Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Алюминий и сплавы на основе алюминия

 

Алюминий относится к легким металлам, он почти в 3 раза легче железа. Низкая плотность, невысокая стоимость, большой объем производства (второе место после железа) обусловили широкое применение его в авиационной промышленности. Высокая электропроводность (65% от меди) позволяет применять алюминий для электротехнических целей как проводниковый металл. Провод из алюминия равной электропроводности легче, чем из меди.

Алюминий – химически активный металл, но пленка окиси на поверхности алюминия надежно защищает металл от дальнейшей коррозии. Азотная и органические кислоты не действуют на алюминий. Отсюда широкое применение алюминия в химической промышленности и в быту для хранения и транспортировки продуктов питания.

Высокая пластичность позволяет изготавливать из алюминия различной формы изделия и профили, вплоть до тончайшей фольги, порошка, пудры.

Качество алюминия определяется степенью чистоты и по этому признаку он подразделяется на три группы по ГОСТ 11069-74:

1. Алюминий особой чистоты марки:

А999 содержит 99, 999% АI и 0,001% примесей

2. Алюминий высокой чистоты марок:

А995 содержит 99,995% Аl и 0,005% примесей
А99 » 99,99% Аl и 0,01% »
А97 » 99,97% Аl и 0,03% »
А95 » 99,95% Аl и 0,05% »

3. Алюминий технической чистоты марок: А85, А8, А7, А6, А5, А0 содержит от 0,15 до 1,0% примесей.

Применять чистый алюминий в качестве конструкционного материала в промышленности нецелесообразно, так как он имеет низкие прочностные свойства: sв»60 МПа, s0,2»20 МПа. Существенно повысить свойства можно путем сплавления алюминия с кремнием, магнием, марганцем, медью, цинком, причем последние два элемента позволяют упрочнять сплавы закалкой до sв»700 МПа.



Технические алюминиевые сплавы подразделяются на литейные и деформируемые, при этом и те и другие могут использоваться без термического упрочнения или с применением закалки.

1. Сплавы деформируемые не упрочняемые термической обработкой легированы марганцем и магнием: АМц1 (1% Мn), АМг1, АМг2, АМг3, АМг4, АМг5, АМг6, содержат магния от 1 до 6%, остальное алюминий.

2. Сплавы деформируемые упрочняемые термической обработкой обозначаются буквой Д (дюралюминий) или В (высокопрочный) и условным порядковым номером.

 

Таблица 11.1. Состав и свойства деформируемых алюминиевых, упрочняемых термообработкой сплавов (ГОСТ 4784-74)

Марка сплава Состав сплава, % Механические свойства
Сu Мg Мn Zn Zr sВ, МПа s0,2, МПа d, %
Д1 3,8-4,8 0,4-0,8 0,4-0,8 <0,3 - 410-490 240-320 14-20
Д16 3,8-4,9 1,2-1,8 0,3-0,9 <0,3 - 440-540 330-400 11-18
Д18 2,2-3,0 0,2-0,5 < 0,2 < 0,1 - - - -
В95 1,4-2,0 1,8-2,8 0,2-0,6 5,0-7,0 - 500-600 450-550 8-12
В96 2,0-2,6 2,3-3,0 0,2-0,6 8,0-9,0 0,1-0,2

 

3. Алюминиевые сплавы для поковок и штамповок должны иметь кроме высоких механических свойств хорошую пластичность в горячем состоянии. В таких случаях применяют сплавы по составу близкие к дюралюминию. Обозначаются эти сплавы буквами АК и условным порядковым номером.

Более низкие свойства сплавов типа АК по сравнению с дюралюминием объясняются более грубой структурой этих сплавов. Из дюралей изготавливают более тонкие профили с большей степенью деформации; структура их более однородна, мелкозерниста, имеет более высокую прочность и пластичность. Полуфабрикаты из сплавов АК испытывают меньшую степень деформации. Улучшают структурное состояние и упрочняют сплавы АК модифицированием и применением различных видов термообработки. Модифицированные сплавы имеют индекс М после номера сплава, а вид термообработки указывается цифрой от 1 до 8 после буквы М: АК4М4, АК6М7, АК8М3, АК7М2.

 

Таблица 11.2. Состав и свойства сплавов АК (ГОСТ 4784-74)

Марка сплава Состав сплава, % Механические свойства
Сu Мg Мn Si Fe sВ, МПа d,%
АК1 3,8-4,8 0,4-0,8 0,4-0,8 до 0,7 до 0,7
АК4 1,9-2,5 1,4-1,8 0,15-0,35 0,5-1,2 1,1-1,6 - -
АК6 1,8-2,6 0,4-0,8 0,4-0,8 0,7-1,2 до 0,06
АК8 3,9-4,8 0,4-1,0 0,4-1,0 0,6-1,2 до 1,0
Сплав АК4 содержит 1,0-1,5% Ni

 

4. Для фасонного литья разработаны 3 вида литейных алюминиевых сплавов. Самыми распространенными являются силумины – сплавы алюминия с кремнием. Нормальный силумин содержит 10-13% Si, другие силумины содержат пониженное (8-10%) и низкое (4-6%) количества кремния. Вторая группа литейных сплавов близка по составу к дюралям и содержит в своем составе Сu-Мg-Мn. Последние сплавы называются магналии, т.к. содержат 9,5-11,5% магния.

