Алюминий и сплавы на алюминиевой основе

Наука » Материаловедение
Высокая удельная прочность и удельная жесткость в сплавах алюминия сочетается с высокой пластичностью (легко прокатываются на лист, ленту, фольгу, протягиваются в трубы и проволоку). Сплавы обладают хорошей коррозионной стойкостью во многих кислых средах (но в щелочных средах коррозионная стойкость низкая). Высокая устойчивость против коррозии в кислых средах связана с тем, что на поверхности этих сплавов легко образуется защитная плёнка окисла алюминия – Al2O3. В этих сплавах очень высокая тепло- и электропроводность.

Чистый алюминий отличается высокой отражательной способностью в вакууме, поэтому его широко используют при изготовлении прожекторов, рефлекторов, отражателей, экранов телевизионных трубок.

В зависимости от степени чистоты алюминий делят на несколько групп: 1) особой чистоты – А999 (99,999 %), 2) А955 (99,995 %) и А99 (99,99 %) – это марки алюминия высокой чистоты, 3) технически чистый алюминий (А8, А7…А0 – примесей в этих марках содержится до 1 %). Примесями в техническом алюминии является Cu, Mg, Mn, Si.

Широкое применение получил алюминий для изготовления различных профилированных изделий, проводов, кабелей.

В пищевой промышленности его используют для изготовления различных ёмкостей, крышек, пробок, а также фольги для упаковки продуктов. В тех отраслях пищевой промышленности, где предъявляются повышенные санитарно-гигиенические требования (при изготовлении детского и лечебного питания) используется особо чистый, либо высокочистый алюминий.

Но, еще разнообразием свойств и более широкими областями применения характеризуются сплавы на основе алюминия.

Основными легирующими элементами при изготовлении сплавов являются магний, марганец, медь, кремний. Эти сплавы разделяются на деформируемые и литейные.

Деформируемые алюминиевые сплавы подразделяются в свою очередь на упрочняемые только деформацией и упрочняемые деформацией и термообработкой (старением). К числу первых относятся бинарные сплавы Al – Mg (с содержанием Mg от 2 до 6 %) и сплавы Al –Mg, содержащие от 1 до 2 % Mg. По структуре эти сплавы являются однофазными твердыми растворами. Маркируются они как АМг2, АМг5, АМц, АМц2 (цифры указывают содержание магния или марганца).

Прочность указанных сплавов сравнительно невелика (например, для сплава АМц, sв равна 130 МПа при d = 23 %). Пластической деформацией сплавы упрочняются примерно в два раза, sв = 220 МПа при d = 5 % для вышеуказанного сплава.

В пищевой промышленности эти сплавы используются для изготовления цистерн в молочной промышленности, деталей холодильных агрегатов, различных сварных конструкций. Сплав АМг3 используется в транспортных системах сахарной промышленности (трубы сатураторных установок), сплав АМц используется для труб масляных насосов.

Из числа сплавов, упрочняемых совместно деформацией и старением, наибольшее использование получили сплавы дюралюмины. Такое название получили сплавы системы Al-Cu-Mg-Mn. В зависимости от содержания легирующих элементов они маркируются как Д1,….. до Д19, но цифры здесь условны. Так, классический дюралюминий Д1 имеет состав: (3, 8-4,8 % Cu, 0,4-0,8 % MnV 0,4-0,8%Мg, ост. алюминий).

Сплавы данной группы подвергаются старению (изменению фазового состава, а, следовательно, и прочности) после закалки. Причем старение может быть искусственным – нагрев закаленных сплавов до температур 190-2000С, так и естественным в результате вылёживания сплава после закалки при комнатной температуре.

Например, прочность сплава Д1 после закалки колеблется в пределах 220-230 Мпа, а после естественного старения в течении 3 – 4-х дней она увеличивается до 420 – 440 Мпа при d = 60 %.

В пищевой промышленности дюралюмины используют для изготовления деталей различных сепараторов, тестомесильной аппаратуры, холодильных агрегатов. Поскольку присутствие в сплавах меди, при контакте с некоторыми пищевыми продуктами может приводить к снижению качества продуктов и ухудшению их органолептических свойств, изделия из дюралюминов рекомендуется покрывать чистым алюминием.

К числу литейных алюминиевых сплавов относятся бинарные сплавы системы Al-Si (силумины), сплавы Al-Mg, Al-Cu либо комплексно легированные сплавы. Наилучшим сочетанием механических свойств с технологическими (жидкотекучесть) обладают силумины. Маркируются литейные сплавы буквами АЛ и цифрами, но цифра условна и не отражает содержания легирующих элементов, например, сплав АЛ12 – бинарный сплав Al-12% Si, а сплав АЛ9 – сплав с 6-8%Si и 0,2-0,4%Mg.

Уровень механических свойств силуминов меняется от sв = 150-180 Мпа для бинарных сплавов до 320-360 Мпа для сплава АЛ27 (11,5%Si с добавками Ti, Zr, Be в пределах от 0,05 до 0,15%).

Сплав АЛ8 (Al – 10%Si) в пищевой промышленности используется для отливки корпусов насосов, контактирующих с пищевыми продуктами. Для защиты корпусов иногда их рекомендуется покрывать специальными пищевыми леками.
Авторское право на материал
Копирование материалов допускается только с указанием активной ссылки на статью!

Похожие статьи

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.