Маркировка алюминия и его сплавов

Алюминий и его сплавы

В зависимости от степени чистоты первичный алюминий делится на три класса: особой чистоты А999 (99,999% Al), высокой чистоты А995, А99, А97, А95 (99,995 … 99,95% Al) и технической чистоты А85, А8, А7, А7Е, А6, А5, А5Е, А0 (99,85 . 99,0% Al) – ГОСТ 11069-74. Буква Е указывает на то, что алюминий имеет гарантированные электротехнические характеристики.

В качестве постоянных примесей в алюминии присутствуют железо, кремний, медь, марганец, цинк и титан. В качестве основных легирующих элементов в алюминиевых сплавах применяют медь, магний, кремний, марганец, цинк, реже никель, бериллий и др.

Алюминиевые сплавы классифицируют по технологии изготовления, способности к термической обработке и свойствам. Все сплавы алюминия можно разделить на три группы: деформируемые, литейные и спеченные (получаемые методом порошковой металлургии).

Деформируемые алюминиевые сплавы делятся на сплавы неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой.

К деформируемым алюминиевым сплавам неупрочняемым относятся сплавы системы АI — Мn и АI — Мg .

ГОСТом 4784-97 определены марки неупрочняемого деформируемого алюминия и его сплавов (и сопоставление их с марками по международным стандартам ИСО 209-1):

алюминий-АД000(А199,8),АД00(А199,7),АД00Е(ЕА199,7), АД0(А199,5) и т.д.;

система Al–Mn — ММ (АlМnМg0,5), АМц, АМцС, Д12 (АlМn1Мg1). Состав сплавов марки ММ: Si = 0,6%, Fe = 0,7%, Cu = 0,3%, Mn = 1,0-1,5%, Mg = 0,2-0,6%, Cr = 0,1%, Zn = 0,25%, Ti = 0,1%; марки АМц: Si = 0,6%, Fe = 0,7%,Cu = 0,05-0,20%, Mn = 1-1,5%, Zn = 0,1%.

система Al — Mg — АМг0,5, АМг1, АМг1,5, АМг2, АМг2,5, АМг3, АМг3,5, АМг4, АМг4,5, АМг5, АМг6. Цифры, следующие за буквами АМг, соответствуют примерному содержанию магния в этих сплавах. Например, в сплаве АМг1,5 содержится Si = 0,4%, Fe = 0,5%, Cu = 0,15%, Mn = 0,1-0,5%, Mg = 1,7-2,4%, Cr = 0,15%, Zn = 0,1%.

Все остальные алюминиевые сплавы относятся к упрочняемым термической обработкой.

Сплавы нормальной прочности на основе системы Al – Cu – Mg и Al – Cu – Mn называются дуралюминами (обозначаются буквой Д)и алюминием ковочным (обозначают буквамиАК). ГОСТ 4784-97 определяет марки дуралюмина: Д1(АlСu4МgSi) , Д16(AlCuMg1), Д16ч, Д18, Д19, Д19ч, В65; марки алюминия ковочного: АК6, АК8, АК4, АК4-1,АК4-1ч. Цифры означают условный порядковый номер сплава. Состав сплавов марки Д1:Si =0,2-0,8%, Fe = 0,7%, Cu = 3,5-4,5%, Mn = 0,4-1,0%, Mg = 0,4-0,8%, Ti = 0,15%, Cr = 0,1%, Zn = 0,25%; марки В65: Si=0,5%, Fe=0,2%, Cu = 3,9-4,5%, Mn = 0,3-0,5%, Mg = 0,15-0,3%, Zn = 01%, Ti=0,1%; марки AK4:Si = 0,5-1,2%, Fe = 0,8-1,3%, Cu = 1,9-2,5%, Mn = 0,2%, Mg = 1,4-1,8%, Ti = 0,1%, Ni = 0,8-1,3%. Сплавы АК4, АК4-1, АК4-1ч являются жаропрочными.

Высокопрочные алюминиевые сплавы (системы Al – Zn — Mg) обозначаются буквой В.ГОСТ4784-97 определяет марки: 1915 (АlZn4,5Mg1,5Mn), 1925 (АlZnMg1,5Mn), В93пч, В95, В95пч, В95оч, В95-1, В95-2, АЦпл. Цифры означают условный номер сплава. Состав сплава марки В95оч: Si = 0,1%, Fe = 0,15%, Cu =1,4-2,0%, Mn = 0,2-0,6%, Mg = 1,8-2,8%, Cr = 0,1-0,25%, Zn = 5-6,5%, Ti = 0,05%.

Алюминиевые сплавы повышенной пластичности и коррозионной стойкости обозначаются буквами АД – алюминий деформируемый. ГОСТ 4784-97 определяет марки (системы Al – Mg — Si) АД31(AlMg07Si), АД31Е(E-AlMgSi), АД33(AlMg1SiCu), АД35(AlSi1MgMn), АВ (сплав авиаль). Цифры указывают чистоту алюминия, буква Е –сплав с электрическими свойствами. Состав сплава АД31: Si = 0,2-0,6%, Fe = 0,5%, Cu = 0,1%, Mn = 0,1%, Mg = 0,45-0,9%, Cr = 0,1%, Zn = 0,2%.

Алюминиевые сплавы для изготовления проволоки для холодной высадки имеют в маркировке букву П :Д1П, Д16П, Д19П, АМг5П, В95П. Сплавы, предназначенные для изготовления сварочной алюминиевой проволоки, имеют в маркировке буквы Св:СвА99, СвА97, СвА85Т, СвА5, СвАМц, СвАМг3, СвАМг5, СвАМг6, СвАМг63, СвАМг61, СвАК5, СвАК10.