Литейные сплавы для отливок обозначаются буквами АЛ и цифрой: А – алюминиевый сплав, Л – литейный, цифра – порядковый номер в ГОСТе: АЛ2, АЛ3, АЛ4, АЛ5, АЛ6, АЛ7, АЛ8, АЛ11, АЛ12.

Механические свойства этих сплавов меняются в широких пределах, т.к. зависят от способа литья: в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением. Кроме того, отливки могут подвергаться различным видам термообработки.

Помимо вышеперечисленных сплавов для фасонных отливок выплавляются сплавы, которые отливаются в чушках. Сплавы в чушках используют в качестве шихты при выплавке других сплавов. Обозначаются сплавы в чушках по ГОСТ 1583-89 с использованием буквенно-цифровой схемы, аналогичной для сталей. При этом вводимые в алюминий элементы обозначаются следующим образом: К – кремний, М – медь, Мг – магний, Ц – цинк.

 

Таблица 11.3. Марки и состав алюминиевых сплавов в чушках

Группа сплава Марка сплава Массовая доля основных компонентов, %
Магний Кремний Марганец Медь Цинк
I система Аl-Si АК12 АК9 АК7 - 0,25-0,45 0,20-0,55 10-13 8-11 6,0-8,0 - 0,2-05 0,2-0,6 - - - - - -
II система Аl-Si-Cu АК5М АК5М7 АК8М3 0,4-0,65 0,3-0,6 - 4,5-5,5 4,5-6,5 7,5-10 - - - 1,0-1,5 6,0-8,0 2,0-4,5 - - -
III система Аl-Сu АМ5 АМ4 - - - - 0,6-1,0 0,35-0,8 4,5-5,3 4,5-5,1 - -
IV система Аl-Мg АМг7 АМг11 АМг5К 6,0-8,0 10,5-13,0 4,5-5,5 0,5-1,0 0,8-1,2 0,8-1,3 0,25-0,6 - 0,1-0,4 - - - - - -
V система Аl – прочие компоненты АК7Ц9 АК9Ц6 АЦ4Мг 0,15-0,35 0,35-0,55 1,55-2,05 6,0-8,0 8-10 - - 0,3-1,5 0,2-0,5 - 0,1-0,6   7,0-12,0 5,0-7,0 3,5-4,5

 

Магний и сплавы на основе магния

 

Среди промышленных сплавов магний обладает наименьшей плотностью (1,7 г/см3), что и обусловило применение его сплавов главным образом в авиационной технике. Магний неустойчив против коррозии. При повышении температуры самовозгорается, поэтому используется в качестве твердого топлива в реактивной технике.

Магний первичный (ГОСТ 804-72) выпускается трех марок в соответствии со степенью очистки: Мг96 (содержит 99,96% Мg), Мг95 (99,95% Мg) и Мг90 (99,90% Мg).

Чистый магний в качестве конструкционного материала почти не используется, так как имеет низкую прочность и твердость, но является основой эффективных магниевых сплавов. Как алюминиевые сплавы, сплавы магния также подразделяются на деформируемые и литейные. Первые маркируются буквами МА, вторые МЛ, после этих букв стоит цифра, показывающая порядковый номер сплава в ГОСТе.

 

Таблица 12.1. Свойства и состав некоторых марок деформируемых

магниевых сплавов (ГОСТ 14957-76)

Марка сплава Состав сплава, % Механические свойства
Аl Мn Zn Zr Другие sВ, МПа s0,2, МПа d, %
МА1 - 1,3-2,5 - - - 200-210 100-120 2-8
МА2 3,0-4,0 0,15-0,50 0,2-0,8 - - 230-280 130-180 6-10
МА5 7,8-9,2 0,15-0,50 0,2-0,8 - -
МА8 - 1,3-2,2 - - Се 0,15-0,35 3-10
МА10 7,8-8,8 0,2-0,6 - - Сd 7,0-8,0
МА11 - 1,5-2,5 - - Nd 2,5-3,5
МА14 - - 5,0-6,0 0,3-0,9 -
МА15 - - 2,5-3,5 0,45-0,9 Lа 0,7-1,1 Сd 1,2-2,0

 

Если деформируемые магниевые сплавы имеют плотность около 1,8 г/см3, то группа магниево-литиевых деформируемых сплавов имеет плотность 1,4-1,65 г/см3 . За это они названы сверхлегкими. Таких сплавов 3, они содержат от 5 до 18% лития: ИМВ1, ИМВ2, ИМВ3.

Химический состав литейных магниевых сплавов близок к составу деформируемых, но по свойствам они заметно им уступают, особенно по плластичности. Это явление связано с более грубой структурой литейных сплавов. Даже упрочняющая термическая обработка (закалка со старением) не исправляет структуру и не позволяет получить максимально возможные свойства.

Литейные магниевые сплавы поставляются по ГОСТ 2856-68, выпускаются 14 марок и обозначаются МЛ2, МЛ3, МЛ4, МЛ5, МЛ6…МЛ15, где цифра – порядковый номер сплава в ГОСТе.

Таблица 12.2. Механические свойства литейных магниевых сплавов

Сплав Состояние Механические свойства
sВ, МПа s0,2, МПа d, %
МЛ5 Без термообработки 1,5
МЛ5 Закалка + старение
МЛ10 То же

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2017 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.