Марки алюминия и их свойства

Марки алюминия и их свойства

Алюминий первичный
А0 А5 А5Е А6 А7
А7Е А8 А85 А95 А97
А99 А995 А999

Поставщик Ауремо ООО www.auremo.org
Купить: Санкт-Петербург +7(812)680-16-77, Днепр +380(56)790-91-90, info[æ]auremo.org
Алюминий сплавы и марки труба, лента, проволока, лист, круг Алюминий сплавы и марки

Алюминий для раскисления
АВ86 АВ86Ф АВ88 АВ88Ф АВ91
АВ91Ф АВ92 АВ92Ф АВ97 АВ97Ф
Алюминиевый деформируемый сплав
1201 1420 АВ АД31 АД33
АД35 АК4 АК4-1 АК6 АК8
АМг1 АМг2 АМг3 АМг3С АМг4
АМг4.5 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
Алюминиевый антифрикционный сплав
АМСТ АН-2.5 АО20-1 АО3-1 АО3-7
АО6-1 АО9-1 АО9-2 АО9-2Б АСМ

Свойства и полезная информация:

Описание алюминия: Алюминий не имеет полиморфных превращений, обладает решеткой гранецентрированного куба с периодом а=0,4041 нм. Алюминий и его сплавы хорошо поддаются горячей и холодной деформации — прокатке, ковке, прессованию, волочению, гибке, листовой штамповке и другим операциям.

Все алюминиевые сплавы можно соединять точечной сваркой, а специальные сплавы можно сваривать плавлением и другими видами сварки. Деформируемые алюминиевые сплавы разделяются на упрочняемые и неупрочняемые термической обработкой.

Все свойства сплавов определяют не только способом получения полуфабриката заготовки и термической обработкой, но главным образом химическим составом и особенно природой фаз — упрочнителей каждого сплава. Свойства стареющих алюминиевых сплавов зависят от видов старения: зонного, фазового или коагуляционного.

На стадии коагуляционного старения (Т2 и ТЗ) значительно повышается коррозионная стойкость, причем обеспечивается наиболее оптимальное сочетание характеристик прочности, сопротивления коррозии под напряжением, расслаивающей коррозии, вязкости разрушения (К) и пластичности (особенно в высотном направлении).

Состояние полуфабрикатов, характер плакировки и направление вырезки образцов обозначены следующим образом — Условные обозначения проката из алюминия:

М — Мягкий, отожженный

Т — Закаленный и естественно состаренный

Т1 — Закаленный и искусственно состаренный

Т2 — Закаленный и искусственно состаренный по режиму, обеспечивающему более высокие значения вязкости разрушения и лучшее сопротивление коррозии под напряжением

ТЗ — Закаленный и искусственно состаренный по режиму, обеспечивающему наиболее высокие сопротивления коррозии под напряжением и вязкость разрушения

Н — Нагартованный (нагартовка листов сплавов типа дуралюмии примерно 5—7 %)

H1 — Усиленно нагартованный (нагартовка листов примерно 20 %)

ТПП — Закаленный и естественно состаренный, повышенной прочности

ГК — Горячекатаные (листы, плиты)

Б — Технологическая плакировка

А — Нормальная плакировка

УП — Утолщенная плакировка (8 % на сторону)

Д — Продольное направление (вдоль волокна)

П — Поперечное направление

В — Высотное направление (толщина)

X — Хордовое направление

Р — Радиальное направление

ПД, ДП, ВД, ВП, ХР, РХ — Направление вырезки образцов, применяемое для определения вязкости разрушения и скорости роста усталостной трещины. Первая буква характеризует направление оси образца, вторая — направление плоскости, например: ПВ — ось образца совпадает с шириной полуфабриката, а плоскость трещины параллельна высоте или толщине.