Литейные алюминиевые сплавы ГОСТ 1583-93 делит на 5 групп:

I группа – на основе системы Al – Si – Mg: АК12 (АЛ2), АК13(АК13),АК9(АК9),АК9с(АК9с),АК9ч(АЛ4),АК9пч (АЛ4-1), АК8л(АЛ34), АК7(АК7), АК7ч(АЛ9), АК7пч(АЛ91), АК10Су(АК10Су) и др.;

II группа — системы Al – Si – Cu: АК5Мч (АЛ5-1), АК5М (АЛ5), АК5М2 (АК5М2), АК5М7 (АК5М7), АК6М2 (АК6М2), АК5М4 (АК5М4), АК8М3 (АК8М3), АК8М3ч (ВАЛ8), АК9М2 (АК9М2) и др.;

III группа – системы Al–Cu:АМ5(АЛ19),АМ4,5Кд (ВАЛ10);

IV группа – системы Al – Mg: АМг4К1,5М (АМг4К1,5М), АМг5К (АЛ13), АМг5Мц (АЛ28). АМг6л (АЛ23) и др.;

V группа – системы Al- прочие компоненты: АК7Ц9 (АЛ11), АЦ4Мг(АЛ24), АК9Ц6(АК9Ц6) и др.

В скобках литейных алюминиевых сплавов указаны обозначения марок по ГОСТ 1583, ОСТ 48-178 и по Техническим условиям.

Буква Ав марках означает алюминиевый сплав, остальные буквы и цифры – название легирующего компонента и его содержание. В конце марки иногда указывается степень чистоты сплава: ч – чистый, пч – повышенной чистоты, оч – особой чистоты, л — литейный.

Пример расшифровки сплава марки АК12М2МгН (АЛ30): алюминий литейный (системы Al-Si-Cu), содержащий кремния 11 – 13% (К12), меди 1,5 – 3% (М2),магния 0,8 – 1,3% (Мг), никеля 0,8 – 1,3% (Н), остальное- алюминий.

Маркировка алюминиевых сплавов не отличается системой и единообразием. Поэтому в настоящее время вводится единая четырехцифровая маркировка алюминиевых сплавов. Первая цифра обозначает основу всех сплавов (алюминию присвоена цифра 1); вторая — главный легирующий элемент или группу главных легирующих элементов; третья цифра или третья со второй соответствует старой маркировке; четвертая цифра – нечетная (включая 0) указывает, что сплав деформируемый, четная — что сплав литейный.

Например, сплав Д1 обозначают 1110, Д16 — 1160, АК4 – 1140, АМг5 – 1550, АК6 – 1360 и т.д. Некоторые новые сплавы имеют только цифровую маркировку: 1915, 1925 и др.

В промышленности используют дисперсно-упрочненныекомпозиционные материалына алюминиевой основе.

Спеченные алюминиевые порошки — САП-1, САП-2, САП-3, САП-4 – алюминий в виде порошка или пудры, упрочненный частицами оксида алюминия Al₂O₃. Получают их путем последовательного брикетирования, спекания и прессования окисленной с поверхности алюминия пудры. Цифры — условный порядковый номер сплава, но с увеличением номера возрастают содержание Al₂O₃ в сплаве, его прочность, твердость и жаропрочность. При этом уменьшается пластичность сплава.

Спеченные алюминиевые сплавы – САС-1, САС-2, где цифры – условный порядковый номер сплава, изготовленные, в основном, по той же технологии что и САП, вместо алюминиевого порошка в основе имеют окисленные сплавы. В своем составе сплавы имеют 25-30% Si; 5-7% Ni; остальное – Al.

188.64.169.166 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Маркировка алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы маркируют буквенно-цифровой маркировкой (табл. 4.4) или цифровой (рис. 4.1).

Буквы означают соответствующую группу, а цифры указывают номер сплава или содержание основного легирующего элемента в процентах.

Сочетание букв АМг или АМц означает сплав Al с Mg или Mn, соответственно. У сплавов Al – Mg цифра характеризует среднее содержание Mg (в %). Так, сплавы АМгЗ, АМг5 и АМг6 содержат соответственно 3; 5 и 6% Mg.

Высокопрочные сплавы (В) системы Al – Zn – Mg – Cu имеют первую цифру 9; вторая цифра указывает номер сплава (например, В93, В94, В95).

АД — означает A1 деформируемый.

Д — означает сплав типа дуралюмин – системы Al – Сu – Mg.

АК — означает группу алюминиевых ковочных сплавов. Цифры показывают номер сплава; дополнительная цифра 1 указывает модификацию сплава (например, АК4 и АК4-1).

Состояние при поставке сплавов, не упрочняемых термообработкой, обозначают буквами, следующими после маркировки: А – сплав повышенного качества; М – мягкий, отожженный; П – полунагартованный; Н – нагартованный.

Состояние при поставке сплавов, упрочняемых термообработкой, имеет буквенно-цифровую индексацию, следующую после маркировки: М – мягкий, отожженный; Т – термически обработанный, закаленный и естественно состаренный; Т1 – термически обработанный, закаленный и искусственно состаренный; Н – нагартованный; H1 – усиленно нагартованный и т. д.

Литейные алюминиевые стали обозначаются АЛ и цифрой, показывающей условный номер сплава (например, АЛ2, АЛЗ, АЛ4).

Наряду с этим имеется буквенно-цифровая маркировка технологической обработки полуфабрикатов и изделий, качественно отражающая механические, химические и другие свойства сплава. Например, обозначения режимов термической обработки литейных алюминиевых сплавов следующие: Т1 – старение; Т2 – отжиг; Т4 – закалка; Т5 – закалка и частичное старение; Т6 – закалка и полное старение до наибольшей твердости; Т7 – закалка и стабилизирующий отпуск; Т8 – закалка и смягчающий отпуск.

