. Алюминий, дюраль. Алюминий цена.

                Алюминий марок Д16, Д16т, АМГ6, АМГ5, АМГ3, АМГ2, АМЦ, В95, АК6, АК4-1   

                                                                    ГОСТы на алюминий

 ГОСТ 21631-76 — Листы из алюминия и алюминиевых сплавов.

 (Технические условия)

 ГОСТ 17232-79 — Плиты из алюминия и алюминиевых сплавов.

 (Технические условия)

 ГОСТ 21488-76 — Прутки прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов.

 (Технические условия)

 ГОСТ 11069 -74 — Алюминий первичный. 

 (Марки)

 ГОСТ 4784-74 — Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые.

 (Марки)

 ГОСТ 7871-75 — Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов.

  

 ГОСТ 14838-78 — Проволока из алюминия и алюминиевых сплавов для холодной высадки.

  

Алюминиевый прокат. Дюралевый прокат.

Продаём алюминиевый прокат: лист алюминиевый, алюминиевая плита, алюминиевый пруток, алюминиевый профиль, проволока алюминиевая, алюминиевые шины, алюминиевая лента, алюминиевая труба.

Алюминиевые листы широко применены в различных областях промышленности. Как конструктивный материал используются для производства домашнего изделия, контейнеров, мощностей для хранения опасных жидкостей и т.д, Листы из алюминия обладают маленькой относительной плотностью, проводимостью высокой температуры и износостойкостью. Продаём листы алюминиевые марок АМГ, АМГ2, АМГ2м, АМГ3, АМГ3м, АМГ5, АМГ5м, АМГ6, АМГ6м, АМЦ, АМЦм, АМЦн2, АД1, АД1м, АД1н, А5, А5м. Продажа дюралевых листов марок Д16, Д16ам, Д16ат, Д16т.

Алюминиевые плиты (Д16, Д16Т, Д16ат, АМц, АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, АМг6Б) применяются в электротехнической промышленности, и в производстве товаров народного потребления.

Пруток алюминиевый используетсяо как присадочный материал, и в производстве заклепок. Продаём алюминиевые  прутки марок АМц, АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, АК6, АК4-1, Д16, Д16Т, Д1, Д1Т, В95.

Продажа стандартных алюминиевых профилей (АД31, АД0, АМг6, Д16Т), уголок алюминиевый АД31.

В продаже алюминиевая проволока сварочная: СвАМг3, СвАМг3Н, СвАМг5, СвАМг6, СвАМг61, СвА5, СвАК5, СвАМц, СвАМцН.

 

Приглашаем к сотрудничеству крупнооптовых покупателей!

Алюминиевые сплавы, сплавы на основе алюминия. Первые А. с. получены в 50-х гг. 19 в.; они представляли собой сплав алюминия с кремнием и характеризовались невысокими прочностью и коррозионной стойкостью. Длительной время Si считали вредной примесью в А. с. К 1907 в США получили развитие сплавы Al—Cu (литейные с 8% Cu и деформируемые с 4% Cu). В 1910 в Англии были предложены тройные сплавы Al—Cu—Mn в виде отливок, а двумя годами позднее — А. с. с 10—14% Zn и 2—3% Cu. Поворотным моментом в развитии А. с. явились работы А. Вильма (Германия) (1903—11), который обнаружил т. н. старение А. с. приводящее к резкому улучшению их свойств (главным образом прочностных). Этот улучшенный А. с. был назван дуралюмином. В СССР Ю. Г. Музалевским и С. М. Вороновым был разработан советский вариант дуралюмина — т. н. кольчугалюминий. В 1921 А. Пач (США) опубликовал метод модификации сплава Al—Si введением микроскопических доз Na, что привело к значительному улучшению свойств сплавов Al—Si и их широкому распространению. Исходя из механизма старения А. с., в последующие годы велись усиленные поиски химических соединений, способных упрочнить Al. Разрабатывались новые системы А. с.: коррозионностойкие, декоративные и электротехнические Al—Mg—Si; самые прочные Al—Mg—Si—Cu, Al—Zn—Mg и Al—Zn—Mg—Cu; наиболее жаропрочные Al—Cu—Mn и Al—Cu—Li; лёгкие и высокомодульные Al—Be—Mg и Al—Li—Mg .

Основные достоинства А. с.: малая плотность, высокая электро- и теплопроводность, коррозионная стойкость, высокая удельная прочность.

По способу производства изделий А. с. можно разделить на 2 основные группы: деформируемые (в т. ч. спечённые А. с.) для изготовления полуфабрикатов (листов, плит, профилей, труб, поковок, проволоки) путём деформации  и литейные — для фасонных отливок.

 Развитие систем алюминиевых сплавов

Система алюминиевого сплава	Упрочняющая фаза	Год открытия упрочняющего эффекта	Марка алюминиевого сплава по ГОСТ (СССР)
Al—Cu—Mg	CuAl2, Al2CuMg	1903-11	Д1, Д16, Д18, АК4-1, БД-17, Д19, М40, ВАД1
Al—Mg—Si	Mg2Si	1915-21	АД31, АД33, АВ (без Cu)
Al—Mg—Si—Cu	Mg2Si, Wфаза (Al2CuMgSi)	1922	AB (с Cu), АК6, AK8
Al—Zn—Mg	MgZn2, Тфаза (Al2Mg2Zn3)	1923-24	B92, В48-4, 01915, 01911
Al—Zn—Mg—Cu	MgZn2, Тфаза (Al2Mg2Zn3), Sфаза (Al2CuMg)	1932	B95, В96, В93, В94
Al—Cu—Mn	CuAl2, Al12Mg2Cu	1938	Д20, 01201
Al—Be—Mg	Mg2Al3	1945	Сплавы типа АБМ
Al—Cu—Li	Тфаза (Al7,5Cu4Li)	1956	ВАД23
Al—Li—Mg	Al2LiMg	1963-65	01420

  Деформируемые А. с. принадлежат к различным группам

Химический состав и механические свойства некоторых деформируемых алюминиевых сплавов (1Мн/м² » 0,1 кгс/мм²; 1 кгс/мм²»10 Мн/м²)

Марка алюминиевого сплава	Основные элементы (% по массе)1						Типичны е механич. свойства3
	Cu	Mg	Zn	Si	Mn	Полуфабрикаты2	предел прочности sb, Мн/м2	предел текучести s0,2, mh/m2	относит. удлинение d, %
Алюминий АМг1	< 0,01	0,5-0,8		< 0,05		Л	120	50	27,0
Алюминий АМг6	< 0,1	5,8-6,8	< 0,2	< 0,4	0,5-0,8	Л, Пл, Пр, Пф	340	170	20,0
Алюминий АД31	< 0,1	0,4-0,9	< 0,2	0,3-0,7	< 0.1	Пр (Л, Пф)	240	220	10,0
Алюминий АДЗЗ	0,15—0,4	0,8-1,2	< 0,25	0,4-0,8	<0,15	Пф (Пр. Л)	320	260	13,0
Алюминий АВ	0,2—0,6	0,45-0,9	< 0,2	0,5-1,2	0,15-0,35	л, ш, т, Пр, Пф	340	280	14,0
Алюминий АК6	1,8—2,6	0,4-0,8	< 0,3	0,7-1,2	0,4-0,8	Ш, Пк, Пр	390	300	10,0
Алюминий АК8	3,9—4,8	0,4-0,8	< 0,3	0,6-1,2	0,4—1,0	Ш, Пк, Пф, Л	470	380	10,0
Алюминий Д1	3,8—4,8	0,4-0,8	< 0,3	<] 0,7	0,4-0,8	Пл (Л, Пф, Т), Ш, Пк	380	220	12,0
Алюминий Д16	3,8—4,9	1,2-1,8	< 0,3	< 0,5	0,3-0,9	Л (Пф, Т, Пв)	440	2″0	19,0
Алюминий Д19	3,8—4,3	1,7-2,3	< 0,1	< 0,5	0,5-1,0	Пф (Л)	460	340	12,0
Алюминий В65	3,9—4,5	0,15-0,3	< 0,1	< 0,25	0,3-0,5	Пв	400	—	20,0
Алюминий АК4-14	1,9—2,5	1,4-1,8	< 0,3	< 0,35	< 0,2	Пн, Пф (Ш, Пл, Л)	420	350	8,0
Алюминий Д20	6,0—7,0	< 0,05	< 0,1	< 0,3	0,4-0,8	Л, Пф (Пн, Ш, Пк, Пр)	400	300	10,0
Алюминий ВАД235	4,9—5,8	< 0,05	< 0,1	< 0,3	0,4-0,8	Пф (Пр, Л)	550	500	4,0
014206	< 0,05	5,0-6,0	—	< 0,007	0,2-0,4	Л (Пф)	440	290	10,0
Алюминий В92	< 0,05	3,9-4,6	2,9-3,6	< 0,2	0,6-1,0	Л (Пл, Пс, Пр, Пк), Ш, Пф	450	320	13,0
0,19157	< 0,1	1,3-1,8	3,4-4,0	< 0,3	0,2-0,6	Л, (Пф)	350	300	10.1)
Алюминий В93	0,8—1,2	1,6-2,2	6,5-7,3	< 0,2	< 0,1	Ш, (Пк)	480	440	2,5
Алюминий В95	1,4—2,0	1,8-2,8	5,0-7,0	< 0,5	0,2-0,6	Л, Пл, Пк, Ш, Пф, Пр	560	530	7,0
Алюминий В96	2,2—2,8	2,5-3,5	7,6-8,6	< 0,3	0,2-0,5	Пф (Пн, Пк, Ш)	670	630	7,0