Анализ и получение проб алюминия: Руды. В настоящее время алюминий получают только из одного вида руды — бокситов. В обычно используемых бокситах содержится 50—60% А12О3, 2 кг, лежащих в окружности радиусом 1 м, откалывают маленькие кусочки и отбирают в лопату. Недостающий объем заполняют мелкими частицами материала, взятыми с боковой поверхности опробуемого конуса.

Отобранный материал собирают в плотно закрывающиеся сосуды.

Плавка алюминия: В зависимости от масштабов производства, характера литья и энергетических возможностей плавку алюминиевых сплавов можно производить в тигельных печах, в электропечах сопротивления и в индукционных электропечах.

Плавка алюминиевых сплавов должна обеспечивать не только высокое качество готового сплава, но и высокую производительность агрегатов и, кроме того, минимальную стоимость литья.

Наиболее прогрессивным методом плавки алюминиевых сплавов является метод индукционного нагрева токами промышленной частоты.

Технология приготовления алюминиевых сплавов слагается из тех же технологических этапов, что и технология приготовления сплавов на основе любых других металлов.

Загрузка шихты при плавке алюминиевых сплавов производится в следующем порядке.

1. При проведении плавки на свежих чушковых металлах и лигатурах в первую очередь загружают (полностью или по частям) алюминий, а затем растворяют лигатуры.

2. При проведении плавки с использованием в шихте предварительного чушкового сплава или чушкового силумина в первую очередь загружают и расплавляют чушковые сплавы, а затем добавляют необходимое количество алюминия и лигатур.

3. В том случае, когда шихта составлена из отходов и чушковых металлов, ее загружают в следующей последовательности: чушковый первичный алюминий, бракованные отливки (слитки), отходы (первого сорта) и рафинированный переплав и лигатуры.

Медь можно вводить в расплав не только в виде лигатуры, но и в виде электролитической меди или отходов (введение путем растворения).

Краткие обозначения:
σв — временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа ε — относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05 — предел упругости, МПа Jк — предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2 — предел текучести условный, МПа σизг — предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10 — относительное удлинение после разрыва, % σ-1 — предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж — предел текучести при сжатии, МПа J-1 — предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν — относительный сдвиг, % n — количество циклов нагружения
s в — предел кратковременной прочности, МПа R и ρ — удельное электросопротивление, Ом·м
ψ — относительное сужение, % E — модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV — ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 T — температура, при которой получены свойства, Град
s T — предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа l и λ — коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB — твердость по Бринеллю C — удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o — T ), [Дж/(кг·град)]
HV — твердость по Виккерсу pn и r — плотность кг/м 3
HRCэ — твердость по Роквеллу, шкала С а — коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o — T ), 1/°С
HRB — твердость по Роквеллу, шкала В σ t Т — предел длительной прочности, МПа
HSD — твердость по Шору G — модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Источник: metallicheckiy-portal.ru

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:

  1. Прокаткой, если необходимо получить листы и фольгу.
  2. Прессованием, если нужно получить профили, трубы и прутки.
  3. Формовкой, чтобы получить сложные формы полуфабрикатов.
  4. 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 — 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).

Химический состав алюминиевых сплавов

Алюминиевые сплавы
Марка Массовая доля элементов, % Плотность, кг/дм³
ГОСТ ISO 209-1-89 Кремний (Si) Железо (Fe) Медь (Cu) Марганец (Mn) Магний (Mg) Хром (Cr) Цинк (Zn) Титан (Ti) Другие Алюминий не менее
Каждый Сумма
АД000 A199,8 1080A 0,15 0,15 0,03 0,02 0,02 0,06 0,02 0,02 99,8 2,7
АД00 1010 A199,7 1070A 0,2 0,25 0,03 0,03 0,03 0,07 0,03 0,03 99,7 2,7
АД00Е 1010Е ЕА199,7 1370 0,1 0,25 0,02 0,01 0,02 0,01 0,04 Бор:0,02 Ванадий+титан:0,02 0,1 99,7 2,7

Применение алюминия

Ювелирные изделия

В далеком прошлом из-за высокой стоимости алюминия его использовали для изготовления ювелирных изделий. Так, весы с алюминиевыми и золотыми чашами были подарены Д. И. Менделееву в 1889 г.