Примеры обозначения сплавов с помощью буквенно-цифровой и цифровой маркировок приведены в табл.4.4. и 4.5.

Марки алюминия и его сплавов.

Марки алюминия первичного:А0, А5, А5Е, А6, А7, А7Е, А8, А85, А95, А97, А99, А995, А999;

Алюминий технический:АД,АД0, АД00, АД000, АД00Е, АД0Е, АД1, АДоч, АДС, АДч;

Алюминий для раскисления:АВ86, АВ86Ф, АВ88, АВ88Ф, АВ91, АВ91Ф, АВ92, АВ92Ф, АВ97, АВ97Ф;

Алюминиевые литейные сплавы:АК21М2.5Н2.5, АК4М4, АК5М2, АК5М7, АК7, АК7М2, АК9, АЛ1, АЛ11, АЛ13, АЛ19, АЛ2, АЛ21, АЛ22, АЛ23, АЛ23-1, АЛ24, АЛ25, АЛ26, АЛ27, АЛ27-1, АЛ28, АЛ29, АЛ3, АЛ30, АЛ32, АЛ33, АЛ34, АЛ4, АЛ4-1, АЛ4М, АЛ5, АЛ5-1, АЛ6, АЛ7, АЛ7-4, АЛ8, АЛ9, АЛ9-1, В124, В2616, ВАЛ10, ВАЛ10М, ВАЛ11, ВАЛ12, ВАЛ8;

Читать еще: Виды сверл по дереву и их назначение

Алюминиевые деформируемые сплавы:1201, 1420, АВ, АД31, АД33, АД35, АК4, АК4-1, АК6, АК8, АМг1, АМг2, АМг5, АМг5П, АМг6, АМц, АМцС, АЦпл, В65, В93, В94, В95, В95П, В96, В96ц, В96Ц1, ВД17, Д1, Д12, Д16, Д16П, Д18, Д19, Д1П, Д20, Д21, ММ;

Алюминиевые антифрикционные сплавы:АМСТ, АН-2.5, АО20-1, АОЗ-1, АОЗ-7, АО6-1, АО9-1, АО9-2, АО9-2Б, АСМ.

Буквенно-цифровая маркировка алюминиевых сплавов.

Примеры маркировки алюминиевых сплавов.

Рис. 4.1. Принципы цифровой маркировки алюминиевых сплавов.

Классификация алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы в основном подразделяются на деформируемые (поддающиеся обработке давлением в катаном или прессованном виде) и литейные (обрабатываемые методами литья). В производстве порошковых, гранулируемых сплавов и композиционных материалов в той или иной мере используются процессы пластической деформации и литья.

Алюминиевые сплавы разделяют также по способности упрочняться термической обработкой на упрочняемые (закалка с 435 – 545°C, естественное старение при 20°C или искусственное — при 75 – 225°С, 3 – 48 ч) и не упрочняемые при обработке. Сплавы могут подвергаться гомогенизационному (480 – 530°C, 6 – 36 ч), рекристаллизационному (300 – 500°C, 0,5 – 3 ч) и разупрочняющему (закаленные и состаренные сплавы — 350–430°C, 1 – 2 ч) отжигам. Деформируемые сплавы после обработки давлением и последующей термической обработки по механическим свойствам превосходят литейные сплавы. Литейные сплавы отличаются повышенным содержанием легирующих элементов, а эвтектическая структура (15 – 20 % объема) обеспечивает жидкотекучесть и более низкую температуру плавления.

Деформируемые сплавы применяют для изготовления несложных по конфигурации деталей, воспринимающих, однако, повышенные нагрузки. Литейные сплавы используют для изготовления деталей сложной формы, воспринимающих меньшие нагрузки.

Границей деформируемых и литейных алюминиевых сплавов служит предел насыщения твердого раствора при эвтектической температуре (рис. 4.2)

Рис. 4.2. Классификация алюминиевых сплавов по диаграмме состояния системы Al – X, где X – легирующий элемент.

Состав алюминиевых сплавов в процентах, термически не упрочняемых обработанных.

Классификация и маркировка сплавов алюминия

В промышленности алюминий используется как в чистом виде, так и в виде различных сплавов. Маркировка алюминия начинается с буквы А, затем идет цифра, указывающая содержание алюминия в сотых долях процента. Например, алюминий марки А97 содержит алюминия 99,97 %, остальное – контролируемые примеси [14].

Постоянные примеси алюминия – Fe, Si, Cu, Zn и Ti. В зависимости от содержания примесей первичный алюминий подразделяют на три класса:

1) особой чистоты марки А999;

2) химически чистый марок А995, А99, А97, А95;

3) технически чистый марок А85, А8, А7, А6, А5, А0 и А.

В электротехнике применяют алюминий марок А7Е, А6Е, А5Е и АЕ, где буква Е указывает на его электротехническое назначение. Технический алюминий, выпускаемый в виде деформируемого полуфабриката (листы, профили, прутки и др.) маркируют АД0 и АД1. Алюминиевую проволоку, в зависимости от исходных механических свойств, выпускают нескольких сортов, которые маркируют АТП, АТ, АПТ и АМ – соответственно твердая повышенной прочности, твердая, полутвердая и мягкая.

Ввиду низкой прочности и незначительной упрочняемости при холодной пластической деформации чистый алюминий как конструкционный материал применяют сравнительно редко. Более широко используют сплавы алюминия, которые характеризуются высокой удельной прочностью, способностью сопротивляться статическим и динамическим нагрузкам, в том числе и при повышенных температурах, отличаются хорошей технологичностью. Классификация наиболее известных алюминиевых сплавов приведена на рис.3.2.