Примечания. ¹Во всех сплавах в качестве примесей присутствуют Fe и Si; в ряд сплавов вводятся малые добавки Сг, Zr, Ti, Be. ²Полуфабрикаты: Л — лист; Пф — профиль; Пр — пруток; Пк — поковка; Ш — штамповка; Пв — проволока: Т — трубы; Пл — плиты; Пн — панели: Пс — полосы; Ф — фольга. ³Свойства получены по полуфабрикатам, показанным без скобок. ⁴С добавкой 1,8—1,3% Ni и 0,8—1,3% Fe. ⁵С добавкой 1,2—1,4% Li. ⁶С добавкой1,9—2,3% Li. ⁷С добавкой 0,2—0,4%Fe.

Двойные алюмигниевые сплавы на основе системы Al—Mg (т. н. магналии) не упрочняются термической обработкой. Они имеют высокую коррозионную стойкость, хорошо свариваются; их широко используют при производстве морских и речных судов, ракет, гидросамолётов, сварных ёмкостей, трубопроводов, цистерн, ж.-д. вагонов, мостов, холодильников и т. д.

Сплавы алюминия Al—Mg—Si (т. н. авиали) сочетают хорошую коррозионную стойкость со сравнительно большим эффектом старения; анодная обработка позволяет получать красивые декоративные окраски этих сплавов.

Тройные Al—Zn—Mg сплавы имеют высокую прочность, хорошо свариваются, но при значительной концентрации Zn и Mg склонны к самопроизвольному коррозионному растрескиванию. Надёжны сплавы средней прочности и концентрации.

Четверные сплавы Al—Mg—Si—Cu сильно упрочняются в результате старения, но имеют пониженную (из-за Cu) коррозионную стойкость; из них изготовляют силовые узлы (детали), выдерживающие большие нагрузки. Четверные сплавы Al—Zn—Mg—Cu обладают самой высокой прочностью (до 750 Мн/м² или до 75 кгс/мм²) и удовлетворительно сопротивляются коррозионному растрескиванию; они значительно более чувствительны к концентрации напряжений и повторным нагрузкам, чем дуралюмины (сплавы Al—Cu—Mg), разупрочняются при нагреве свыше 100°С. Наиболее прочные из них охрупчиваются при температурах жидкого кислорода и водорода. Эти сплавы широко используют в самолётных и ракетных конструкциях. Сплавы Al—Cu—Mn имеют среднюю прочность, но хорошо выдерживают воздействие высоких и низких температур, вплоть до температуры жидкого водорода. Сплавы алюминия Al—Cu—Li по прочности близки алюминиевым сплавам Al—Zn—Mg—Cu, но имеют меньшую плотность и больший модуль упругости; жаропрочны. Сплавы Al—Li—Mg при той же прочности, что и дуралюмины, имеют пониженную (на 11%) плотность и больший модуль упругости. Открытие и разработка сплавов Al—Li—Mg осуществлены в СССР. Сплавы Al—Be—Mg имеют высокую ударную прочность, очень высокий модуль упругости, свариваются, обладают хорошей коррозионной стойкостью, но их применение в конструкциях связано с рядом ограничений.

Продажа алюминия. Алюминий листовой. Алюминий цена. Цветной металл алюминий.

Алюминиевые сплавы – это будущее судостроения?

 

Обработка алюминиевого корпуса судна  на подводных крыльях в ЦКБ по СПК им. Алексеева / Изображение: Корабел.ру

– В последнее время мировые лидеры алюминиевого судостроения активно тестируют алюминий-скандиевые сплавы. В России к ним относятся сплав 1570С и более дешевый 1580. Что их отличает от высокопрочного алюминий-магниевого АМг61 или дюралевого Д16?

– Скандийсодержащие сплавы, о которых вы спрашиваете, равно, как и сплав АМг61, относятся к алюминий-магниевой группе. Она занимает существенную нишу в

Рябов Д. К., директор по науке Института легких материалов и технологий (ИЛМиТ)

судостроении, благодаря нескольким очень важным характеристикам. Во-первых, эти сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью, что необходимо для использования на воде, особенно в условиях моря. Во-вторых, они хорошо свариваются. Это позволяет создавать на их основе сварные монолитные конструкции, которые существенно легче клепанных. Эти сплавы не требуют закалки, обладают хорошей технологической пластичностью и прочностью, что позволяет им успешно конкурировать со сталью.

Сплав Д16 стоит особняком, потому что его применение очень ограниченно из-за крайне низких показателей стойкости к коррозии. Д16 прочнее сплава АМг61, однако скандийсодержащие сплавы имеют аналогичные характеристики прочности, сохраняя при этом высокую свариваемость и коррозионную стойкость. Именно поэтому они – это будущее судостроения. Конечно, эти сплавы дороже аналогов, не имеющих в составе скандий, но сплав 1580 с пониженным содержанием этого дорогостоящего элемента был специально разработан компанией «Русал» для того, чтобы иметь рыночные преимущества.

– Где сегодня используются алюминий-скандиевые сплавы? Их частое сравнение с титаном – рекламный ход?

– Они легче титана, а по удельной прочности приближаются к обычным титановым сплавам. Новое поколение скандийсодержащих алюминиевых сплавов ниже титана по стоимости. Поэтому там, где не требуются запредельные прочности, алюминий может заменить титан. 

В целом, экономнолегированные алюминий-скандиевые сплавы могут использоваться в любых применениях, где требуются свариваемые материалы, стойкие к агрессивному климату, и где оправдано применение легкого металла. Это не только судостроение, но и космическая техника. Даже в мировой авиации есть примеры того, как сплавы Al-Mg-Sc успешно работают, заменяя традиционные материалы.

Конечно, универсального материала не существует и проводить прямые аналоги между различными материалами не совсем корректно. Решение об использовании того или иного варианта зависит от проектировщика изделия-конструктора, определяющего требования по весу, жесткости, типам соединений.

– Известны ли вам примеры использования алюминий-скандиевых сплавов на российских судах?

– История развития этих материалов началась с их адаптации под авиакосмическую технику, что было следствием дороговизны скандийсодержащих сплавов. Компания Airbus продемонстрировала их преимущества при создании сварных панелей фюзеляжа самолета. Судостроение – более консервативная отрасль и, в отличие от авиакосмической индустрии, где каждый килограмм веса является критичным, пока не готово использовать дорогие материалы. Значимого опыта применения данных материалов в судостроении пока не накоплено (один из лидеров алюминиевого судостроения – австралийская компания Austral в настоящее время активно тестирует скандийсодержащие сплавы – прим. ред.).

Скандием начинают в мире все сильнее интересоваться, видна положительная динамика по снижению стоимости данного металла. Это связано с выполнением крупных проектов по его извлечению из различного сырья как в России, так и за рубежом. Дальнейшее уменьшение стоимости сырья, наравне со снижением концентрации скандия в сплаве, позволит в ближайшей перспективе сделать данные материалы экономически привлекательными.

Сейчас, помимо созданного «Русалом» сплава 1580 с 0,1% скандия, ИЛМиТ ведет работы над сплавом 1581. Он будет содержать всего 0,03% этого дорогостоящего компонента. С таким низким содержанием скандия полуфабрикаты данного сплава могут вполне потеснить традиционные решения, а с учетом созданной «Русал» цепочки по извлечению скандия из красных шламов, мы рассчитываем на дальнейшее снижение стоимости готовых решений.

– Требуют ли новые сплавы особых способов сварки?

– Так как основа скандийсодержащих сплавов та же, что и у традиционного АМг61, с точки зрения технологических подходов по сварке эти материалы очень похожи. Необходимо отметить, что скандий в сплавы вводится в крайне малых количествах – не более нескольких десятых долей процента, поэтому он не оказывает существенного влияния на свариваемость. Более того, за счет эффекта модифицирования скандий может даже улучшать технологичность при сварке. Это означает, что данные материалы можно варить теми же самыми технологиями, необходимо только правильно подобрать присадочную проволоку при сварке плавлением и оптимизировать режимы процесса. Эти сплавы также хорошо свариваются трением с перемешиванием, что позволяет получать практически равнопрочные основному металлу соединения.

– Сварка трением позволяет не только обойтись без тепловых деформаций шва, но и способна сваривать все алюминиевые сплавы, алюминий со сталью, титан. Но всегда ли ее можно использовать из-за большого сжатия поверхностей?

– Сварка трением с перемешиванием –  технология относительно молодая, но за последнее десятилетие она продвинулась далеко вперед. Отсутствие плавления делает данную технологию очень привлекательной для алюминия, так как не приводит к окислению и пережогу материала. Конечно, она имеет свои особенности, которые связаны в первую очередь с необходимостью обеспечить качественное прижатие инструмента и свариваемых кромок. Но мировой опыт свидетельствует, что использование оригинальных подходов к проектированию инструмента и применения скоростных режимов вращения, позволяет применять достаточно скромные усилия при сварке тонких сечений. В конечном итоге, все зависит от конечного облика конструкции и возможности адаптации данных технологий под стапельную сборку. Поэтому сейчас сварка может применяться для получения достаточно простых швов, но в будущем, возможно, мы увидим, как данные технологии будут находить свою более широкую нишу.
 

В России пока чаще встречаются традиционные методы сварки алюминия / Изображение: Корабел.ру

– Какие основные типы алюминиевых сплавов сегодня используются в судо- и кораблестроении?

– Перечень сплавов, разрешенных к применению в судостроении, определяют морские и речные регистры. Первостепенным требованием, учитывая особенности эксплуатации изделий, является коррозионная стойкость материалов. Соленая вода может быть губительна для ряда высокопрочных алюминиевых сплавов, поэтому в мировой практике основные алюминиевые сплавы для судостроения разработаны на основе систем легирования алюминий-магний и алюминий-кремний-магний. Первые (Al-Mg) обладают очень хорошей коррозионной стойкостью, их характеристики прочности растут с повышением содержания магния. Сплавы, как уже было сказано, являются свариваемыми, и не требуют проведения упрочняющей термической обработки.

Для внешних обшивок судов за рубежом обычно применяют материалы с ограниченным содержанием магния для предотвращения межкристаллитной коррозии и коррозионного растрескивания, которая может развиваться в процессе длительной эксплуатации и солнечных нагревов.

К типичным сплавам для судостроения можно отнести такие материалы как АМг61, 5083, 5086, АМг5 и др. Небольшая добавка кремния и магния в алюминий (менее чем по 1%) изменяет фазовый состав и структуру материала, и, в отличие от сплавов алюминий-магний, сплавы с магнием и кремнием нуждаются в закалке и последующем старении. Эта дополнительная операция приводит к получению более высоких характеристик прочности, что позволяет создавать из них конструкции меньших сечений.

Эти сплавы чуть менее стойки к коррозии, чем Al-Mg, но все равно отлично показали себя для внутренних элементов и палубных надстроек. По свариваемости они уступают алюминий-магниевым сплавам, но зато из них можно получать прессованием сложные формы. Типичными сплавами данной группы являются АД31, АД33, 6060, 6061.

Надстройки судов на воздушной подушке компании «Ховеркрафт» изготавливаются из  сплава 6061 миллиметровой толщины  / Изображение: ООО «Ховеркрафт»

– Что такое сплавы 6082 и 6063, где они используются?

– Это типичные представители сплавов алюминий-кремний-магний. Данные материалы включены в зарубежные морские регистры, и из них делают различные внутренние элементы судов. В России аналогами данных сплавов являются сплавы АД31 и АД35.

Сплав 6063 легирован меньшим количеством добавок (он содержит всего около 0,4% кремния и 0,65% магния), поэтому обладает чуть более высокой коррозионной стойкостью по сравнению со сплавом 6082 (который содержит уже по 1% магния и кремния, а также малую добавку марганца), но при этом менее прочный. Эти сплавы хорошо прессуются, поэтому сплав 6063 широко применяется, например, для изготовления различных оконных профилей, а сплав 6082 используется при изготовлении мостов.

– Многие крупные верфи мира стараются не строить больших алюминиевых судов, к примеру, компания Damen только сейчас решилась построить скоростное однокорпусное судно длиной 70 м. Это предельный размер для судов из алюминиевых сплавов?

– Технологии и методы, доступные сегодня для алюминиевого судостроения, позволяют предполагать замену в будущем стали, как основного конструкционного материала корабля. Например, чудо кораблестроения, самый большой алюминиевый парусник в мире – яхта Sea Eagle II, построенная на нидерландской верфи Royal Huisman, имеет длину 81 метр. А производитель алюминиевых катамаранов – австралийская компания INCAT в настоящий момент строит самое большое алюминиевое судно в мире – скоростной паром длиной 130 метров.

– Каков сегодня расчетный срок эксплуатации судов из алюминия? 

– Для современных алюминиевых судов он может составить и 20,  и 30 лет. Не стоит забывать, что многие действующие скоростные пассажирские суда были построены еще в советские годы и имеют срок службы 35-40 лет и более. И это при нормативе в 18 лет.

– Как изменились за последние десятилетия технологии обработки алюминия?

– В целом алюминиевая металлургическая отрасль сложилась достаточно давно, и все подходы по обработке давлением, литью и пр. на текущий момент достаточно совершенны. Конечно, вместе с разработкой новых сплавов, совершенствуются и производственные технологии.

В настоящее время в мире существует большое количество состояний поставки полуфабрикатов с особым комплексом свойств для одного и того же материала. Это стало результатом создания особых режимов деформации и термической обработки. Получается своего рода «программирование» сплава. Конечно, нельзя заявлять о том, что характеристиками можно варьировать в широком диапазоне, но с учетом специфики применения можно получать один и тот же материал с отличающимися свойствами.

Если говорить о литейном переделе, то неизменно растет качество слиткового литья, что обусловлено постоянно улучшающимися практиками – введением новых систем фильтрации, использованием более совершенных кристаллизаторов. Слиток во многом определяет качество продукции, поэтому очень важно соблюдать и совершенствовать технологии производства морского алюминия с самого начала.

Необходимо отметить, что развиваются технологии соединения и защиты металлических конструкций. Если еще несколько десятков лет назад алюминий варили плавлением по технологии TIG, то сейчас, напомню, в мире успешно освоена сварка трением, обеспечивающая более прочные соединения. Большой прогресс наблюдается и в лазерной сварке, которая позволяет получать тонкие сварные соединения с минимальной зоной термического воздействия.

Далеко не все эти технологии нашли свое применение в российским судостроении, но, безусловно, стоит ждать, что скоро они будут освоены и в отечественной практике. В любом случае, научная и технологическая мысль не стоит на месте, и технологии адаптируются под современные требования. Ученые и исследователи постоянно разрабатывают новые типы защитных покрытий, которые обеспечивают надежную и длительную эксплуатацию в экстремальных условиях.

– Еще один важный момент – контроль усталостных характеристик алюминия. Какие методы используются сегодня для этого?

– Усталость – ключевая характеристика для материалов, работающих в условиях динамических нагрузок. Алюминиевые сплавы по своему поведению несколько отличны от сталей, тем не менее, для испытаний на усталость существует единый ГОСТ, согласно которому проводятся все исследования. С этой точки зрения, при применении нет никаких подводных камней: проектировщики точно знают, какая база проведения испытаний нужна, а существующие используемые алюминиевые сплавы в судостроении хорошо изучены и включены во все необходимые разрешительные документы.

– Какие предприятия сегодня производят в России морской алюминий, и в каких видах он выпускается?

– Практически все прокатные предприятия России, такие как «Алюминий Металлург Рус», «Арконик СМЗ» или Каменск-Уральский металлургический завод, производят «морской» алюминий. Это и алюминиевые плиты, алюминиевые листы толщиной от 0,5 до 10 мм, различные прессованные и горячекатаные профили, оребренные прессованные панели.

Использование экструдированных алюминиевых панелей ускорило строительство лайнера «Мустай Карим»  / Изображение: Корабел.ру

Новый продукт – это сварные крупногабаритные облегченные панели (СКО-панели) толщиной от 2 до 6 мм, которые применяются для строительства корпусов и надстроек. Все полуфабрикаты и панели имеют сертификаты Российского морского и речного регистров судоходства и удовлетворяют требованиям части XIII «Материалы» Правил классификации и постройки морских судов (под наблюдением Регистра).

– Импортируются ли сегодня какие-нибудь виды алюминиевого проката для судостроения?

– Весь необходимый сортимент алюминиевых полуфабрикатов производится на отечественных металлургических предприятиях, и, что самое главное, в соответствии с требованиями Российского морского и речного регистров судоходства. Поэтому нет необходимости импортировать прокат для нашего судостроения.

Материал на тему:

Что знали об алюминии на «Красном Сормове»? И как им это помогло.

Как отличить алюминий от других металлов

Один из самых «бородатых» анекдотов студентов – химиков: «Алюминий – это такое железо, только легкое». Ну а если серьезно, элемент периодический системы №13 – самый легкий металл, который может существовать в чистом виде в воздушной атмосфере. Относительную химическую инертность обеспечивает тончайшая пленка, состоящая из оксида и гидроксида, которая пассивирует поверхность и предотвращает дальнейшую реакцию с атмосферным кислородом или слабыми растворами щелочей и кислот.