Когда себестоимость алюминия снизилась, мода на ювелирные изделия из этого металла прошла. Но и в наши дни его используют для изготовления бижутерии. В Японии, например, алюминием заменяют серебро при производстве национальных украшений.

Столовые приборы

По-прежнему пользуются популярностью столовые приборы и посуда из алюминия. В частности, в армии широко распространены алюминиевые фляжки, котелки и ложки.

Стекловарение

Алюминий широко применяют в стекловарении. Высокий коэффициент отражения и низкая стоимость вакуумного напыления — основные причины использования алюминия при изготовления зеркал.

Пищевая промышленность

Алюминий зарегистрирован как пищевая добавка Е173. Ее используют в качестве пищевого красителя, а также для сохранения продуктов от плесени. Е173 окрашивает кондитерские изделия в серебристый цвет.

Военная промышленность

Из-за небольшого веса и низкой стоимости алюминий широко применяют при изготовлении ручного стрелкового оружия — автоматов и пистолетов.

Ракетная техника

Алюминий и его соединения используют в качестве ракетного горючего в двухкомпонентных ракетных топливах и в качестве горючего компонента в твердых ракетных топливах.

Алюмоэнергетика

В алюмоэнергетике алюминий используют для производства водорода и тепловой энергии, а также выработки электроэнергии в воздушно-алюминиевых электрохимических генераторах.

Источник: ferrolabs.ru

Марки алюминия. Алюминиевые сплавы

Международные и национальные стандарты (раньше немецкие DIN, а сейчас европейские EN, американские стандарты ASTM, международные ISO) также как и наши ГОСТы рассматривают отдельно алюминий и алюминиевые сплавы. При этом алюминий подразделяется на марки (grades), а не на сплавы (alloys).

Первичный алюминий

  • А0 А5 А5Е А6 А7 А7Е А8 А85 А95 А97 А99 А995 А999

Технический алюминий

  • АД АД0 АД00 АД000 АД00Е АД0Е АД1 АДоч АДС АДч

Литейный алюминий

  • 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

Алюминий для раскисления

  • АВ86 АВ86Ф АВ88 АВ88Ф АВ91 АВ91Ф АВ92 АВ92Ф АВ97 АВ97Ф

Деформируемый алюминий

  • 1201 1420 АВ АД31 АД33 АД35 АК4 АК4-1 АК6 АК8 АМг1 АМг2 АМг3 АМг3С АМг4 АМг4.5 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

Антифрикционный алюминий

  • АМСТ АН-2.5 АО20-1 АО3-1 АО3-7 АО6-1 АО9-1 АО9-2 АО9-2Б АСМ

Расшифровка маркировки алюминиевых сплавов

Деформируемые сплавы обозначаются – АД. Если после аббревиатуры идет 1, это означает, что использовался более чистый алюминий. Буква А в сочетании с Мц и Мг – сплав с марганцем или с магнием. Цифра после маркировки свидетельствует о процентном содержании того либо иного химического элемента. АК – алюминий для ковки, а цифра на окончании – номер сплава.

В полуфабрикатах после основной аббревиатуры следуют буквы (например, АМцАМ), которые расшифровываются следующим образом:

  • А – высококачественный сплав, из чистых сортов алюминия;
  • Б – прокат с технологической плакировкой или вовсе без нее;
  • УП – с утолщенной плакировкой;
  • М – мягкий;
  • Н – нагартованный;
  • П – полунагартованный;
  • Н1 – усиленно нагартованный;
  • В – высококачественная выкатка состаренных и предварительно закаленных листов;
  • О – высокое качество выкатки отожженного листового проката;
  • ГК – горячекатаный прокат;
  • ТПП – закаленный, состаренный прокат повышенной прочности.