Рис.3.2. Классификация сплавов на основе алюминия

Основными легирующими элементами алюминиевых сплавов являются Cu, Mg, si, Mn, Zn, реже Li, Ni, Ti [15]. Такие элементы, как Cu, Zn, Mg, Ni, Fe и Mn участвуют в формировании прочностных свойств, причем Mn одновременно повышает коррозионную стойкость. Кремний является основным легирующим элементов в ряде литейных сплавов (силуминов), поскольку он участвует в образовании эвтектики. Подобные элементы, как Ni, Ti, Cr, Fe повышают жаропрочность сплавов, затормаживая процессы диффузии и образуя стабильные сложнолегированные упрочняющие фазы. Литий в сплавах способствует возрастанию их модуля упругости. Магний и марганец снижают тепло- и электропроводность алюминия, а железо – его коррозионную стойкость. Алюминиевые сплавы можно условно разделить на конструкционные и электротехнические.

Маркировка конструкционных алюминиевых сплавов. В настоящее время одновременно действуют две маркировки сплавов: старая буквенно-цифровая (табл 3.2.) и новая цифровая (рис.3.3.).

Буквенно-цифровая маркировка алюминиевых сплавов

* Буква П, входящая в маркировку сплава, указывает на то, что сплав проволочный

Разные организации, присваивая буквенно-цифровые марки сплавам, руководствовались разными принципами. Есть марки, которые характеризуют состав сплава, например Амг2 (алюминий + 2% магния), Амц (алюминий + 1% марганца). Другие марки отражают технологию получения изделий: АЛ2, АЛ4, АЛ7, где буквы Ал показывают, что сплав алюминиевый литейный, а цифры после букв – порядковые номера сплавов, не несущие никакой полезной информации о сплаве; АК4, АК6 – алюминиевые сплавы для ковки. В марках многих сплавов отражена организация – разработчик: ВАЛ8, ВАЛ10, ВАЛ14 – литейные сплавы, разработанные в ВИАМе (Всесоюзный институт авиационных материалов), ВАД1, ВАД3 – деформируемые сплавы, разработанные в ВИАМе.

.начиная с 1970 г. для маркировки любых алюминиевых сплавов была введена единая цифровая система [13]. В соответствии с цифровой маркировкой первая цифра показывает основу сплава (для алюминия 1), вторая цифра обозначает систему легирования (показывает основные легирующие компоненты), третья и четвертая цифры – порядковый номер сплава и технологию получения изделий.

Порядковый номер сплава

Основные легирующие элементы

Рис. 3.3. Принципы цифровой маркировки алюминиевых сплавов

При этом для деформируемых сплавов последняя цифра должна быть 0 или нечетная цифра, а для литейных – нечетная цифра. Таким образом, главная информация о составе сплава определяется второй цифрой марки. Для цифр, стоящих в марке на втором месте, приняты следующие обозначения:

· 0 – легирующих элементов нет, есть только примеси, т.е. обозначение разных сортов технического алюминия;

· 1 – сплавы систем Al-cu-Mg и al-Mg-Fe-Ni;

· 2 – сплавы систем Al-cu-Mn и al-Li-Cd-Mn;

· 3 – сплавы систем Al-Mg-Si и Al-Mg-Si-Cu;

· 4 – сплавы, легированные Li, а также малорастворимыми в алюминии компонентами Mn, Cr, Zr, Ni, Be и др;

· 5 – сплавы системы Al-Mg;

· 9 – сплавы системы Al-Zn-Mg и Al-Zn-Mg-Cu.

Цифры 6, 7 и 8 (на втором месте) для маркировки алюминиевых сплавов пока не используются. Примеры обозначения сплавов с помощью буквенно-цифровой и цифровой маркировок приведены в табл. 3.3. Цифровая маркировка всеобщего распространения не получила и используется преимущественно для обозначения деформируемых алюминиевых сплавов нового поколения. Для литейных алюминиевых сплавов цифровая маркировка вообще не нашла применение. Для них разработана и введена единая система буквено-цифровой маркировки [16]. Эта система аналогична применяемой для сталей, однако обозначения химических элементов имеет свои особенности (таблица 3.4.).

Примеры маркировок алюминиевых сплавов

В результате марку сплава записывают следующим образом: первая буква, А, показывает алюминий, последующие буквы – основные легирующие элементы, а числа, стоящие после букв, показывают среднее содержание данного компонента в процентах по массе.

Условные обозначения легирующих элементов

в марках алюминиевых сплавов

Если содержание компонента меньше единицы, буква обозначающая данный компонент в марке обычно не указывается.

Примеры записи марок литейных алюминиевых сплавов выглядят следующим образом: АК5М,АК12М2МгН, АМг5Мц, Ац4Мг, АК21М2, 5Н2,5.

Буквы Ч (чистый) или ОЧ (особой чистоты) ставятся в конце маркировке и указывают на повышенную чистоту сплавов по примесям железа и кремния.

Наряду с рассмотренными системами маркировок алюминиевых сплавов имеется буквенно-цифровая маркировка технологической обработки полуфабрикатов и изделий, качественно отражающая механические, химические и другие свойства сплава (табл. 3.5).

Буквенно-цифровая маркировка технологической обработки

деформируемых и литейных сплавов

Маркировка электротехнических алюминиевых сплавов. Для этих сплавов действует буквенно-цифровая система маркировки [17].