Где можно найти алюминиевый лом?

Знакомые с детства алюминиевые кастрюли столовые приборы, и даже фольга от шоколадки – далеко не полный перечень изделий, которые изготавливаются из алюминия. Во времена СССР цена алюминиевых изделий никак не соответствовала его реальной стоимости, что формировало ошибочное мнение о дешевизне этого материала. В любом гараже или сарае найдутся десятки алюминиевых предметов: оконная фурнитура, старые алюминиевые радиаторы, детали велосипедов, походные чайники и котелки, остатки кабеля – перечислять можно долго. Из-за бесхозяйственности 80-90-х годов на промышленных свалках можно найти даже целые чушки товарного алюминия.

Для народного хозяйства этот металл имеет стратегическое значение. Промышленное получение осуществляется методом электролиза расплава, что связано с огромными энергозатратами. Переработка вторичного сырья гораздо дешевле (экономия электроэнергии до 75%, сокращение вредных выбросов в атмосферу – до 90%), кроме того, этот металл можно переплавлять многократно без ухудшения физических свойств. Алюминиевый лом без ограничений покупается почти во всех пунктах приема металлолома и стоит намного дороже, чем лом черных металлов. После приема производится дальнейшая сортировка, после которой вторичное сырье подвергается классификации с присвоением класса, группы и сорта. Общее количество разновидностей алюминиевого вторичного сырья превышает 20 наименований.

Физика и химия вещества

Из школьного курса химии известно, то алюминий – металл серебристо-белого цвета, обладающий низкой плотностью, высокой тепло- и электропроводностью. На воздухе покрывается защитной пленкой, которая легко растворяется в горячих растворах щелочей и кислот, некоторые его соединения обладают амфотерными свойствами. Даже на основе таких поверхностных сведений можно предложить несколько способов, как отличить алюминий от других металлов.

Главное отличие от нержавейки, железа, олова, свинца и других металлов, наиболее часто сдаваемых в металлолом, – низкая плотность, определить которую можно и в домашних условиях. Для этого понадобится мерный цилиндр и кухонные весы с точностью взвешивания до 1 грамма. Методика проста и не требует специальных знаний: предварительно взвешенную деталь из исследуемого материала опускаем в мерный цилинр, заполненный водой, и отмечаем изменение положения мениска жидкости. Далее делим массу детали на ее объем, равный разности уровня воды в цилиндре, и получаем плотность. Если получилось значение, близкое к 2,7 г/мл, то с высокой долей вероятности деталь сделана из алюминия.

В классической химии качественной реакцией на алюминий является проба с соляной кислотой и гидроксидом аммония. Если растворить алюминиевый образец в 10%-ом растворе соляной кислоты, а затем добавить обычный нашатырный спирт, то выпадет осадок Al(OH)3↓.

Внимание: реакция сопровождается бурным газообразованием (выделение водорода), поэтому необходимо соблюдать технику безопасности (защитные очки, перчатки, фартук).

Простейший способ, как отличить алюминий от железа – магнитная проба: алюминиевые детали не будут притягиваться к магниту. Однако, этот эффект является необходимым, но не достаточным подтверждением того, что исследуемый образец изготовлен из алюминия, поскольку парамагнитными свойствами обладают как алюминиевые сплавы, так и некоторые цветные металлы. Далее показан опыт с магнитом на маятнике и листом алюминия (в случае отсутствия магнетизма маятник бы не остановился по-середине и, по энерции, продолжил колебаться).

Отличие от дюраля

Несведущему человеку с первого взгляда достаточно сложно идентифицировать эти материалы, максимально точный результат можно получить лишь в химлаборатории. Предварительное заключение можно сделать, воспользовавшись советами, которыми делятся специалисты на профессиональных форумах. В паре алюминий/дюраль первый будет издавать высокий звон при ударе, не ломается при сгибании, а после снятия стружки поверхность блестит, как у серебра (кстати, спутать эти металлы практически невозможно, так как серебро отличается гораздо большим удельным весом). На изломе алюминий дает мелкозернистую структуру; при сверлении стружка отходит легко, не липнет на сверло.

Определить различия можно и химическими методами. Если исследуемый образец поместить в раствор азотной кислоты, а через некоторое время (2-3 часа) нейтрализовать его раствором щелочи (подойдет и обычная питьевая сода), то в случае чистого алюминия выпадет полупрозрачный белый осадок, а медь в дюрале придаст осадку голубоватый оттенок.

Отличие от ЦАМ

Сложности при идентификации этих материалов возникают довольно часто, так как ЦАМ – сплавы из трех металлов (цинк, алюминий, медь) внешне очень похожи на чистый металл. Достоверный способ определения — с помощью перекиси водорода, 20%-ого раствора сульфида натрия или 10%-го раствора медного купороса: при нанесении нескольких капель любого их вышеперечисленных реагентов на заточенную поверхность (свежий срез) алюминий останется серебристо-белым, а ЦАМ потемнеет.

Отличие от нержавейки

Отличить эти материалы можно в домашних условиях всего за несколько минут. В первую очередь стоит обратить внимание на внешние различия: алюминиевая поверхность на ощупь более шершавая и матовая, нержавейка всегда хорошо блестит, даже если образец не отполирован. Нержавеющая сталь тоже не притягивается магнитом, но изделия из нее существенно тяжелее алюминиевых (плотность выше минимум в три раза). Далее делаем пробу «на нож» — на поверхности алюминия останется след, а нержавейка из-за высокой твердости останется неповрежденной. Можно также провести деталью по белой бумаге: алюминиевый образец оставит серый след, в то время как след от нержавеющей стали останется бесцветным. Специалисты по металлообработке предлагают еще один простой способ – распилить образец болгаркой. Нержавеющая сталь даст много искр, от алюминия искры не летят.

Отличие от других цветных металлов

Несмотря на то, что свойства металлов в основном идентичны, у каждого элемента есть свои отличительные особенности, по которым можно легко отличить металл от алюминия. Так, медь обладает ярким красноватым оттенком, золото – желтым цветом, свинец – очень высокой плотностью и хрупкостью, олово – высокой пластичностью, серебро – ярким блеском, железо и его сплавы – магнитными свойствами. При необходимости достоверную информацию можно найти в специальной справочной литературе или на профессиональных тематических форумах.

Стоит отметить, что все вышеперечисленные методы являются лишь оценочными и приблизительными: точный химический состав металлолома определят специалисты аккредитованной лаборатории. На все вопросы по теме алюминиевого лома ответят специалисты пунктов приема металлов.

Чем отличаются алюминий, дюралюминий и пищевой алюминий

Алюминий — металл светло-серебристого цвета. Он легкий, относительно мягкий, плавится при температуре — 660,4°С. Al легко растворяется в сильных щелочах, устойчив к воздействию кислот, так как на его поверхности образуется защитная пленка. Мелко раздробленный металл при нагреве горит на воздухе. Чем мельче его частицы, тем меньшая температура нагрева нужна для возгорания.

Алюминий отличается высокой тепло- и электропроводностью. Этот металл очень пластичен. Это свойство позволяет прокатывать его в очень тонкую фольгу. Также он имеет невысокую прочность: чистый алюминий можно легко порезать ножом. Этот металл очень стоек к коррозии — на поверхности Al образуется тончайшая пленка, защищающая его от разрушений.

В зависимости от количества примесей — чистоты металла — в соответствии с ГОСТ, алюминию присваивается определенная марка.

Дюралюминий – алюминиевый сплав

Дюралюминий был получен в 1909 году в городе Дюрене, в Германии. Новый химический сплав, который назвали в честь города, быстро обрел популярность на всей планете. Приблизительный состав дюралюминия: 94% алюминия, 4% меди, по 0,5% марганца, магния, железа и кремния. Сплав нагревают до 500°С, после этого закаливают в воде и подвергают естественному или искусственному старению.

Самый распространенный сплав алюминия на сегодняшний день – это дюралюминий.

Дюралюминий после закаливания приобретает особую твердость и становится примерно в семь раз прочнее, чем чистый алюминий. Он, однако, остается легким — почти в три раза легче, чем железо. Сплав стал намного прочнее, однако потерял одно из важнейших свойств — стойкость к коррозии. Опять пришлось использовать алюминий для борьбы с коррозией. Предметы, выполненные из дюраля, начали плакировать, т.е. покрывать тончайшим слоем чистого алюминия.

Алюминий в быту

В быту используется так называемый пищевой алюминий. По ГОСТу пищевой алюминий должен содержать очень маленькое количество примесей свинца, цинка и бериллия. Он также стоек к коррозии, так как на его поверхности образуется плотная окисная пленка. Алюминий в бытовых целях используется очень широко. Из него изготавливают ложки, вилки, кастрюли, тазики и иную посуду. В тюбиках выпускают зубную пасту, соусы, приправы, консервы.

Почему же пищевой алюминий так часто используется для пищевой промышленности? Этот металл не склонен к коррозии, поэтому посуда и кухонные приборы выдерживают долгое взаимодействие с водой. При хранении продуктов в контакте с этим металлом, запахи и вкусы не претерпевают изменений, а витамины в процессе готовки не разрушаются. Алюминий очень хорошо проводит тепло, тем самым ускоряет процесс приготовления пищи. Этот металл обладает достаточной жесткостью — он не деформируется в процессе готовки. Кроме того, его можно использовать в духовках и микроволновых печах. Алюминий пищевой – абсолютно безвредный для здоровья материал.

Пищевая фольга также нашла очень широкое применение. А ведь фольга — это тонко раскатанный алюминий толщиной от 0,009 до 0,2 мм. Это отличный упаковочный материал. В кондитерской промышленности в нее заворачивают печенье, конфеты и мороженое. Обертки из фольги используются для упаковки масла и маргарина.

Благодаря имеющемуся свойству сберегать тепло, фольга применяется для хранения и перевозки продуктов. Причем в процессе сгибания и складывания целостность фольги не нарушается.

Полученная пищевая упаковка стала популярной не только по причине своей прочности и гибкости. Алюминиевая фольга является очень стойкой к внешним воздействиям: посторонним запахам, повышенной влажности. Она не взаимодействует ни с самой пищей, ни с ее запахом, то есть не изменяет их.

различных марок алюминия

В начале любого проекта выбор материала является одним из наиболее важных факторов, определяющих его успех. В самолетах, компьютерах, зданиях и других современных технологиях используются специализированные материалы, которые позволяют выполнять удивительные задачи, и одним из наиболее важных материалов в этом отношении является металлический алюминий. Алюминий — самый распространенный металл на Земле, что делает его привлекательным и экономичным вариантом для строителей, когда они выбирают металл для своего проекта.Наряду с изобилием, алюминий обладает способностью легироваться — процесс, который улучшает свойства основного металла, добавляя в него следовые количества других металлических «легирующих» элементов. Этот процесс легирования позволил производить многие марки алюминиевых сплавов, и их так много, что Алюминиевая ассоциация классифицировала эти типы алюминия по категориям на основе легирующих элементов и свойств материала. В этой статье дается краткое введение в различные типы алюминия, их различия и сплавы, которые лучше всего подходят для определенных областей применения.

Схема присвоения имен Алюминиевой ассоциации

The Aluminium Association Inc. является ведущим специалистом по металлическому алюминию и его производным в Северной Америке. Они сгруппировали сотни алюминиевых сплавов по сортам, которым присвоены четырехзначные идентификаторы, содержащие информацию об их составе и обработке. Многие из этих сплавов были разделены на классы, которые обозначаются первой цифрой в их названиях (например, 4xxx, 6xx.x и 2xxx, все являются разными сортами алюминия).Следующие три цифры описывают конкретные сплавы, процессы закалки и другую информацию, которая может быть полезна производителям, но не будет рассматриваться в этой статье, так как они более актуальны для производителей сплавов, а не для покупателей.

Литой и кованый алюминий

Алюминиевые сплавы можно в общих чертах разделить на две категории: литые алюминиевые сплавы и деформируемые алюминиевые сплавы. Литые сплавы алюминия — это те, которые содержат> 22% легирующих элементов по составу, тогда как деформируемые алюминиевые сплавы содержат ≤4%.Это может показаться простой разницей, но процентное содержание легирующих элементов имеет огромное влияние на свойства материала. Алюминий теряет свою пластичность по мере добавления легирующих элементов, что делает большинство литых сплавов склонными к хрупкому разрушению. И наоборот, деформируемые сплавы позволили конструкторам повысить прочность алюминия, коррозионную стойкость, проводимость и т. Д., Сохранив при этом пластичность и другие полезные качества.

Литые алюминиевые сплавы обычно имеют низкие температуры плавления и прочность на разрыв по сравнению с деформируемым алюминием; Наиболее часто используемый алюминиевый сплав — это алюминий-кремний, который отличается высоким содержанием кремния, что позволяет легко лить этот сплав.Кованый алюминий составляет большую часть алюминиевых изделий, например, произведенных методом экструзии или прокатки. Такие элементы, как медь, марганец, кремний, магний, комбинации магния и кремния, цинк и литий, определяют отдельные категории деформируемых алюминиевых сплавов.

Литые сплавы

Литые сплавы алюминия названы с использованием четырех цифр с десятичной запятой между третьей и четвертой цифрами. Первые три числа указывают на сплав, а четвертое число указывает на форму изделия.Ниже, в таблице 1, показаны различные типы литого алюминия, их общие легирующие элементы и их основные свойства материалов. Обратите внимание, что свойствам (растрескивание, коррозия, отделка, соединение) даны оценки от 1 до 5, 5 — наихудший, а 1 — лучший, и являются обобщенными количественными оценками их возможностей:

Таблица 1: Различные марки литого алюминия с приведенной общей информацией.

Примечание: Ячейки без номера указывают на то, что значение не часто указывается или его слишком сложно обобщить.Оценка 1 считается исключительной, оценка 5 считается очень плохой, а оценка 2–4 попадает в этот диапазон.

Марка алюминия	Легирующие элементы	Процесс усиления	Растрескивание	Коррозионная стойкость	Чистовая	Присоединение
1xx.х	нелегированные	Без термической обработки	–	1	1	1
2xx.x	Медь	термообрабатываемый	4	4	1-3	2-4
3xx.х	Кремний, магний, медь	термообрабатываемый	1-2	2-3	3-4	1-3
4xx.x	Кремний	термообрабатываемый	1	2-3	4-5	1
5xx.х	Магний	Без термической обработки	4	2	1-2	3
6xx.x	НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ	НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ	–	–	–	–
7xx.х	Цинк	термообрабатываемый	4	4	1-2	4
8xx.x	Олово, медь, никель	термообрабатываемый	5	5	3	5

1xx.х сплавы

Литые сплавы

1xx.x представляют собой технически чистый нелегированный алюминий, который обладает исключительной коррозионной стойкостью, отделочными качествами и сварочными характеристиками. Сплавы 1xx.x часто используются при производстве роторов или покрытий из коррозионно-склонных сплавов.

Сплавы 2xx.x

В литых сплавах

2xx.x в качестве легирующего элемента используется в основном медь, хотя часто сюда входят магний, марганец и хром. Они поддаются термообработке, что означает, что они могут получить дополнительную прочность за счет процесса термообработки (наше объяснение термической обработки можно найти в нашей статье об алюминиевом сплаве 2024 года).Они обладают самой высокой прочностью и твердостью среди всех литейных сплавов, особенно при более высоких температурах. Медь в ее составе делает ее подверженной коррозии, она менее пластична и подвержена трещинам при нагревании. Обычно сплавы 2xx.x применяются в головках цилиндров автомобилей, деталях выхлопной системы и деталях авиационных двигателей.

Сплавы 3хх.х

В литых сплавах

3хх.х в качестве основных легирующих элементов используются кремний, медь и магний, часто с добавками никеля и бериллия.Они поддаются термообработке, обладают высокой прочностью, хорошей стойкостью к растрескиванию и износу, а также хорошей обрабатываемостью. Общие области применения сплавов 3xx.x включают автомобильные блоки / головки цилиндров, автомобильные колеса, детали компрессоров / насосов и арматуру самолетов.

Сплавы 4xx.x

В литых сплавах

4xx.x в качестве легирующего элемента используется только кремний. Сплавы 4xx.x не поддаются термической обработке и обладают отличными литейными качествами, наряду с хорошими сварочными характеристиками, прочностью, коррозионной стойкостью и износостойкостью.Обычно сплавы 4xx.x применяют в корпусах насосов, посуде и опорных корпусах перил моста.

Сплавы 5xx.x

Литые сплавы

5xx.x используют магний в качестве основного легирующего элемента и не поддаются термической обработке. Они хорошо противостоят коррозии, хорошо обрабатываются и имеют отличный внешний вид при анодировании. Обычно сплавы 5xx.x применяют в литых деталях.

Сплавы 7xx.x

Литые сплавы 7xx.x содержат цинк в качестве основного легирующего элемента и поддаются термообработке.Они плохо отливаются, но обладают хорошей стабильностью размеров, обрабатываемостью, чистовыми качествами и хорошей коррозионной стойкостью.

8xx.x

В литых сплавах

8xx.x в основном используется олово, а также небольшое количество меди и никеля в его составе, и они не поддаются термообработке. Эти сплавы обладают низкой прочностью, но хорошей обрабатываемостью и износостойкостью. Они были разработаны для подшипниковых узлов, таких как биметаллические подшипники скольжения для двигателей внутреннего сгорания.

Деформируемые сплавы

Деформируемые алюминиевые сплавы именуются с использованием четырехзначного индикатора, как и литые сплавы, но не содержат десятичных знаков.Поэтому легко отличить литой алюминиевый сплав от деформируемого, просто взглянув на структуру его названия. Первая цифра обозначает класс алюминиевых сплавов, которые имеют общие легирующие элементы, где каждый сплав в пределах класса содержит разное процентное содержание микроэлементов, характерных для каждой смеси. Эти сплавы, как правило, более универсальны, чем литые, благодаря улучшенным свойствам материала, а в таблице 2 показаны различные классы деформируемых сплавов, процессы их упрочнения, а также их улучшенные характеристики (прочность, коррозионная стойкость, обрабатываемость, соединение / сварка).Эти деформируемые сплавы имеют такие же характеристики, как показано в таблице 1 (1 — лучший, 5 — худший):

Таблица 2: Различные марки литого алюминия с их общей информацией.

Марка алюминия	Легирующие элементы	Процесс усиления	Прочность	Коррозионная стойкость	Технологичность / формуемость	Соединение / Сварка
1xxx	нелегированные (99% Al)	Деформационное упрочнение	5	1	1	3
2xxx	Медь	термообрабатываемый	1	4	4	5
3xxx	Марганец	Деформационное упрочнение	3	2	1	1
4xxx	Кремний	Зависит от сплава	3	4	1	1
5xxx	Магний	Деформационное упрочнение	2	1	1	1
6xxx	Магний, Кремний	термообрабатываемый	2	3	2	2
7xxx	Цинк	термообрабатываемый	1	1	4	3
8xxx	Прочие элементы	Limited	–	–	–	–

1ххх сплавы

Сплавы

1xxx не являются настоящими сплавами, поскольку они на 99% состоят из технического алюминия.Они очень полезны в качестве химических / электрических материалов и обладают исключительной коррозионной стойкостью и обрабатываемостью. Эти сплавы можно подвергнуть деформационному упрочнению или придать им повышенную прочность за счет механической деформации (дополнительную информацию о деформационном упрочнении можно найти в нашей статье об алюминиевом сплаве 5052).

Популярным сплавом этого класса является алюминиевый сплав 1100, который представляет собой технически чистый алюминий. Этот материал мягкий, пластичный и обладает отличной обрабатываемостью, что делает его пригодным для твердого формования.Его можно сваривать любым способом, но нельзя подвергать термообработке. Он обладает отличной коррозионной стойкостью и широко используется в химической и пищевой промышленности.

Сплавы 2ххх

Сплавы

2ххх — это деформируемые сплавы, в которых в качестве легирующих элементов в основном используется медь и часто небольшое количество магния. Они приобретают исключительную прочность при термообработке, конкурируя с низкоуглеродистыми сталями, но склонны к коррозии из-за содержания меди.

Алюминиевый сплав

2024 — один из наиболее часто используемых алюминиевых сплавов высокой прочности.Он часто используется там, где желательно отличное соотношение прочности к весу и сочетание высокой прочности и выдающейся усталостной прочности. Этот сплав может быть подвергнут механической обработке до высокого качества и, при необходимости, может быть сформирован с последующей термообработкой в ​​отожженном состоянии. Коррозионная стойкость этой марки сравнительно низкая. Когда это является проблемой, 2024 часто используется в анодированной отделке или в плакированной форме (тонкий поверхностный слой алюминия высокой чистоты), известный как Alclad. Узнайте больше, прочитав нашу статью об алюминиевом сплаве 2024 года.

Сплавы 3ххх

В сплавах

3ххх в качестве основного легирующего элемента используется марганец, что улучшает его прочность по сравнению с другими сплавами, не подвергающимися термической обработке, такими как серия 1ххх. Это сплавы средней прочности с отличными рабочими и чистовыми характеристиками, и этот сорт содержит один из лучших доступных сегодня сплавов общего назначения — алюминий 3003. Это наиболее широко используемый из всех алюминиевых сплавов, он изготовлен из технически чистого алюминия с добавлением марганца (на 20% прочнее сплава 1100) для повышения его прочности.Обладает отличной устойчивостью к коррозии и обрабатываемостью. Эта марка может быть глубокой вытяжкой или центрифугированием, сваркой или пайкой. Узнайте больше об этом бесценном сплаве в нашей статье об алюминиевом сплаве 3003.

Сплавы 4ххх

Сплавы

4xxx используют кремний в качестве легирующего элемента, чтобы снизить температуру плавления без ущерба для пластичности. Они обычно используются в качестве сварочной проволоки и припоя для соединения других марок алюминия. Некоторые сплавы 4ххх можно подвергать термообработке в ограниченной степени, но, как правило, они не поддаются термической обработке.Оксидные покрытия сплавов 4ххх эстетичны и часто используются в архитектурных приложениях. Алюминиевый сплав 4047 является популярным типом этой марки сплава, который обеспечивает хорошую тепловую и электрическую проводимость, коррозионную стойкость и более высокую температуру плавления.

Сплавы 5ххх

Основным легирующим элементом в алюминиевых сплавах 5xxx является магний, при этом в некоторых сплавах присутствуют следовые количества марганца. Эти сплавы поддаются деформации, легко свариваются и исключительно хорошо противостоят коррозии, особенно в морской среде.Обычно сплавы 5xxx применяются в корпусах лодок, сходнях и другом судовом оборудовании.

Алюминий

5052 — это сплав с наивысшей прочностью из нетермообрабатываемых марок. Его устойчивость к усталости лучше, чем у большинства марок алюминия. Сплав 5052 обладает хорошей стойкостью к коррозии в морской атмосфере в морской воде и отличной технологичностью. Его можно легко нарисовать или придать ему замысловатые формы. Более подробную информацию можно найти в нашей статье об алюминиевом сплаве 5052.

Сплавы 6ххх

В сплавах

6ххх присутствует магний с кремнием в качестве основных легирующих элементов.Их прочность повышается при термообработке, и хотя они не такие прочные, как сплавы 2ххх и 7ххх, они сочетают хорошую прочность с хорошей формуемостью, свариваемостью, обрабатываемостью и хорошей коррозионной стойкостью. Они обычно используются в архитектурных, морских и универсальных приложениях.

Алюминиевый сплав

6061 является наиболее гибким из термообрабатываемых алюминиевых сплавов, сохраняя при этом большинство отличных характеристик алюминия. Этот сорт обладает широким спектром механических свойств и устойчивостью к коррозии.Его можно изготавливать обычными методами, и он имеет отличную обрабатываемость в отожженном состоянии. Он сваривается всеми технологиями и может паяться в печи. Более подробную информацию можно найти в нашей статье об алюминиевом сплаве 6061.

Сплавы 7ххх

Сплавы

7ххх являются самыми прочными из всех деформируемых сплавов, их прочность превышает прочность некоторых сталей, что связано с использованием цинка в качестве основного легирующего элемента. Включение цинка также снижает его обрабатываемость и обрабатываемость, но его исключительная прочность оправдывает эти недостатки.

Алюминий 7075 является широко используемым сплавом 7xxx в самолетах, мобильном оборудовании и других высоконагруженных деталях, так как это один из самых прочных алюминиевых сплавов. Он имеет отличное соотношение веса и прочности и идеально подходит для сильно нагруженных деталей. В отожженном состоянии этот сорт можно формовать и при необходимости подвергать термообработке. Его также можно приварить на месте или оплавить (не рекомендуется для дуги и газа). Узнайте больше в нашей статье об алюминиевом сплаве 7075.

сплавы 8ххх

Сплавы

8xxx используют много различных типов легирующих элементов и предназначены для особых требований, таких как характеристики при повышенных температурах, более низкая плотность, более высокая жесткость и другие уникальные свойства.Они обычно используются в компонентах вертолетов и других аэрокосмических приложениях и являются экспериментальными по конструкции.

Спецификация марки алюминия и критерии выбора

Скорее всего, с учетом определенного набора потребностей есть алюминиевый сплав, который подойдет для данной ситуации. Определение свойств материала, необходимых для проекта, — это первый шаг к выбору правильного типа алюминия для работы. Дизайнеры должны сначала рассчитать желаемую прочность, упругость и производственные характеристики своего проекта, а затем решить, какой сплав больше всего подходит для этого применения.При выборе марки алюминия необходимо учитывать следующие важные факторы:

• Формуемость или технологичность
• Свариваемость
• Механическая обработка
• Коррозионная стойкость
• Термическая обработка
• Прочность
• Типичные конечные применения

Хорошей отправной точкой является сплав общего назначения, такой как алюминий 6061, 3003 или 5052, но, конечно, для получения определенных необходимых свойств потребуется более специализированный сплав.В случае сомнений выберите алюминий, который используется в аналогичных областях, и / или используйте информацию, содержащуюся в этой статье, при выборе материала. Не стесняйтесь использовать наши дополнительные статьи, чтобы предоставить больше информации о конкретных сплавах, и не бойтесь обращаться за советом к поставщику алюминия; они, скорее всего, будут знать лучше.

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор различных марок алюминия, а также их общих свойств и применения.Для получения информации о других продуктах ознакомьтесь с нашими дополнительными руководствами или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Прочие изделия из алюминия

• Ведущие поставщики и производители алюминия в США
• Все о 6061 Алюминий (свойства, прочность и применение)
• Все о 7075 Алюминий (свойства, прочность и применение)
• Все о 5052 Алюминий (свойства, прочность и применение)
• All About 2024 Aluminium (Свойства, прочность и применение)
• Все о 6063 Алюминий (свойства, прочность и применение)
• Все о 3003 Алюминий (свойства, прочность и применение)
• 6061 Алюминий vs.7075 Алюминий — Различия в свойствах, прочности и областях применения
• Алюминий 6061 и алюминий 6063 — Различия в свойствах, прочности и областях применения
• Алюминий 6061 и алюминий 5052 — Различия в свойствах, прочности и областях применения
• Алюминий 6061 и алюминий 2024 г. — Различия в свойствах, прочности и областях применения
• Алюминий 3003 против алюминия 6061 — Различия в свойствах, прочности и областях применения

Прочие «виды» статей

Больше от Metals & Metal Products

Свойства алюминия (подробное руководство)

Описание

Алюминий является наиболее используемым металлом после стали.Алюминиевые сплавы вместе с нержавеющей сталью и титаном являются важными материалами для строительства и инженерии. Несмотря на свою относительную прочность, основными характеристиками являются легкий вес и коррозионная стойкость (после контакта с кислородом образует слой Al ₂ O ₃ ). Алюминий также является обычным строительным и инженерным материалом из-за его формуемости и обрабатываемости. Этот сплав используется для литья под давлением, литья под давлением, обработки с ЧПУ и 3D-печати. Среди наиболее распространенных алюминиевых сплавов 6061, 7075 и AlSi7Mg0,6.

Общее использование

• Электронное оборудование
• Кухонная утварь
• Строительство
• Техника
• Аэрокосмическая промышленность
• Трубопровод
• Военно-морской флот

Алюминий 6061 6061 наиболее часто используемый сплав целевые алюминиевые сплавы. Это дисперсионно-твердый материал, который содержит магний и кремний в качестве основных легирующих элементов. Он имеет хорошие механические свойства и хорошую свариваемость.Однако этот сплав не может похвастаться такой высокой прочностью и стойкостью к нагрузкам, как алюминий 7075.

Алюминий 7075

Цинк является основным легирующим элементом сплава 7075 (до 6,1% цинка, 2,5% магния, 1,6% меди). Он имеет относительно высокую стоимость, что ограничивает его использование. Этот сплав также иногда называют аэрокосмическим алюминием из-за его высокого отношения прочности к плотности и очень высокой коррозионной стойкости, что делает этот материал идеальным для применения в морской, автомобильной и авиационной промышленности.

AlSi7Mg0,6

Этот сплав содержит 0,6% Mg и 7% Si. Высокое содержание кремния обеспечивает хорошие литейные характеристики. Он имеет относительно высокую электропроводность, умеренно высокую температуру плавления и довольно высокую прочность на разрыв. Он часто используется в авиастроении (крылья и вооружение), в автомобильной промышленности (бамперы и блоки двигателей) и морской (корпус и аксессуары). Такие алюминиевые сплавы широко используются в инженерных конструкциях и компонентах, где требуется легкий вес и устойчивость к коррозии.Его состав делает его очень подходящим для формования, но он более широко используется для 3D-печати с использованием технологий DMLS и SLM.

Преимущества

• Легкий вес
• Легко обрабатывается
• Легко формуется
• Коррозионная стойкость
• Широкий диапазон применения
• Высокое отношение прочности к плотности
• Хороший проводник электричества

Низкий

прочность

Дороже, чем некоторые другие основные металлы

Обработка алюминиевых сплавов

Что касается обрабатываемых материалов, алюминиевые сплавы считаются наиболее экономичными для обработки / фрезерования с ЧПУ, поскольку они занимают более короткие периоды времени по сравнению с другими металлы.Обработанные детали из алюминия обладают химической стойкостью, электропроводностью, пластичностью и высокой прочностью.

3D-печать алюминием

AISi7Mg0.6 и AlSi10Mg0.6 часто используются для 3D-печати благодаря своей свариваемости и отличным свойствам. Такие 3D-принты не уступают объектам, изготовленным с использованием традиционных методов производства.

Литье под давлением и литье под давлением

Среди наиболее распространенных методов производства алюминия — литье под давлением и литье в формы.Литой алюминий универсален, устойчив к коррозии, сохраняет высокую стабильность размеров с тонкими стенками и может использоваться практически в любой отрасли.

Рекомендации по алюминиевому материалу |

Рекомендации для алюминиевых материалов |

Категории

Макс.

Сплав	Характер	Теплопроводность	Тепловое расширение	Отжиг Мин.	AnnealingMax	Точка плавления Мин.	MeltingPointMax	ElaticModulus	Электропроводность
EN AW-1050A	O	229	23,5			645	658	69	59,5
EN AW-1050A	Hx9	229	23,5			645	658	69	59,5
EN AW-1050A	Hx8	229	23,5			645	658	69	59,5
EN AW-1050A	Hx6	229	23,5			645	658	69	59,5
EN AW-1050A	Hx4	229	23,5			645	658	69	59,5
EN AW-1050A	Hx2	229	23,5			645	658	69	59,5
EN AW-6063	O	218	23,5			615	655	70	57,5 ​​
EN AW-6082	O	216	23,1			575	650	70	55,5
EN AW-6063	T5	209	23,5			615	655	70	55,5
EN AW-6060	Т6	209	23,4			610	655	70	54
EN AW-6060	T5	209	23,4			610	655	70	54
EN AW-6063	Т8	201	23,5			615	655	70	52
EN AW-5005	Hx9	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-5005A	Hx4	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-5005	O	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-5005A	O	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-5005	Hx8	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-5005	Hx6	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-5005A	Hx9	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-6063	Т6	201	23,5			615	655	70	52
EN AW-5005	Hx2	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-5005A	Hx8	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-5005A	Hx6	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-5005	Hx4	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-5005A	Hx2	201	23,5			630	655	70	52
EN AW-6063	Т4	197	23,5			615	655	70	49,5
EN AW-6060	Т1	195	23,4			610	655	70	49,5
EN AW-2024	O	193	23,1			500	640	73	50,5
EN AW-6063	Т1	193	23,5			615	655	70	50,5
EN AW-6005A	Т6	193	23,3			605	655	70	49,5
EN AW-2014	O	192	22,7			505	640	73	50,5
EN AW-3105	O	190	23,3			635	655	70	50,5
EN AW-3103	O	190	23,1			640	655	70	50,5
EN AW-3005	O	190	23,1			635	655	70	50,5
EN AW-3003	O	190	23,1			640	655	70	50,5
EN AW-6060	Т4	187	23,4			610	655	70	48
EN AW-6061	O	180	23,3			580	650	70	46,5
EN AW-7075	O	175	23,5			475	635	72	45,5
EN AW-6082	Т6	172	23,1			575	650	70	44
EN AW-2011	Т6	172	23			540	645	72	45,5
EN AW-2011	Т8	172	23			540	645	72	45,5
EN AW-6082	Т4	167	23,1			575	650	70	42
EN AW-6061	Т6	166	23,3			580	650	70	43
EN AW-3105	Hx8	160	23,3			635	655	70	42
EN AW-3003	Hx2	160	23,1			640	655	70	42
EN AW-3003	Hx4	160	23,1			640	655	70	42
EN AW-3105	Hx6	160	23,3			635	655	70	42
EN AW-3003	Hx9	160	23,1			640	655	70	42
EN AW-3005	Hx6	160	23,1			635	655	70	42
EN AW-3103	Hx4	160	23,1			640	655	70	42
EN AW-3105	Hx4	160	23,3			635	655	70	42
EN AW-3005	Hx8	160	23,1			635	655	70	42
EN AW-3103	Hx6	160	23,1			640	655	70	42
EN AW-3103	Hx2	160	23,1			640	655	70	42
EN AW-3005	Hx2	160	23,1			635	655	70	42
EN AW-3005	Hx9	160	23,1			635	655	70	42
EN AW-3103	Hx8	160	23,1			640	655	70	42
EN AW-3003	Hx8	160	23,1			640	655	70	42
EN AW-3005	Hx4	160	23,1			635	655	70	42
EN AW-3105	Hx2	160	23,3			635	655	70	42
EN AW-3103	Hx9	160	23,1			640	655	70	42
EN AW-3003	Hx6	160	23,1			640	655	70	42
EN AW-3105	Hx9	160	23,3			635	655	70	42
EN AW-6061	Т4	155	23,3			580	650	70	40
EN AW-7075	T7	155	23,5			475	635	72	39,5
EN AW-2014	Т6	155	22,7			505	640	73	40
EN AW-7021 Plancast Plus	T3	155	23					70	24
Хокотол		154	23,5						39,7
EN AW-7010	T7	153	23,7			475	630	72	40
EN AW-2011	T3	152	23			540	645	72	39
EN AW-2011	Т4	152	23			540	645	72	39
EN AW-2024	Т8	151	23,1			500	640	73	38,5
EN AW-7020	Т6	140	23,3			605	645	70	35
EN AW-7020	T5	139	23,3			605	645	70	35
EN AW-5052	Hx8	138	23,7			605	650	70	35
EN AW-5052	Hx2	138	23,7			605	650	70	35
EN AW-5052	Hx6	138	23,7			605	650	70	35
EN AW-5052	O	138	23,7			605	650	70	35
EN AW-5052	Hx4	138	23,7			605	650	70	35
EN AW-2014	Т4	134	22,7			505	640	73	34
EN AW-2017A	Т4	134	22,9			410	645	72	34
EN AW-7075	Т6	134	23,5			475	635	72	33
EN AW-5754	Hx4	132	23,7			595	645	70	32,5
EN AW-5754	Hx6	132	23,7			595	645	70	32,5
EN AW-5754	Hx2	132	23,7			595	645	70	32,5
EN AW-5754	Hx8	132	23,7			595	645	70	32,5
EN AW-5754	O	132	23,7			595	645	70	32,5
EN AW-2007	Т4	130	23			510	640	72	34
EN AW-2007	T3	130	23			510	640	72	34
Weldural		130	22,5						30
EN AW-5086	Hx8	126	23,8			585	640	71	31
EN AW-5086	O	126	23,8			585	640	71	31
EN AW-5086	Hx6	126	23,8			585	640	71	31
EN AW-5086	Hx4	126	23,8			585	640	71	31
EN AW-5086	Hx2	126	23,8			585	640	71	31
EN AW-2024	Т4	121	23,1			500	640	73	30
EN AW-2024	T3	121	23,1			500	640	73	30
EN AW-5083	Hx6	117	23,8			580	640	71	28,5
EN AW-5083	Hx8	117	23,8			580	640	71	28,5
EN AW-5083	Hx2	117	23,8			580	640	71	28,5
EN AW-5083	O	117	23,8			580	640	71	28,5
EN AW-5083	Hx4	117	23,8			580	640	71	28,5
EN AW-6060	O		23,4			610	655	70
EN AW-5052	Hx9		23,7			605	650	70
EN AW-6005A	Т1		23,3			605	655	70
EN AW-7020	O		23,3			605	645	70
EN AW-6082	T5		23,1			575	650	70
EN AW-6005A	Т4		23,3			605	655	70
EN AW-6005A	T5		23,3			605	655	70
EN AW-5754	Hx9		23,7			595	645	70
EN AW-2017A	O		22,9			510	645	72
EN AW-5083	Hx9		23,8			580	640	71
EN AW-6082	Т1		23,1			575	650	70
EN AW-5086	Hx9		23,8			585	640	71

7075 Свойства алюминиевого сплава

Алюминий 7075 является основным сплавом серии 7000, а цинк является основным легирующим элементом в этой серии. серии.Алюминий 7075 обладает высокой статическая прочность и используется в конструкциях планера и для сильно нагруженных деталей. Алюминий 7075 доступен в нескольких вариантах исполнения, таких как T6, T651, T73, T7351. и T76.

Состояние

T6 имеет самую высокую прочность, но самую низкую вязкость и сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением. Так как ударная вязкость уменьшается с понижением температуры, состояние T6 обычно не рекомендуется для криогенные приложения.Состояние T73 обеспечивает значительно улучшенную стойкость к коррозии под напряжением по сравнению с состоянием T6. при снижении прочности. Состояние T76 обеспечивает улучшенную стойкость к расслаиванию и ограниченную коррозию под напряжением. устойчивость к темпераменту Т6 с некоторым снижением прочности.

Содержание легирования алюминий 7075 представлен в следующей таблице.

Алюминий 6061 Содержание (% по весу)
Содержимое	Вес.%	Содержимое	Вес. %
Алюминий	87,1 — 91,4	Утюг	Макс 0,50
Кремний	Макс 0.40	Медь	1,2 — 2,0
Марганец	Макс 0,30	Хром	0,18 — 0,28
Магний	2.1–2,9	Цинк	5,1 — 6,1
Титан	Макс 0,20	Другое	Макс 0,15

Некоторые из важных обозначений состояния алюминия 7075 приведены ниже.

• Состояние T6 подвергается термообработке на твердый раствор с последующим искусственным старением.
• T651 — термообработанный раствор; стресс снимается растяжкой, а затем искусственно состарен.
Состояние
• T73 проходит термообработку на твердый раствор, а затем искусственно усредняется для достижения наилучшего напряжения устойчивость к коррозии.
Состояние
• T7351 — термообработка на твердый раствор, снятие напряжений путем растяжения на контролируемую величину, а затем искусственно для достижения наилучшей коррозионной стойкости.
• T76 подвергается термообработке в растворе с последующим искусственным усреднением для достижения хорошего отшелушивания. устойчивость к коррозии.
Состояние
• T7651 — термообработка на твердый раствор, снятие напряжений путем растяжения на контролируемую величину, а затем искусственно для достижения хорошей устойчивости к расслаивающейся коррозии.

Некоторые из Характеристики алюминия 7075-T6 / T651 и 7075-T73 / T7351 приведены ниже.

Алюминий 7075 Характеристики
Характеристика	Al 7075-T6, T651	Al 7075-T73, T7351
Общая устойчивость к коррозии	Категория C (Следует защищать от коррозии, по крайней мере, на укладываемых поверхностях)

Магниевый сплав как более легкая альтернатива алюминиевому сплаву

Деформационное прессование с ортогональными канавками и быстрый отжиг резко сокращают размер зерна магниевого сплава AZ31, что приводит к увеличению прочности и пластичности при комнатной температуре.До обработки (слева), после обработки (справа). Предоставлено: Elsevier. Как показали исследователи A * STAR, магниевый сплав

можно сделать более прочным и пригодным для обработки горячим прессованием в оптимальных условиях для получения ультратонкой кристаллической структуры. Улучшенный материал означает, что магниевый сплав будет иметь более широкое применение в качестве сверхлегкого конструкционного материала.

Алюминиевый сплав в настоящее время является легким металлом для многих конструкций, от фюзеляжей самолетов до корпусов смартфонов.Он легкий, устойчивый к коррозии, его относительно легко формовать, сваривать и обрабатывать. Сплавы магния почти на треть легче сплавов алюминия и особенно перспективны для применений, где вес имеет решающее значение: они обладают дополнительным преимуществом, так как они более устойчивы к вмятинам и их легче обрабатывать, а также лучше защищать от электромагнитного излучения и демпфировать вибрации, чем сплавы алюминия.

Компромисс с магнием заключается в том, что с ним, как известно, трудно работать, для его формуемости требуются высокие температуры и, как правило, он имеет более низкую прочность.Поиск способа улучшить механические свойства и удобоукладываемость магниевых сплавов может открыть множество новых применений для материала с реальными преимуществами, такими как улучшенная экономия топлива в самолетах, водных и наземных транспортных средствах, а также в более легких мобильных телефонах.

Кай Сун Фонг и его коллеги из Сингапурского института производственных технологий и Наньянского технологического университета разработали метод предварительной обработки, который значительно улучшает механическую прочность и пластичность AZ31, наиболее широко используемого магниевого сплава.

«Мы показали, что свойства промышленных листов магния AZ31 могут быть улучшены за счет сильной пластической деформации с использованием техники прессования с ортогональными ограниченными канавками и быстрым последующим отжигом», — говорит Фонг.

Прессование с ограниченными канавками — это многократное прессование тонкого листа металла, такого как магниевый сплав, между нагретыми мелко гофрированными штампами. Это растягивает — или деформирует — материал в очень узких областях, вызывая пластическую деформацию, предотвращая при этом повреждение и заставляя микроскопические кристаллические зерна рекристаллизоваться в более мелкую микроструктуру.Поворачивая лист на 90 градусов между каждым этапом прессования, материал многократно деформируется, пока не будет обработан весь лист.

Затем материал нагревается или отжигается для снятия остаточного напряжения, но с более высокой скоростью нагрева и более коротким временем, чем обычно, чтобы предотвратить повторное увеличение зерен.

«Путем оптимизации температуры обработки и скорости деформации мы смогли достичь ультрамелкозернистой микроструктуры, которая не изменяет физически сплав, но улучшает его механические свойства за счет измельчения зерна», — говорит Фонг.«Эта обработка привела к повышению механической прочности и пластичности, что сделало его более жестким и легким в формовании при комнатной температуре».

---

Новый легкий металл с такой же пластичностью, как алюминиевый лист, с повышенной прочностью в 1,5 раза

---

Дополнительная информация: Кай Сун Фонг и др.Характеристики текучести при растяжении магниевого сплава AZ31, обработанного сильной пластической деформацией и последующим отжигом при умеренно высоких температурах, Journal of Materials Processing Technology (2017). DOI: 10.1016 / j.jmatprotec.2017.03.025 Предоставлено Агентство науки, технологий и исследований (A * STAR), Сингапур

Цитата : Магниевый сплав как более легкая альтернатива алюминиевому сплаву (2017, 29 ноября) получено 12 ноября 2020 с https: // физ.

No related posts.