Аббревиатура АЛ означает, что это литейный алюминий. В зависимости от режимов термообработки, обозначается Т, после нее в марках могут фигурировать цифры:

  • 8 – закаленный и прошедший смягчающий отпуск;
  • 7 – закалка со стабилизирующим отпуском;
  • 6 – закалка и старение до наивысшей твердости;
  • 5 – закаливание и частичное старение;
  • 4 – закаленный;
  • 2 – прошедший отжиг;
  • 1 – состаренный.

«Д» в основной маркировке – дюралюминий. Обозначение вида В или ВД (алькледы) – указывает, что дюралюминий покрыт слоем чистого алюминия с целью увеличения стойкости к коррозии. Высокопрочные сплавы с магнием и цинком маркируются «В» и цифрой (к примеру, 96 или 94), 2-я цифра из которых обозначает номер сплава.

Марки алюминия по ГОСТ 11069 и ГОСТ 4784

  • ГОСТ 11069-2001 (ДСТУ ГОСТ 11069:2003) по первичному алюминию в форме чушек, слитков, катанки, ленты и в жидком состоянии;
  • ГОСТ 4784-97 по деформируемому алюминию для изготовления полуфабрикатов методом горячей или холодной деформации, а также слябов и слитков.

ГОСТ 11069

ГОСТ 11069-2001 (таблица 1) обозначает марки алюминия по цифрам после запятой в процентном содержании алюминия: А999, А995, А99, А85, А8, А7, А6, А5 и А0. Наиболее чистый алюминий – алюминий особой чистоты А999 – содержит не менее 99,999 % алюминия, а сумма всех примесей составляет не более 0,001 %. Его применяют в основном для лабораторных опытов. В промышленности применяют также алюминий высокой чистоты (содержание алюминия от 99,95 до 99,995 %) и технической чистоты (содержание алюминия от 99,0 до 99,85 %. Основными (постоянными) примесями алюминия являются железо и кремний.

ГОСТ 4784-97 включает алюминий, которые применяется при изготовлении продукции методами обработки металлов давлением. Здесь цифры ничего полезного не говорят (таблица 2): АД000, АД00, АД0, АД1 и АД. Модификации с буквой Е (электротехнические) содержат пониженное содержание кремния для улучшения электрической проводимости. В отличие от ГОСТ 11069 ГОСТ 4784 не исключает и вторичный алюминий, то есть алюминий, полученный из лома.

Источник: www.inotex.su

Алюминиевые сплавы

Алюминий имеет колоссальное значение в промышленности вследствие повышенной пластичности, высокого уровня тепло- и электропроводности, низкой коррозии, поскольку образующаяся на поверхности пленка Al2O3 выступает защитником от окисления. Из алюминия получается отличный тонкий прокат, фольга, любой формы профиль при помощи прессования и других видов обработки давления. Из него создают разного типа провода, применяемые в электроаппаратуре.
Алюминий, как и железо очень редко применяется в чистом виде. Чтобы придать им заданные полезные качества на производстве добавляют небольшие количества (не больше 1 %) иных элементов, называемых легирующими. Таким образом получают сплавы железа, алюминия и других металлов.