Для изготовления холоднотянутой электротехнической проволоки используют алюминий марки АД1 и алюминиевые деформируемые сплавы марок Амц, Амг2, АМг5П, Д1П, Д16П, Д18 и в65, где А обозначает алюминий, Д – деформируемый сплав, Мц – Марганец, Мг – магний, П – сплав холодной высадки (разновидность обработки давлением), В – высокопрочный деформируемый сплав. Цифра, стоящая за обозначением элемента, показывает его содержание в процентах.

Из электротехнических сплавов системы Al-Mg-Si-Fe наиболее известен сплав альдрей(АВ), который используют для производства контактных проводов.

3.3. Классификация и маркировка сплавов титана.

В промышленности титан используется как в чистом виде, так и в виде различных сплавов. Маркируют технический титан буквами ВТ, за которыми сразу стоит цифра 1 (ВТ1). Далее через черточку ставится цифра, характеризующая чистоту технического титана. Контролируемыми примесями в титане являются следующие элементы: Fe, Si, C, Cl, N₂ и O₂. Если содержание примесей в сумме менее 0,10 %, то такой титан относят к самому чистому (иодидному) и маркируют ВТ1-00. Далее по степени чистоты (по убывающей) выделяют следующие сорта технического титана ВТ1-0, ВТ1-1 и ВТ1-2 [18].

Классификация основных сплавов титана приведена на рис.3.4. Как любая классификация, она не может считаться полной, так как титановые

сплавы классифицируют часто по структуре, по составу, по склонности к упрочнению, по прочности и т.д. В ряде случаев применяют классификацию по элементам — стабилизаторам соответствующих фаз. Однако все эти классификации весьма сложные и имеют ограниченное ведомственное применение.

Читать еще: Конный плуг на минитрактор

Рис.3.4. Классификация сплавов на основе титана

В маркировке сплавов титана какие-либо специальные системообразующие символы отсутствуют. Все промышленные деформируемые сплавы титана маркируют двумя буквами ВТ, ОТ, ПТ и АТ за которыми сразу без пропуска следует цифра, обозначающая порядковый номер сплава и не дающая о нем никакой полезной информации. Примеры записи марок деформируемых титановых сплавов выглядят следующим образом: ВТ3, ВТ6,ПТ7,ОТ4,АТ6,ВТ22,ВТ35.

Литейные сплавы титана по составу аналогичные деформируемым. Для них в конце марки сплава пишется буква Л, например: ВТ1Л,ВТ5Л, ВТ21Л.

Для того, чтобы узнать химический состав титанового сплава и определить его структурную принадлежность, необходимо обратиться к специальной справочной литературе, где приводятся данные обо всех известных сплавах титана.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Алюминий и его сплавы: характеристика, свойства, применение

Алюминий — серебристо-белый легкий парамагнитный металл. Впервые получен физиком из Дании Гансом Эрстедом в 1825 году. В периодической системе Д. И. Менделеева имеет номер 13 и символ Al, атомная масса равна 26,98.

Производство алюминия

Для производства алюминия используют бокситы — это горная порода, которая содержит гидраты оксида алюминия. Мировые запасы бокситов почти не ограничены и несоизмеримы с динамикой спроса.

Боксит дробят, измельчают и сушат. Получившуюся массу сначала нагревают паром, а затем обрабатывают щелочью — в щелочной раствор переходит большая часть оксида алюминия. После этого раствор длительно перемешивают. На этапе электролиза глинозем подвергают воздействию электрического тока силой до 400 кА. Это позволяет разрушить связь между атомами кислорода и алюминия, в результате чего остается только жидкий металл. После этого алюминий отливают в слитки или добавляют к нему различные элементы для создания алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы

Наиболее распространенные элементы в составе алюминиевых сплавов — медь, марганец, магний, цинк и кремний. Реже встречаются сплавы с титаном, бериллием, цирконием и литием.

Алюминиевые сплавы условно разделяют на две группы: литейные и деформируемые.

Для изготовления литейных сплавов расплавленный алюминий заливают в литейную форму, которая соответствует конфигурации получаемого изделия. Эти сплавы часто содержат значительные примеси кремния для улучшения литейных свойств.

Деформируемые сплавы сначала разливают в слитки, а затем придают им нужную форму.

Происходит это несколькими способами в зависимости от вида продукта:

Прокаткой, если необходимо получить листы и фольгу.
Прессованием, если нужно получить профили, трубы и прутки.
Формовкой, чтобы получить сложные формы полуфабрикатов.
Ковкой, если требуется получить сложные формы с повышенными механическими свойствами.

Марки алюминиевых сплавов

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

А — технический алюминий;
Д — дюралюминий;
АК — алюминиевый сплав, ковкий;
АВ — авиаль;
В — высокопрочный алюминиевый сплав;
АЛ — литейный алюминиевый сплав;
АМг — алюминиево-магниевый сплав;
АМц — алюминиево-марганцевый сплав;
САП — спеченные алюминиевые порошки;
САС — спеченные алюминиевые сплавы.

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

М — сплав после отжига (мягкий);
Т — после закалки и естественного старения;
А — плакированный (нанесен чистый слой алюминия);
Н — нагартованный;
П — полунагартованный.

Виды и свойства алюминиевых сплавов

Алюминиево-магниевые сплавы

Эти пластичные сплавы обладают хорошей свариваемостью, коррозийной стойкостью и высоким уровнем усталостной прочности.

В алюминиево-магниевых сплавах содержится до 6% магния. Чем выше его содержание, тем прочнее сплав. Повышение концентрации магния на каждый процент увеличивает предел прочности примерно на 30 МПа, а предел текучести — примерно на 20 МПа. При подобных условиях уменьшается относительное удлинение, но незначительно, оставаясь в пределах 30–35%. Однако при содержании магния свыше 6% механическая структура сплава в нагартованном состоянии приобретает нестабильных характер, ухудшается коррозийная стойкость.

Для улучшения прочности в сплавы добавляют хром, марганец, титан, кремний или ванадий. Примеси меди и железа, напротив, негативно влияют на сплавы этого вида — снижают свариваемость и коррозионную стойкость.

Алюминиево-марганцевые сплавы

Это прочные и пластичные сплавы, которые обладают высоким уровнем коррозионной стойкости и хорошей свариваемостью.

Для получения мелкозернистой структуры сплавы этого вида легируют титаном, а для сохранения стабильности в нагартованном состоянии добавляют марганец. Основные примеси в сплавах вида Al-Mn — железо и кремний.

Сплавы алюминий-медь-кремний

Сплавы этого вида также называют алькусинами. Из-за высоких технических свойств их используют во втулочных подшипниках, а также при изготовлении блоков цилиндров. Обладают высокой твердостью поверхности, поэтому плохо прирабатываются.

Алюминиево-медные сплавы

Механические свойства сплавов этого вида в термоупрочненном состоянии порой превышают даже механические свойства некоторых низкоуглеродистых сталей. Их главный недостаток — невысокая коррозионная стойкость, потому эти сплавы обрабатывают поверхностными защитными покрытиями.

Алюминиево-медные сплавы легируют марганцем, кремнием, железом и магнием. Последний оказывает наибольшее влияние на свойства сплава: легирование магнием значительно повышает предел текучести и прочности. Добавление железа и никеля в сплав повышает его жаропрочность, кремния — способность к искусственному старению.

Алюминий-кремниевые сплавы

Сплавы этого вида иначе называют силуминами. Некоторые из них модифицируют добавками натрия или лития: наличие буквально 0,05% лития или 0,1% натрия увеличивает содержание кремния в эвтектическом сплаве с 12% до 14%. Сплавы применяются для декоративного литья, изготовления корпусов механизмов и элементов бытовых приборов, поскольку обладают хорошими литейными свойствами.

Сплавы алюминий-цинк-магний

Прочные и хорошо обрабатываемые. Типичный пример высокопрочного сплава этого вида — В95. Подобная прочность объясняется высокой растворимостью цинка и магния при температуре плавления до 70% и до 17,4% соответственно. При охлаждении растворимость элементов заметно снижается.

Основной недостаток этих сплавов — низкую коррозионную стойкость во время механического напряжения — исправляет легирование медью.

Авиаль

Авиаль — группа сплавов системы алюминий-магний-кремний с незначительными добавлениями иных элементов (Mn, Cr, Cu). Название образовано от сокращения словосочетания «авиационный алюминий».

Применять авиаль стали после открытия Д. Хансоном и М. Гейлером эффекта искусственного состаривания и термического упрочнения этой группы сплавов за счет выделения Mg2Si.

Эти сплавы отличаются высокой пластичностью и удовлетворительной коррозионной стойкостью. Из авиаля изготавливают кованые и штампованные детали сложной формы. Например, лонжероны лопастей винтов вертолетов. Для повышения коррозионной стойкости содержание меди иногда снижают до 0,1%.

Также сплав активно используют для замены нержавеющей стали в корпусах мобильных телефонов.

Физические свойства

Плотность — 2712 кг/м 3 .
Температура плавления — от 658°C до 660°C.
Удельная теплота плавления — 390 кДж/кг.
Температура кипения — 2500 °C.
Удельная теплота испарения — 10,53 МДж/кг.
Удельная теплоемкость — 897 Дж/кг·K.
Электропроводность — 37·10 6 См/м.
Теплопроводность — 203,5 Вт/(м·К).

Алюминий и его сплавы. Свойства, маркировка и применение.

Алюминий — один из наиболее распространенных и легких конструкционных материалов. Плотность его 2,7 г/см3, температура плавления около 660 °С, твердость после прокатки и отжига около 20—25 НВ, относительное удлинение 30—40%, предел прочности на растяжение 80—100 МПа. Это пластичный металл серебристо-белого цвета, обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью, хорошо обрабатывается давлением и сваривается; на воздухе покрывается тонкой оксидной пленкой, защищающей металл от дальнейшего окисления и коррозии в атмосферных условиях, в воде и других средах.

1 Недостатками алюминия являются плохая обрабатываемость на металлорежущих станках и низкие литейные свойства.

Основными рудами для выплавки алюминия служат бокситы, алуниты, каолины и др. Наиболее богатые алюминием руды — бокситы — содержат до 50—60% оксида алюминия (глинозема А1203), а также оксиды железа, кремния, титана, кальция и других металлов.

Технологический процесс производства алюминия состоит из двух основных этапов: получение глинозема из руд и извлечение алюминия из глинозема и рафинирование алюминия. Сущность получения глинозема заключается в выщелачивании его едким натром и переводе в раствор алюмината натрия (Na20 • А1203), из которого затем осаждается гидрат оксида алюминия (А1(ОН)3). В результате промывки и прокаливания гидрата оксида алюминия получают глинозем. Металлический алюминий извлекают электролитическим разложением глинозема в электролизной ванне. Электролитом служит раствор глинозема в криолите (Na3AlF6).

Электролизная ванна (рис. 25) состоит из стального кожуха футерованного изнутри огнеупорным кирпичом 2 и угольными плитами 3. Катодные шины 4 соединены с отрицательным полюсом источника электрического тока, а анодные шины 5—с электродами 6. Ванну засыпают криолитом и глиноземом и включают электрический ток напряжением 4—5 В и силой около 75000 А. Под действием высокой температуры шихта расплавляется и глинозем разлагается на алюминий и кислород. Жидкий алюминий 7 скапливается на дне ванны, а затем периодически сливается в раздаточный ковш. Полученный таким способом черновой алюминий подвергают рафинированию. Неметаллические и газовые включения отделяют переплавкой металла и продувкой хлором, а примеси других металлов удаляют электролитическим способом рафинирования, используя в качестве электролита фтористые и хлористые соли. Основными металлическими примесями алюминия являются железо, кремний, натрий, медь и др.

Читать еще: Расчет удельного веса формула

Наша промышленность в зависимости от содержания примесей выпускает около тридцати марок алюми-ния^ составляющие группы особой, высокой и технической чистоты. Причем чистота алюминия всех марок превышает 99%. Превышение чистоты на десятые или сотые доли процента указывается в марке после начальной буквы А. Так, в алюминии особой чистоты А999 содержится 0,001% примесей, высокой, чистоты А995, А99, А97, А95—от 0,005 до 0,05% примесей и технической чистоты А 85, Л 8, А 7, А 6, А 5, АЕ — от 0,15% до 1,0% примесей. Буква Е в марке АЕ показывает, что данный алюминий предназначен для изготовления электрических проводов.1

Алюминий отливают в виде чушек массой 5,15 и 1000 кг и плоских слитков различной длины толщиной 140—400 мм и шириной 560—2025 мм.

Алюминий имеет самое разнообразное применение в промышленности. Значительная часть его расходуется на изготовление электрических проводов взамен более дорогой меди. Алюминий широко используется в быту, в пищевой промышленности, в электронике и ядерной энергетике. Из алюминия и его сплавов изготавливают корпуса самолетов, блоки, коробки передач, моторы,насосы, детали для искусственных спутников и космических кораблей, цистерны для перевозки и хранения химических продуктов, различные трубопроводы, рамы и двери; его применяют как антикоррозионное покрытие,» а также в качестве легирующего элемента в различных сплавах и активного раскислителя при выплавке сталей.

Сплавы алюминия. Свойства, маркировка и применение. Сплавы алюминия делятся на две основные группы: деформируемые и литейные.

Деформируемые алюминиевые сплавы легируются медью, магнием, марганцем, цинком, железом, кремнием и другими элементами, имеют высокую пластичность, выпускаются в виде листов, полос, плит, прутков, проволоки, труб и т. д. Эти сплавы делятся на упрочняемые и неупрочняемые. Упрочняемые алюминиевые сплавы могут повышать свою прочность при термической обработке. Наиболее распространенным упрочняемым сплавом является дюралюминий — сплав алюминия с медью, кремнием и железом, а иногда с марганцем и магнием. Дюралюминий маркируется буквой Д и цифрой, указывающей номер сплава. Химический состав дюралюминия при маркировке не отражается.

Промышленность выпускает пять основных марок дюралюминия: Д1, Д16, Д18, Д19 и Д20, в которых содержится меди 2,2—7,0%, кремния и железа 0,6—1,4%, марганца и магния 0,4—2,5%. Однако дюралюминий имеет низкую коррозионную стойкость и для защиты от коррозии подвергается плакированию — нанесению на поверхность деталей и изделий тонкого защитного слоя из чистого алюминия. Наиболее распространенными неупрочняемыми сплавами алюминия являются сплавы на основе алюминия и марганца, алюминия и магния. Эти сплавы маркируются буквами АМц и АМг, за которыми следуют цифры, указывающие номер сплава. Промышленность выпускает сплавы алюминия с марганцем марки АМц, содержащей от 1,0 до 1,6% марганца, и сплавы с магнием марок AMrl, АМг2, АМгЗ, АМг4, АМг5, АМгб, содержащие от 0,5 до 6,8% магния. Неупрочняемые сплавы алюминия отличаются высокой коррозионной стойкостью; повышение прочности этих сплавов достигается в результате пластической деформации.

Литейные сплавы алюминия обладают высокой жид-котекучестью. Применяемые литейные сплавы в зависимости от основного легирующего элемента делятся на пять групп. Первая группа сплавов легируется магнием, вторая — кремнием, третья — медью, четвертая — кремнием и медью и пятая — несколькими легирующими элементами одновременно. Все литейные сплавы маркируются буквами АЛ (алюминий литейный) и номером, который не характеризует ни состав, ни свойства сплавов: АЛ 1, АЛ2, АЛЗО. Сплавы алюминия с высоким содержанием магния обладают высокими механическими и антикоррозионными свойствами, но худшими литейными свойствами по сравнению с другими группами сплавов. Сплавы с вцсоким содержанием кремния, называемые силуминами, содержат 10—13% кремния, характеризуются лучшими литейными свойствами, но недостаточно прочны. Для повышения прочности силуминов снижают содержание в них кремния и увеличивают добавки меди, марганца и магния. Легирование силуминов цинком повышает их жидкотекучесть и коррозионную стойкость. Литейные сплавы алюминия поставляются как в виде готовых отливок, так и в виде чушек.

Алюминиевые сплавы: их маркировки и применение

Многочисленные изделия из металла состоят из алюминия. Из него производят трубы, посуду, электрические провода, а также элементы построек.

Сплавы алюминия используются для создания транспортных средств. Один кг Al заменяет 300 кг от массы стали, не утяжеляет механику, позволяя развивать большие скорости. Производимый объем мировых масштабов за 2016 год достиг около 3500000 тонн, не учитывая промышленность Китая (+12 %).

Характеристика алюминия

Данный металл добывают путем технической обработки бокситовой руды. Залежи породы находятся на поверхности Земли и присутствуют во многих странах: Россия, Америка, Франция.

Алюминий серебристо-белого цвета, легкой массы, мягкий металл, тринадцатый по счету в таблице Менделеева. Температура плавления достигает до 700 градусов Цельсия (жаропрочный), плотность составляет 2,7 грамм на квадратный см. Хорошо проводит тепло и ток. Максимальный предел прочности 150 МПа, упругость 7000 Мпа. Активно взаимодействует с кислородом, подвержен коррозии, если поверхностная пленка оксида Al повреждена. В состав алюминия входят следующие металлы:

Mg (0,001мг-0,003мг);
Zn (0,001мг-0,005 мг);
Fe (0,0001 мг-0,0005 мг);
Si (0,001мг-0,005 мг);
Cu до (0,001мг-0,0005 мг);

Природный состав алюминиевой руды может содержать дополнительные примеси алюмосиликатов. Новую технологию обработки магнетита, ученые придумали в 20 веке и используют в наше время.

Марка алюминия

Российская Федерация марки алюминия регламентирует ГОСТом №4784 от 1 июля 2000 года. Марочник распространяется на деформируемые алюминиевые сплавы, обрабатываемые методом горячей или холодной деформации.

Маркировки существуют трех видов:

Буквенно-цифровое обозначение:
Стандартный цифровой вид;
Международная маркировка.

Маркировка алюминия по ГОСТу расшифровывает первую цифру как основной металл, вторую как легирующую систему, третью и последнюю как модификацию марки.

Классификация алюминия

Сплавы на основе алюминия занимают второе место по объему производства после стали. Металлическая руда делится по классификациям состава:

Первичная (А0, А8, А5Е, А85, А999, А6, А95, А7, А97);
Техническая (Ад, АД0Е, АД1, АД00, АДС, АД00Е);
Для раскисления (АВ86, АВ91ф, Ав86Ф, АВ92, АВ92Ф, АВ97, АВ91);
Литейная (АК21М2.5Н2.5, АЛ23-1, АЛ32, АЛ4М, В2616 и т.д.);
Деформируемый металл (1201, Маг4.5, АМцС, ВД17, Д18, 1420, АМг2 и т.д.);
Антифрикционный металл (АМСТ, АН-2.5, А020-1, А03-1, А03-7, АСМ).

Промышленность часто применяет четвертый пятый пункты. Литейные сплотки отлично плавятся, хорошо текут. Эффективное применение структуры находят в формировании частей различных разновидностей конструкций. Обладают низким порогом образования газовых пустот, трещин.

Деформируемые алюминиевые составы имеют гомогенную твердую особенность. Это пластичный, менее жаростойкий металл. Основа компонента: магний, медь, цинк марганец, присутствуют остатки железа кремния и других металлов. По плотности сплавы делятся на:

Упрочняемые. Классификация «Д» (Д1, Д16, Д18 и т.д.) Плотность состава возможно повысить термической обработкой;
Не упрочняемые (дюралюминии). Марка «АМц» или «АМг». Увеличение прочности достигается методом пластической деформации.

Алюминиево-магниевые сплавы

Сплавы литейные, состав наполнен 6 % магнием, обладают высокой эффективностью к деформационному упрочнению. Магниевый сплав устойчив к коррозии и временной деформации. Однако высокое количество Mg образует в соединении тенденцию к образованию химической реакции между металлами. Происходит естественное соединение молекул. Интерметаллидная фаза ускоряет старение внутренней структуры. При комнатной температуре происходит выделение частиц, механический состав ухудшается. Различают два типа старения алюминиево-магниевых сплоток:

Искусственный технически обрабатывают при высокой температуре;
Естественный. Металл не обрабатывают, а оставляют при нормальной температуре.

Алюминиево-марганцевые сплавы

Алюминиево-марганцевые сплавы относится к термически не упрочняемым видам. Обладают низкой прочностью, но высокой коррозийной стойкостью, плотно свариваются. Недостатки возникают из-за кристаллизационных трещин, которые образуются из-за повышенного содержания железа или кремния плавильного состава. Обладают вязкостью пластичностью.

Сплавы алюминий-медь-кремний

Другое название алюминиево-литиевого соединения — это аэрон. Применяется в самолетостроении. Прочнее чем легированный дюралюминий. Свойства сплава схожи с латунью. Иногда в состав добавляют литиевый или натриевый компонент для повышения кремния электрического состава на 2%. Плотность лития составляет до 2,9 грамм на квадратный сантиметр. Обладает хорошей износоустойчивостью.

Сплавы алюминий-цинк-магний

Обладают высокой прочностью до 700 Мпа. Однако при физико-механическом состаривании на максимальную плотность сталь растрескивается. Имеет низкую пластичность. Для устранения недостатков соединения используют метод щадящего старения, который сохраняет высокую прочность, повышает устойчивость к коррозии. Сплав В95 важный в авиастроении входит в состав главных деталей самолетов.

Алюминий-кремниевые сплавы(силумины)

Литейный силумин менее прочный по внутренней структуре, чем другие категории литейных сплавов. Это связано с тем, что кремний не растворяется в алюминии. Мало пластичны по своим функциям, но имеют прекрасные плавильные свойства. Для улучшения тягучести, в состав добавляют натрий или другой металл (модифицированный силумин). Обладают повышенной текучестью. Применяют для отливки сложных форм.

Другие сплавы

К модифицированному металлу относится авиационный алюминий. В его состав входит магний и кремний, а также другие элементы (например, медь). Обладает прочностью и достаточной стойкостью к старению. Имеет маркировку «АВ». Используется в изготовлении кованых деталей сложных форм.

Помимо этого, существуют магнитные сплотки ални, состав которых состоит из никеля, а также железа. Более твердые, но хрупкие и применяются для литья форм.

Рекомендуем также к прочтению:

голоса

Рейтинг статьи