Физические параметры алюминиевых сплавов

Алюминиевые сплавы имеют плотность, которая незначительно отличается от плотности чистого металла (2.7 г/см3). Она колеблется от 2.65 г/см3 для сплава АМг6 до 2.85 г/см3 для сплава В95.
Процедура легирования почти не оказывает влияния на величину модуля упругости и модуля сдвига. К примеру, модуль упругости упрочненного дюралюминия Д16Т почти такой же, как модуль упругости чистого металла А5 (Е=7100 кгс/мм2). Тем не менее, за счет того, что максимум текучести сплавов на несколько единиц превышает максимум текучести чистого алюминия, сплавы алюминия уже можно использовать в качестве конструкционного материала с различным уровнем нагрузок (все зависит от марки сплава и его состояния).
Вследствие низкого показателя плотности удельное значение максимума прочности, максимума текучести и модуля упругости (соответствующие параметры, разделенные на величину плотности) для прочных алюминиевых сплавов можно сравнить с такими же показателями удельных величин для стали и титановых сплавов. Это дает возможность алюминиевым сплавам с высокой прочностью вы ступать конкурентами для стали и титана, однако исключительно до температур не выше 200 С.
Большая часть алюминиевых сплавов отличается худшей электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и свариваемостью в сравнении с чистым алюминием.
Известно, что сплавы с более высокой степенью легирования характеризуются существенно меньшей электро- и теплопроводностью. Эти показатели находятся в непосредственной зависимости от состояния сплава.
Самые лучшие коррозионные свойства алюминиевых сплавов наблюдаются у сплавов АМц, АМг, АД31, а худшие – у высоко-прочных сплавов Д16, В95, АК. Помимо этого, коррозионные показатели термоупрочняемых сплавов в значительной степени зависят от режима закалки и старения. К примеру, сплав Д16 чаще всего используется в естественно-состаренном состоянии. Тем не менее, при температуре более 80оС его коррозионные показатели существенно снижаются и для использования в условиях более высоких температур зачастую применяют искусственное старение.
Хорошо поддаются всем видам сварки сплавы АМц и Амг. В процессе сварки нагартованного проката в области сварочного шва осуществляется отжиг, по этой причине прочность шва приравнивается к прочности основного материала в отожженном состоянии.

Виды алюминиевых сплавов

Сегодня очень развито производство алюминиевых сплавов. Существует два типа алюминиевых сплавов:

  • деформируемые, из которых создают листы, трубы, профиль, паковки, штамповки
  • литейные, из которых осуществляется фасонное литье.

Широкое применение алюминиевых сплавов обусловлено их свойствами. Такие сплавы очень популярны в авиации, автомобилестроении, судостроении и прочих сферах народного хозяйства.
Неупрочняемые сплавы Al – Mn (АМц) и Al – Mg (АМг) являются коррозионностойкими материалами, из которых изготавливают бензобаки, маслобаки, корпуса судов.
Упрочняемые сплавы Al -Mg – Si (АВ, АД31, АД33) применяются для создания лопастей и деталей кабин вертолетов, барабанов колес гидросамолетов.
Сплав алюминия и меди – дюралюминий или дюраль. Сплав с кремнием называют силумином. Сплав с марганцем – АМц имеет повышенную коррозионную стойкость. Такие элементы, как Ni, Ti, Cr, Fe в сплаве способствуют повышению жаропрочности сплавов, затормаживанию процесса диффузии, а присутствие лития и бериллия повышают модуль упругости.
Жаропрочные алюминиевые сплавы системы Al – Cu – Mn (Д20, Д21) и Al – Cu – Mg – Fe – Ni (АК – 4 – 1) используют для создания поршней, головок цилиндров, дисков, лопаток компрессоров и прочих деталей, которым предстоит функционировать при температурах до 300°С. Жаропрочности можно достичь легированием Ni, Fe, Ti, (Д20, Д21, АК – 4 – 1).
Литейные алюминиевые сплавы используют для создания литых заготовок. Это сплавы Al – Si (силумины), Al – Cu (дюрали), Al – Mg (Амг). В числе силуминов стоит отметить сплавы Al – Si (AЛ – 2), Al – Si – Mg (АЛ – 4, АЛ – 9, АЛ – 34), упрочняемые при помощи термообработки. Силумины отлично поддаются литью, а также обработке резанием, свариванием, также их можно анодировать и даже пропитывать лаками.
Высокопрочные и жаропрочные литейные сплавы систем Аl – Cu – Mn (АЛ – 19), Al – Cu – Mn – Ni (АЛ – 33), Al – Si – Cu – Mg (АЛ – 3, АЛ – 5). Прошедшие процесс легирования хромом, никелем, хлором или цинком выдерживают температуру до 300°С. Из них создают поршни, головки блока, цилиндров.
Спеченный алюминиевый порошок (САП) получают методом прессования (700 МПа) при температуре от 500 до 600°С алюминиевой пудры. САП отличается повышенной прочностью и уровнем жаропрочности до 500°С.

Марки алюминиевых сплавов

Определенные характеристики алюминиевых сплавов соответствуют конкретным маркам этих сплавов. Признанные международные и национальные нормативы (раньше были немецкие DIN, а сегодня европейские EN, американские ASTM и международные ISO) также как и российские ГОСТы рассматривают по отдельности чистый алюминий и его сплавы. Чистый алюминий согласно этим документам делят на марки (grades), а не на сплавы (alloys).
Все марки алюминия делят на:

  • алюминий высокой чистоты (99,95 %)
  • технический алюминий, имеющий около 1 % примесей или добавок.

Стандарт EN 573-3 определяет разные по чистоте версии алюминия, к примеру, «алюминий EN AW 1050A», и алюминиевые сплавы, к примеру, «сплав EN AW 6060». В тоже время, достаточно часто алюминий называют сплавом, к примеру, «алюминиевый сплав 1050А».
В российских стандартах, к примеру, в документе ГОСТ 4784-97 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые» и иных документах по алюминию и алюминиевым сплавам, вместо термина «обозначения» используется близкие термин «марка», только в английском эквиваленте «grade». По существующим стандартам нужно использовать фразы типа «алюминий марки АД0» и «алюминиевый сплав марки АД31».
Однако зачастую термин «марка» используют лишь для алюминия, а алюминиевые сплавы называют просто «алюминиевыми сплавами» без всяких марок, к примеру, «алюминиевый сплав АД31».
Иногда люди путают термин «марка» с термином «маркировка». ГОСТ 2.314-68 определяет термин маркировка, как совокупность знаков, характеризующих продукт, к примеру, обозначение, шифр, номер партии (серии), дата изготовления, товарный знак фирмы. При этом марка – это монтажные или транспортные обозначения. Следовательно, обозначение или марка сплава – это всего лишь небольшая часть маркировки, но не сама маркировка.
Марку алюминия или сплава наносят на один из торцов слитка, чушки. При помощи несмываемой краски наносят цветные полосы, которые являются маркировкой. К примеру, согласно ГОСТ 11069-2001 алюминий марки А995 промаркирован четырьмя зелеными вертикальными полосами.
Согласно документу ГОСТ 11069-2001 марки алюминия обозначаются цифрам после запятой в процентном содержании алюминия: А999, А995, А99, А85, А8, А7, А6, А5 и А0. При этом самый чистый алюминий — А999, в нем содержится 99,999 % алюминия. Он используется для лабораторных опытов. В промышленной отрасли используют алюминий высокой чистоты – от 99,95 до 99,995 % и технической чистоты – от 99,0 до 99,85 %.

Источник: mining-prom.ru

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:

  1. Первичная (А0, А8, А5Е, А85, А999, А6, А95, А7, А97);
  2. Техническая (Ад, АД0Е, АД1, АД00, АДС, АД00Е);
  3. Для раскисления (АВ86, АВ91ф, Ав86Ф, АВ92, АВ92Ф, АВ97, АВ91);
  4. Литейная (АК21М2.5Н2.5, АЛ23-1, АЛ32, АЛ4М, В2616 и т.д.);
  5. Деформируемый металл (1201, Маг4.5, АМцС, ВД17, Д18, 1420, АМг2 и т.д.);
  6. 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:

Источник: oxmetall.ru

Читать еще:  Что происходит с интерсколом
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector