Металл похожий на алюминий: Как отличить алюминий от других металлов

Содержание

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.

Цветные металлы и сплавы – свойства и применение

Металлы – это группа веществ, которые в природе встречаются в виде руд и соединений. В свободном виде добывают очень немногие разновидности: в частности, драгоценные металлы. В состав черных металлов входит железо, в составе цветных этот элемент отсутствует. Как правило, это сплавы, более устойчивые к внешним воздействиям и активно используются в разных отраслях промышленности.

Зачастую они продаются в виде проката и, несмотря на название, могут не отличаться ярким цветом или блеском. В зависимости от степени сложности добычи и обработки формируется и итоговая стоимость металлопроката.

Цветные металлы всегда имели высокую ценность в промышленности, потому  подлежат обязательной переработке. Приемом металла занимаются  специализированные пункты. Последнее время, цены на цветмет непреклонно растут. По ссылке Вы можете изучить актуальные цены, по которым можно сдать цветной металл: https://citylom.ru/priem-czvetnogo-metalla

Плюсы металлов и сплавов

  • Легко плавятся;
  • Устойчивы к внешним воздействия;
  • Отличная теплопроводность;
  • Малая плотность.

Разновидности цветных металлов

Медь

Относится к группе тяжелых металлов. В исходном состоянии она пластичная, розовато-золотистого цвета. Отличается высокой электропроводностью, поэтому используется в электрике и электронике. Проста в обработке. Сплав меди с цинком – это латунь, с прочими металлами – бронза.

Цинк

Тяжелый сине-белый металл. Если чистый цинк взаимодействует с кислородом, на его поверхности появляется оксидная пленка. Очень востребован в разных областях промышленности.

Свинец

Тяжелый серый металл с высокой токсичностью. Легко плавится. После прокатки получаются тонкие листы. Активно используется при производстве автомобилей, оружия, в медицинской сфере. Применяется и при изготовлении топлива.

Олово

Тяжелый металл серого или белого цвета. В виде порошка быстро темнеет. Даже в холодном виде олово очень гибкое и пластичное, легко плавится. Для изготовления крепежей и фурнитуры используются сплавы олова с кадмием и висмутом.\

Магний

Относится к группе легких металлов. Серебристо-белый, высокая устойчивость к внешним факторам. Разрушается при нагреве до 600 градусов по Цельсию. Используется при строительстве транспортных средств, в военной промышленности.

Алюминий

Один из самых популярных легких металлов. Следует знать, что он плохо поддается сварке. Высокая электропроводимость, простой процесс обработки, низкая себестоимость. Используется в разных сферах промышленности.

Сурьма

Это представитель подгруппы малых цветных металлов. Сизо-белая, с синеватым оттенком. Легко крошится, используется в тандеме с другими металлами. Применяют сурьму и в медицинских целях.

Ртуть

Агрегатное состояние малого цветного металла – жидкое. Используется в медицинской отрасли и в промышленных целях.

Кадмий

Малый цветной металл белого цвета. Имеет характерный металлический отблеск. Можно легко разрезать ножом. В чистом виде очень токсичен.

Молибден

Легирующий мягкий серебристый металл. В чистом виде в природе не встречается. Легко обрабатывается, менее прочный, чем вольфрам. Применяют в ракетостроительной промышленности и авиации.

Вольфрам

Легирующий бело-серебристый металл, очень похож на платину. Плотный, туго плавится, используется в ювелирной отрасли, промышленности, медицине.\

Ванадий

Легирующий пластичный металл бело-серебристого цвета. Пластичный, используется чаще в составе сплавов. Устойчив к коррозии, повышает прочность других металлов.

Кобальт

Легирующий металл серебристого цвета, может иметь синеватый или желтоватый оттенок. Используется при изготовлении медицинского оборудования, инструментов.

Серебро

Благородный металл, который отличается высокой пластичностью. Не окисляется, имеет высокую электро- и теплопроводимость.

Золото

Благородный цветной металл, который не окисляется даже в расплавленном состоянии. Растворяется только в смеси азотной и соляной кислоты. Хорошо поддается обработке.

Платина

Благородный металл, используется в чистом виде и высоко ценится. Устойчива к внешним воздействиям и деформациям.

Тантал

Редкий цветной серебристый металл. Очень плотный и твердый, но обработке поддается хорошо. Основные сферы использования: ядерная, химическая промышленность, металлургия.

Ниобий

Редкий цветной металл с характерным стальным отблеском. Тугоплавкий, с высокими парамагнитными свойствами. Используют в радиоэлектронике и авиационной промышленности.

Никель

Тяжелый металл, серебристо-белый, очень пластичный. Входит в ряд сплавов, ферромагнетик. Прост в обработке, из никеля изготавливают спирали, трубы, листы и прочие элементы.

Титан

Несмотря на то, что титан – представитель группы легких металлов, он отличается высокой прочностью. Используется в чистом виде и в сплавах. Из титана изготавливают качественные механизмы и крепежи.

Одним из ведущих производителей никелевого и титанового проката является компания Уральский никелевый прокат.

Хотите узнать, что за металл? — ООО «АДЕ Групп»

Как часто вы сталкивались с такой проблемой: нужна сварка, но вы не знаете какой металл перед вами и, соответственно, трудно определиться с маркой электрода, или присадочного прутка? Возможно, необходимость отличить металл возникала у вас и по другому поводу.

Каким образом можно узнать, какой металл перед вами, какова его марка не прибегая к специальным исследованиям, таким как спектральный анализ, или анализ на углерод и т.д.?

Отличить цветной металл от черного не составит труда даже человеку не посвященному в тонкости металлургической науки. Самый простой способ, к которому можно прибегнуть, это визуальный осмотр.

Черный металл при резке, или зачистке имеет серебристо- светлый цвет, однако, очень быстро окисляется на воздухе Окисел имеет тусклый серый оттенок. Металл хорошо берется магнитом и сильно корродирует, то есть покрывается слоем рыжей ржачины.

Алюминий и сплавы на его основе — при свежем резе светлый блестящий металл, магнитом не берется, окисляясь приобретает матовость. Чистый алюминий — белесого цвета, окисленная поверхность визуально воспринимается как белый налет.

Медь  имеет красный оттенок, сильно темнеет на воздухе с образованием зеленого налета. Магнитом не берется. При сгорании окрашивает пламя в зеленый.

Бронза — это сплав с медью — имеет желтый оттенок, окисляется слабо и не магнитится.

Латунь — это сплав меди с цинком, практически тоже самое, что и бронза, только окисляется сильнее.

Коррозионностойкая сталь ( нержавейка) без цвета, иногда с сероватым оттенком, магнитом может браться нагартованная нерж, отожженная нержавейка не магнитится.

Магний — металл с белым серебристым оттенком, не магнитится. Сгорает ярким белым пламенем, при вдыхании появляется сладковатый привкус.

Различные химические элементы, высеченные абразивным, или иным кругом, на воздухе сгорают каждый своим неповторимым способом. При порезке, или заточке можно определить металл более точно по цвету и форме искры и количеству «звезд».

Известно, что низкоуглеродистые стали в зависимости от типа добавленного в плавку раскислителя различают на: кипящие, спокойные, полуспокойные.

Кипящая сталь оставляет немногочисленные длинные искры, окрашенные в оранжевый цвет. При содержании большого количества углерода (высокоуглеродистые) из-под круга вылетает пучок многочисленных светлых искр, с «звездами» на конце. С увеличением процентного содержания углерода увеличивается яркость и «звезд» становится больше.

Инструментальная сталь (быстрорез) дает пучок ломаных коротких искр.

При наличии опыта можно научиться определять количество углерода с точностью до десятой доли процента. Однако, практически невозможно отличить сталь высококачественную от обычной, так как процент содержания вредных примесей, таких как сера и фосфор, как в одном, так и в другом случае очень мал и он никак не влияют на форму, цвет, размеры искры и т.д. Кроме того, обратите внимание на то, что ст. 20 и Ст.3, Ст.4 содержат одинаковое количество углерода и, соответственно, визуально вы не увидите никакой разницы в характере  сгорания.

Безошибочно можно определить присутствие вольфрама в стали, если его более 3-4% искра окрашивается в темный бордовый цвет и это главный признак того, что сталь не углеродистая.

Чугун (сплав железа с углеродом от 2,14%) окрашивает искру в красный, здесь не ошибешься.

При ударе титана о сталь высекается яркая белесая искра.

Нержавейка дает похожую картину, однако, яркость у искры у нее меньше и ее труднее получить.

Подтвердить марку материала могут дополнительные исследования. Если взять стальную болванку и надрезать ее на 25% ее толщины, а потом ударить по ней кувалдой, то получится излом, изучив характер которого также можно сделать выводы.

Быстрорез, или рапид (Р18, Р9 и прочие) вследствие своей высокой твердости ломается хрупко и излом имеет мелкозернистый с темным окрасом. Углеродистая сталь напротив, имеет светлый с крупным зерном излом. Сопоставив данные по виду поверхности, по которой произошло разрушение, с результатами по искрам можно с большой долей уверенности говорить о правильности определения марки материала.

Цветные металлы и сплавы. Cвойства, марки и их применение

Содержание страницы

Ценные свойства цветных металлов обусловили их широкое применение в различных машинах современного производства. Медь, алюминий, цинк, магний, титан и другие металлы и их сплавы являются незаменимыми материалами для приборостроительной и электротехнической промышленности, самолетостроения и радиоэлектроники, ядерной и космической отраслей техники.

1. Медь и ее сплавы

В настоящее время медь широко используется в электромашиностроении, при строительстве линий электропередач, для изготовления оборудования телеграфной и телефонной связи, радио- и телевизионной аппаратуры. Из меди изготовляют провода, кабели, шины и другие токопроводящие изделия. Большое количество меди идет на производство бронзы, латуни и других медных, а также алюминиевых и железных сплавов.

Обладая замечательными свойствами, медь в то же время как конструкционный материал не удовлетворяет требованиям машиностроения, поэтому ее легируют, т.е. вводят в ее состав такие металлы, как цинк, олово, алюминий, никель и др., за счет чего улучшаются ее механические и технологические свойства.

По химическому составу медные сплавы подразделяют на латуни, бронзы и медноникелевые, по технологическому назначению — на деформируемые, используемые для производства полуфабрикатов (проволоки, листа, полос, профиля), и литейные, применяемые для литья деталей.

2. Латунь

Латунь — сплав меди с цинком и другими компонентами. Латуни, содержащие кроме цинка другие легирующие элементы, называются сложными, или специальными, и именуются по вводимым, кроме цинка, легирующим компонентам. Например: железомарганцовая (ЛЖМц59-1-1), алюминиевоникелькремнистомарганцовая (ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5) и др.

В обозначении марок латуней принята буквенно-цифровая система. Первая буква означает «латунь», остальные буквы соответствуют условным обозначениям химических элементов, входящих в латунь; первая цифра указывает на содержание меди, остальные цифры — на содержание других легирующих элементов. Содержание цинка в обозначении марки не указывается. Для того чтобы определить содержание цинка в латуни, необходимо от 100% вычесть процентное содержание меди и других химических элементов, входящих в данную латунь. Например: томпак Л90 — это латунь, содержащая 90% меди, остальное — цинк; латунь алюминиевая ЛА77-2 – 77% меди, 2% алюминия, остальное — цинк; латунь алюминиевоникелькремнистомарганцовая ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5 – 75% меди, 2% алюминия, 2,5% никеля, 0,5% кремния, 0,5% марганца, остальное – цинк.

Детали получают литьем, давлением и резанием. Латуни, обрабатываемые давлением, нормируются ГОСТ 15527-2004. Из них изготовляют полуфабрикаты (листы, ленты, полосы, трубы конденсаторов и теплообменников, проволоку, прутки, фольгу, поковки, штамповки), медали и значки, художественные изделия, музыкальные инструменты, сильфоны, гибкие шланги, застежки-молнии, подшипники скольжения и разную фурнитуру.

3. Бронза

Бронза — сплав на основе меди, в котором в качестве добавок используются олово, алюминий, бериллий, кремний, свинец, хром и другие элементы. Как и латуни, бронзы подразделяются на литейные и деформируемые. В обозначении марок бронз принята та же система, что и у латуней, только в начале проставляются буквы Бр, означающие — «бронза».

Основные составы сплавов бронз, применяемых в качестве исходного материала для изготовления деталей:

Безоловянные литейные бронзы

  • БрА9Мц2Л, БрА10Мц2Л – антифрикционные детали и арматура, работающая в пресной воде, жидком топливе и паре при температурах до 250о С; и др.

Оловянные литейные бронзы

  • БрОЗЦ12С5 – арматура общего назначения;
  • БрОЗЦ7С5Н1 – детали, работающие в масле, паре и в пресной воде;
  • БрО4Ц7С5 – арматура и антифрикционные детали и др.

Алюминиевые бронзы

  • БрА5 – деформируется в холодном и горячем состояниях, коррозионностойкая, жаропрочная, стойкая к истиранию; предназначена для изготовления монет, деталей машин, работающих в морской воде и в химических средах;
  • БрА7 – деформируется в холодном состоянии, жаропрочная, стойкая к истиранию, коррозионностойкая к серной и уксусной кислотам; применяется для изготовления деталей химического машиностроения и скользящих контактов;
  • БрАЖМц10-3-1,5, БрАЖН10-4-4, БрАЖНМц9-4-4-1 – деформируются в горячем состоянии, обладают высокой прочностью при повышенных температурах, хорошей эрозионной, кавитационной и коррозионной стойкостью; из этих бронз производят трубные доски конденсаторов и детали химической аппаратуры; БрАМц9-2 – характеризуется высоким сопротивлением при знакопеременной нагрузке; рекомендуется для изготовления износостойких деталей, винтов, валов, деталей гидравлических установок и трубных досок конденсаторов;
  • БрАМц10-2 – имеет высокое сопротивление при знакопеременной нагрузке; пригодна для выполнения заготовок и фасонного литья в судостроении;
  • БрАЖ9-4 – обладает высокими механическими и антифрикционными свойствами, коррозионностойкая; рекомендуется для производства шестерен, втулок и седел клапанов для авиапромышленности, отливки массивных деталей для машиностроения.

Бериллиевые бронзы

  • БрБ2 ,БрБНТ1,7, БрБНТ1,9, БрБНТ1,9Мг – обладают высокой прочностью и износостойкостью, хорошими пружинящими и антифрикционными свойствами, средней электропроводностью и теплопроводностью, деформируются в закаленном состоянии. Из этих бронз изготовляют пружины и пружинящие детали ответственного назначения, износостойкие детали всех видов, неискрящий инструмент.

Кремниевые бронзы

  • БрКМц3-1 — коррозионностойкая, жаропрочная, имеет высокое сопротивление сжатию, пригодна для сварки; применяется для изготовления деталей для химических аппаратов, пружин и пружинящих деталей, сварных конструкций и деталей для судостроения;
  • БрКШ-3 – обладает высокими механическими, технологическими и антифрикционными свойствами, коррозионностойкая; предназначена для производства ответственных деталей в моторостроении, а также направляющих втулок.

Марганцовая бронза

  • БрМц6 – имеет высокие механические свойства, хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях, коррозионностойкая, жаропрочная. Из этой бронзы изготовляют детали, работающие при повышенных температурах.

Кадмиевая и магниевая бронзы

  • БрКд1 и БрМг0,3 – отличаются высокой электропроводностью и жаропрочностью. Их используют при производстве коллекторов электродвигателей и деталей машин контактной сварки.

Серебряная бронза

  • БрСр0,1 – предназначена для изготовления коммутаторов, коллекторных колец и обмотки роторов турбогенераторов.

Хромовая бронза

  • CuCrl – предназначена для производства сварочных электродов, электродеталей и оборудования сварочных машин.

Теллуровая бронза

  • CuFeP – выполняют детали, обрабатываемые на автоматах, элементы телетехнических, радиотехнических, электротехнических и электронных устройств.

4. Алюминий и его сплавы

Алюминий по распространенности в природе занимает третье место после кислорода и кремния и первое место среди металлов. По использованию в технике он занимает второе место после железа.

Алюминий представляет собой серебристо-белый пластичный металл. В воздушной среде он быстро покрывается окисной пленкой, которая надежно защищает его от коррозии. Алюминий химически стоек против азотной и органических кислот, но разрушается щелочами, а также соляной и серной кислотами. Важнейшее свойство алюминия — небольшая плотность — 2,7 г/см3, т.е. он в три раза легче железа. Температура плавления его 660°С, теплоемкость — 0,222 кал/г, теплопроводность при 20°С – 0,52 кал/(см·с·оС), удельное электрическое сопротивление при 0°С – 0,286 Ом/(мм2·м). Механические свойства алюминия невысоки: сопротивление на разрыв – 50– 90 МПа (5–9 кгс/мм2), относительное удлинение – 25–45%, твердость – 13–28 НВ. Высокая пластичность (максимальная пластичность достигается отжигом при температурах 350–410°С) этого металла позволяет прокатывать его в очень тонкие листы (фольга имеет толщину до 0,005 мм). Алюминий хорошо сваривается, однако трудно обрабатывается резанием, имеет большую линейную усадку – 1,8%. Для повышения прочности в алюминий вводят кремний, марганец, медь и другие компоненты. Кристаллическая решетка алюминия — куб с центрированными гранями, а=0,404 Нм (4,04 А).

Алюминий и его сплавы необходимы для самолето- и машиностроения, строительства зданий, линий электропередач, подвижного состава железных дорог. В металлургии алюминий служит для получения чистых и редких металлов, а также для раскисления стали. Из него изготовляют различные емкости и арматуру для химической промышленности. В пищевой промышленности применяется упаковочная фольга из алюминия и его сплавов (для обертки кондитерских и молочных изделий). Широкое применение получила алюминиевая посуда. Алюминий хорошо подвергается различным тонким покрытиям и окраске, поэтому его используют как декоративный материал.

Исходным материалом для получения алюминиевых сплавов является первичный алюминий. Марки первичного алюминия: особой чистоты — А999, высокой чистоты — А995, А99, А97, А95, технической чистоты — А85, А8, А7, А7Е, А6, А5 ,А5Е, А0.

Механические свойства сплавов зависят от их химического состава и способов получения. Химический состав основных компонентов, входящих в сплав, можно определить по марке. Например: сплав АК7М2п – 7% кремния, 2% меди, остальное – алюминий, АК21М2,5Н2,5 – 21% кремния, 2,5% меди, 2,5% никеля, остальное – алюминий.

Для изготовления фасонных отливок предусмотрено пять групп алюминиевых литейных сплавов:

  • на основе алюминий — кремний — АЛ2, АЛ4, АЛ4-1, АЛ9, АЛ9- 1, АЛ34, АК9, АК7;
  • на основе алюминий — кремний — медь — АЛЗ, АЛ5, АЛ5-1, АЛ6, АЛ32, АК5М2, АК5М7, АК7М2, АК4М4;
  • на основе алюминий — медь — АЛ7, АЛ19,АЛЗЗ;
  • на основе алюминий — магний — АЛ8, АЛ13, АЛ22, АЛ23, АЛ23- 1, АЛ27, АЛ27-1, АЛ28;
  • на основе алюминий — прочие компоненты — АЛ1, АЛ11, АЛ21, АЛ24, АЛ25, АЛЗ0, АК21М2,5Н2,5, АК4М2Ц6.

Сплав алюминия с кремнием — силумин (в чушках), используемый для производства литейных и обрабатываемых давлением алюминиевых сплавов.

Силумин изготовляется четырех марок — СИЛ-00, СИЛ-0, СИЛ-1 и СИЛ-2. Увеличение номера в обозначении марки сплава указывает на рост примесей в нем.

На поверхность чушек силумина несмываемой и невыцветаемой цветной краской наносится буква С, цвет которой соответствует определенной марке: синий – СИЛ-00, белый – СИЛ-0, красный – СИЛ-1, черный – СИЛ-2.

Алюминий и алюминиевые деформируемые сплавы, предназначенные для изготовления полуфабрикатов (листов, лент, полос, плит, профилей, панелей, прутков, труб, проволоки, штамповок и поковок) методом горячей и холодной деформации, а также слитков и слябов.

Алюминиевые антифрикционные сплавы, применяемые для изготовления монометаллических и биметаллических подшипников методом литья, а также монометаллических и биметаллических лент и полос путем прокатки с последующей штамповкой из них вкладышей, нормируются ГОСТ 14113-78. В зависимости от химического состава стандартом предусмотрены следующие марки этих сплавов с указанием назначения каждого сплава:

  • АОЗ-7, АО9-2 – отливки монометаллических вкладышей и втулок;
  • АО6-1, АО9-1, АО20-1 – биметаллические ленты и вкладыши; толщина антифрикционного слоя — 1 мм;
  • АН2-5 – отливки вкладышей, монометаллические и биметаллические ленты; толщина антифрикционного слоя — менее 0,5 мм;
  • АСМ, АМСТ – биметаллические ленты и вкладыши; толщина антифрикционного слоя — менее 0,5 мм.

5. Цинк и его сплавы

Сплав цинка с медью — латунь. Цинк — металл светло-сероголубоватого цвета, хрупкий при комнатной температуре и при 200°С, при нагревании до 100–150°С становится пластичным. В промышленности широко применяются цинковые сплавы: латуни, цинковые бронзы, сплавы для покрытия стальных изделий, изготовления гальванических элементов, типографские и др.

Цинковые сплавы используются в автомобиле- и приборостроении и других отраслях промышленности. Марки этих сплавов:

  • ЦАМ4-10 — особо ответственные детали;
  • ЦАМ4-1 — ответственные детали;
  • ЦАМ4-1в — неответственные детали;
  • ЦА4о — ответственные детали с устойчивыми размерами;
  • ЦА4 — неответственные детали с устойчивыми размерами.

Цинковые антифрикционные сплавы, предназначенные для производства монометаллических и биметаллических изделий. Марки этих сплавов:

  • ЦАМ9-1,5Л — отливка монометаллических вкладышей, втулок и ползунов; допустимые нагрузка — 10 МПа (100 кгс/см2), скорость скольжения — 8 м/с, температура 80 оС; если биметаллические детали получают методом литья при наличии металлического каркаса, то нагрузка, скорость скольжения и температура могут быть увеличены до 20 МПа (200 кгс/см2), 10 м/с и 100о С соответственно;
  • ЦАМ9-1,5 — получение биметаллической ленты (сплав цинка со сталью и дюралюминием) методом прокатки, лента предназначена для изготовления вкладышей путем штамповки; допустимые нагрузка — до МПа (250 кгс/см2), скорость скольжения — до 15 м/с, температура 100о С;
  • ЦАМ10-5Л — отливка подшипников и втулок; допустимыя нагрузка – 10 МПа (100 кгс/см2), скорость скольжения — 8 м/с, температура 80о С;
  • ЦАМ10-5 – прокатка полос для направляющих скольжения металлорежущих станков и других изделий; рабочие нагрузка до 20 МПа (200 кгс/см2), скорость скольжения — до 8 м/с, температура 80о С.

6. Титан и его сплавы

Титан — металл серебристо-белого цвета, один из наиболее распространенных в природе элементов. Среди других элементов по распространенности в земной коре (0,61%) он занимает десятое место. Титан легок (плотность его 4,5 г/см3), тугоплавок (температура плавления 1665°С), весьма прочен и пластичен. На поверхности его образуется стойкая окисная пленка, за счет которой он хорошо сопротивляется коррозии в пресной и морской воде, а также в некоторых кислотах. Титан устойчив против кавитационной коррозии и под напряжением. При температурах до 882°С он имеет гексагональную плотно упакованную решетку, при более высоких температурах — объемно-центрированный куб. Механические свойства листового титана зависят от химического состава и способа термической обработки. Предел прочности его – 300–1200 МПа (30–120 кгс/мм2), относительное удлинение – 4–30%. Предел прочности титановых сплавов – 350–1000 МПа (35–100 кгс/мм2), относительное удлинение – 4–10%.

Благодаря своим замечательным свойствам титан и его сплавы нашли широкое применение в самолето-, ракето- и судостроении. Из титана и его сплавов изготовляют полуфабрикаты: листы, трубы, прутки и проволоку. Двуокись титана применяется при производстве белил и эмалей.

Для изготовления полуфабрикатов предназначены титан и титановые сплавы, обрабатываемые давлением. В зависимости от химического состава предусмотрены следующие марки: ВТ1-00, ВТ1-0, ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ5, ВТ5-1, ВТ6, ВT3-1, ВТ9, ВТ14, ВТ16, ВТ20, ВТ22, ПТ-7М, ПТ-ЭВ, ПT-1M. Железо, кремний и цирконий в зависимости от марки сплава могут быть основными компонентами или примесями.

7. Припои

Припои — металл или сплав, предназначенный для соединения деталей пайкой. Температура плавления припоев должна быть ниже температуры плавления материалов паяемых деталей.

Припои разделяют на мягкие (tпл≤400 °С) и твердые (tпл >400 °С). Основные материалы мягких припоев — сплавы олова и свинца. Их обозначение (например, ПОС 61) расшифровывается так: П — припой, ОС — оловянно-свинцовый, 61 — содержание олова в процентах. Твердые припои выполняют на серебряной основе (например, ПСр 72, где 72 — содержание серебра, %) или на медно-латунной и медно-никелевой основах. Серебряные припои применяют для пайки черных и цветных металлов, кроме сплавов алюминия и магния, а припои на медной основе — для пайки углеродистых и легированных сталей, никеля и его сплавов.

Таблица 4. Области применения оловянно-свинцовых припоев

МаркаПрименение
ПОС 90Лужение и пайка швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры
ПОС 61Лужение и пайка электроаппаратуры, точных приборов

с высокогерметичными швами, где не допускается перегрев

ПОС 40Лужение и пайка электрорадиоаппаратуры, деталей из оцинкованного

железа с герметичными швами

ПОС 10Лужение и пайка контактных поверхностей электрических аппаратов,

приборов, реле

ПОС 61МЛужение и пайка медной проволоки, печатных проводников

в кабельной промышленности, электро- и радиоэлектронной промышленности

ПОСК 50-18Пайка деталей, чувствительных к перегреву
ПОССу 61-0,5Лужение и пайка электроаппаратуры, обмоток электрических машин,

оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к перегреву

ПОССу 50-0,5Лужение и пайка авиационных радиаторов, пайка пищевой посуды

с последующим лужением оловом

ПОССу 40-0,5Лужение и пайка жести, обмоток электрических машин,

пайка радиаторных трубок, холодильных агрегатов, оцинкованных деталей

ПОССу 35-0,5Лужение и пайка свинцовых кабельных оболочек, электротехнических

изделий неответственного назначения

ПОССу 30-0,5Лужение и пайка листового цинка, радиаторов.

Лужение и пайка радиаторов

ПОССу 25-0,5Лужение и пайка трубок теплообменников, электрических ламп
ПОССу 18-0,5Пайка трубопроводов, работающих при повышенных температурах
ПОССу 95-5Лужение и пайка холодильных установок, тонколистовой упаковки.

Припой широкого назначения

ПОССу 40-2Лужение и пайка в холодильном и электроламповом производстве,

абразивная пайка

ПОССу 30-2,

ПОССу 18-2,

ПОССу 15-2,

ПОССу 10-2

Пайка в автомобилестроении
ПОССу 8-3Лужение и пайка в электроламповом производстве
ПОССу 5-1Лужение и пайка деталей, работающих при повышенной температуре
ПОССу 4-6Пайка белой жести, лужение и пайка деталей с закатанными

и клепаными швами из латуни и меди, шпатлевка кузовов автомобилей

 

Просмотров: 306

Глиний — это… Что такое Глиний?

(хим.), или алюминий (см.). — Здесь должно описать новые способы получения этого металла в свободном виде и в виде сплавов. Способы эти основаны на применении гальванического тока, которым пользуются на два манера: 1) восстановляют окись алюминия (из боксита) углем в вольтовой дуге, для чего требуется очень сильный источник электричества; 2) при употреблении тока, сравнительно слабого напряжения, выделяют алюминий электролитически из расплавленной смеси двойной фтористо-водородной соли алюминия и натрия (криолита) с поваренной солью (см. Гальванометаллургия). С помощью вольтовой дуги получают чаще сплавы алюминия. Операция производится в особой печи из огнеупорного материала, выложенной с внутренней стороны набойкой из извести и угля; печь имеет в длину 1,7 м, в ширину — 0,5 м и в вышину — 0,86 м; в нее с двух сторон вставлены наклонно два графитовые электрода, которые могут быть сдвигаемы и раздвигаемы при помощи зубчаток и наружной металлической оправы; в печь нагружается смесь окиси алюминия, угля и обрезков меди или железа, вообще того металла, с которым желают сплавить алюминий.

Пропустив ток, получают вольтову дугу, которой управляют, сдвигая или раздвигая электроды; развивающийся в печи жар дает возможность совершаться восстановлению (см.) при выделении сгорающей окиси углерода; образуется сплав алюминия с медью или железом, который собирается на дне печи и выпускается по мере накопления через особое отверстие; в то же время прибавляют новые количества исходной смеси. Таким способом в течение 1,5 часов можно получить до 7,5 кг бронзы, содержащей 20—30% алюминия, при употреблении машины, дающей разность потенциалов в 50—60 вольт, при силе тока в 5000—6000 амперов (способ Коулеса). В другом способе (Héroult) восстановление окиси алюминия производится углем; положительному электроду тогда придают форму призмы или цилиндра длиной в 1 м, шириной 0,25 м. Такой электрод вставляется вертикально в чугунный ящик через крышку; внутри ящика, под анодом (полож. электродом), находится особое вместилище, в которое помещают металл для сплавления; остальное пространство ящика заполняется углем, проводящим ток; ящик служит отрицательным электродом; операцию начинают с того, что, приблизив анод к долженствующему образовать сплав с алюминием металлу на расстояние 3 мм, пускают ток, который расплавляет металл, затем через отверстие в крышке вводят в ящик смесь окиси алюминия с тем же металлом; восстановляющийся алюминий превращается в сплав, который, по мере накопления, выпускается через особое отверстие внизу, а сверху прибавляются новые порции смеси. В этом же приборе, употребляя вместо постороннего металла в качестве плавня криолит, можно получать и чистый алюминий. По этому способу выход алюминия равняется 16 г в час работы одной лошадиной силы; в сутки можно получить 20 кг металла при токе в 3000—4000 амперов при 10—15 вольтах. Электролитическое выделение алюминия производится (Мине) в чугунном открытом сосуде, снаружи обложенном кирпичом, а со внутренней стороны прессованным углем. Такой сосуд наполняется смесью криолита и поваренной соли в пропорции AINa3F6 + 6 NaCl; смесь эта плавится при 675° и начинает давать пары при 1056°; она достаточно электропроводна. Наружным нагреванием содержимое ванны приводится в жидкое состояние; тогда опускают в нее анод из угля, катодом (отриц. электродом) служат стенки ванны. При пропускании тока выделяется металлический алюминий, который собирается на дне и выпускается через отверстие близ дна, а на аноде выделяется газообразный фтор; 2/3 этого фтора можно превратить снова в фтористый алюминий, прибавляя в ванну окиси алюминия; кроме того, прибавляют еще криолит с фторокисью алюминия так, чтобы уровень содержимого ванны оставался постоянным. Операция может непрерывно идти дней 20—30 и доставляет до 1 кг алюминия на 31 час работы одной лошадиной силы; ток, при разности потенциалов в 4—6 вольт, может быть по силе в 90 и выше, до 1500 амперов. Этим способом получают металл очень чистый, содержащий до 99,5% алюминия; примеси — обыкновенно железо и кремний. Криолит, употребляемый здесь, как видно из предшествующего, в сущности искусственный, из боксита. Алюминий, получаемый указанными способами, стал дешевле прежнего, а потому из него с 1890 г. стали выделывать много дешевых галантерейных вещей.

С. С. Колотов. Δ.

Металл в строительстве: от меди до стали

Периодическая система элементов Менделеева насчитывает 82 металла, многие из которых, благодаря своим уникальным свойствам, находят применение в строительстве. Но если когда-то металл использовался, в основном, для изготовления кровельных покрытий и отдельных элементов крепежа, то по мере развития технологий его значимость для стройиндустрии становится все выше. Например, можно смело утверждать, что сегодня стальные конструкции являются основой любой капитальной постройки. Совершив небольшой экскурс, можно проследить эволюцию металла в строительстве.

Исторический экскурс

Медь можно отнести к «ветеранам» строительства и архитектуры. Например, некоторые историки считают, что использовать ее в качестве кровельного покрытия начали задолго до нашей эры: есть мнение, что Пантеон в афинском Акрополе (448-432 вв. до н.э.) когда-то был покрыт небольшими листами меди.

Это очень прочный металл, благодаря формированию голубовато-зелёной патины слабо подверженный коррозии, а потому способный служить долго. В качестве кровельного материала листовую медь использовали потому, что она легче деревянной черепицы и уж тем более — глиняной черепицы или свинца. Немаловажно также и то, что медь достаточно легко гнётся, что позволяло использовать ее для облицовки куполов и других фигурных элементов, которыми обычно украшали кровли культовых построек.

Помимо кровли медь издавна используется ещё и в декоративных целях, а также как материал для создания памятников и монументов. В частности, именно она послужила основным материалом для Статуи Свободы. Медные сплавы, широко используемые в архитектуре — это бронза (сплав меди и олова) и латунь (сплав меди и цинка).

К недостаткам меди можно отнести её крайне высокую стоимость, которая растёт год от года, а также свойство со временем терять свой первозданный яркий цвет и характерный блеск: покрываясь патиной, медь стремительно тускнеет и приобретает характерный зелёный оттенок.

Забегая немного вперёд, можно отметить, что решение «медной проблемы» в наши дни найдено: натуральный металл сегодня всё чаще заменяют достоверной имитацией из стали с полимерным покрытием, о которой пойдет речь чуть позже. Например, сталь с двусторонним покрытием Agneta, в точности имитирующим цвет и блеск меди благодаря включённым в состав красителя микросферам, втрое дешевле своего прообраза, но при этом не теряет внешней привлекательности в течение всего срока эксплуатации.

Свинец — ещё один «долгожитель» строительной отрасли. Его широчайшее применение в прошлом было обусловлено прежде всего низкой температурой плавления. Вплоть до конца XIX века из свинца изготавливали водопроводные трубы, пока не стало известно, что это негативно отражается на здоровье людей. Как и медь, свинец на протяжении многих веков был популярным кровельным материалом и одновременно использовался для изготовления водосточных желобов, труб и дымоходов. Правда, из-за своего большого веса свинец лучше всего подходил для низкоскатных крыш, поскольку с крутых со временем неизбежно начинал сползать. Кроме того, свинцовые кровли были не в фаворе в регионах с большими перепадами температур, поскольку быстро приходили в негодность из-за существенных температурных деформаций, которым подвержен этот металл.

Ещё одна ипостась свинца — изготовление красок на его основе: сурик (красный) применялся как антикоррозионный пигмент для железа, а свинцовые белила — для покраски деревянных домов. Эти краски считались одними из самых стойких и долговечных и всегда использовались в качестве защитных покрытий. Однако со временем их применение было приостановлено в связи с распространением случаев отравления свинцом.

Терн, или «тернплате» — ещё один материал, вошедший в строительный обиход начиная с XIX века. Это были стальные или железные листы, покрытые свинцово-оловянным сплавом, которые часто путали с белой жестью.

Олово само по себе в чистом виде никогда не применялось в архитектуре. Обычно его использовали в сплавах, например, с медью для образования бронзы, а также для покрытия более жёстких металлов, например, лужёного железа или стали: при покрытии листового железа оловом как раз и получалась жесть. Из неё обычно делали броню, но иногда использовали и как кровельное покрытие. В конце XIX века в моде были потолки из рельефной металлической плитки, называвшиеся «оловянными», хотя на самом деле они чаще всего изготовлялись из крашеного листового железа или стали.

Никель находится в сходном положении с оловом: он периодически использовался в качестве гальванического покрытия архитектурных деталей. А вот в создании сплавов никель занимает, пожалуй, лидирующее место на фоне остальных металлов. Благодаря ему мы имеем нейзильбер, монель-металл и нержавеющую сталь. Вплоть до Первой мировой войны нейзильбер называли «немецким серебром», но затем он стал более известен как «белая латунь», хотя правильнее было бы именовать его «никелевой латунью», так как в классическом варианте этот сплав состоит из 75% меди, 20% никеля и 5% цинка. Разное процентное соотношение даёт разные цвета: серебристо-белый, жёлтый, голубоватый, зелёный или розовый. Изделия из нейзильбера были неизменными атрибутами стиля арт-деко.

Монель-металл представляет собой сплав из двух третей никеля и трети меди, а по цвету он похож на платину. Определённым показателем его успешности можно считать тот факт, что в 1936 году медная кровля Нью-Йоркской городской публичной библиотеки на пересечении Пятой авеню и 42-й улицы была заменена на монельную. Удобство работы с монель-металлом заключалось в том, что его можно было варить и паять прямо на месте строительных работ, что позволяло создать сплошную водонепроницаемую поверхность кровли. Во время Второй мировой войны большое количество никеля и меди шло на военные нужды, в связи с чем производство монеля значительно сократилось. А после войны ему на смену пришли нержавеющая сталь и алюминий, имеющие более низкую себестоимость.

Цинк в чистом виде использовался как кровельное покрытие в Бельгии, Франции и Германии, где он заменил более дорогие медь и свинец. Начиная с 1820-х годов бельгийский цинковый лист стали импортировать в Америку. Что касается антикоррозионного цинкования, то эта технология была запатентована в 1837 году независимо друг от друга Сорелем во Франции и Крауфордом в Англии. Метод представлял собой процесс «горячего погружения» с целью покрытия железа цинком. Новинка довольно быстро перебралась за океан: Торговая биржа на Манхеттене стала одним из первых зданий, имевших оцинкованную крышу и водостоки.

Свою нишу цинк занял также в области изготовления декоративных элементов благодаря пластичности и приемлемой цене, дававшими ему преимущества по сравнению с камнем. Изделия из цинка легко поддавались покраске, что позволяло имитировать более дорогие металлы. Кстати о красках: в отличие от свинца. краски на основе цинка не токсичны и устойчивы к загрязнению. Они имели коммерческий успех, начиная с 1850-х, а в 1870-х начали использоваться повсеместно. Дополнительным преимуществом было то, что цинковые красители являлись хорошими ингибиторами ржавчины на железе и стали.

Алюминий был недоступен по разумной цене и в достаточных количествах вплоть до начала XX века. Затем он постепенно стал входить в архитектуру, правда, сначала только как материал для изготовления декоративных элементов. Первым громким выходом алюминия на большую строительную арену следует считать Эмпайр Стейт Билдинг, строительство которого было завершено в 1931 году. На долю алюминия пришлась значительная часть элементов отделки небоскрёба, таких как декоративные панно, входной комплекс, двери лифта. Кроме того, наряду со сталью алюминий был использован в несущих конструкциях здания и для облицовки его фасада.

К недостаткам алюминия следует отнести небольшую жесткость (втрое меньше, чем у стали), высокую теплопроводность и низкую температуру плавления (примерно 660°C). Первое свойство заставляет увеличивать площадь сечения алюминиевых конструкций, а в сочетании со вторым делает их источником теплопотерь здания. Например, вентилируемые фасады на алюминиевой подконструкции существенно уступают стальным по показателям теплоизоляции, не давая при этом существенного выигрыша в весе. Третье свойство негативно отражается на пожарной безопасности построек.

Король среди стройматериалов

Железо в архитектуре встречается в четырёх широко распространённых формах: кованое железо, чугун, листовое железо и сталь. «Чугун был главным строительным материалом XIX века — века промышленной революции. Он часто использовался для конструктивных решений: например, для изготовления колонн, фасадов или куполов. Также из чугуна делали лестницы, лифты, решётки, веранды, балконы, перила, заборы, фонари и даже надгробья», — рассказывает архитектор Анисия Борознова. На сегодняшний день чугун используется в основном для изготовления труб и сантехнической арматуры, хотя иногда к его помощи прибегают с целью подражания стилю прежних эпох.

Наиболее подробно имеет смысл говорить о стали. Именно появление конструкционной стали в середине XIX века сделало возможным строительство высотных зданий. Произошло это благодаря исследованиям английского изобретателя Генри Бессемера, пришедшего к идее передела жидкого чугуна в литую сталь путём продувки сквозь него сжатого воздуха. Чуть позже была разработана мартеновская печь, которая позволила ускорить процесс и снизить себестоимость получаемого материала. Мосты, железнодорожные комплексы и небоскрёбы были первыми крупномасштабными объектами из конструкционной стали.

Ещё один материал, выведший строительные технологии на новый уровень, был разработан также в конце XIX века. Добавление стальной проволоки в бетон дало рождение железобетону, который вряд ли нуждается в специальном представлении.

В начале XX века появились нержавеющие стали с различными примесями, и их главным достоинством стала устойчивость к коррозии. Одним из памятников этой эпохи является здание корпорации Chrysler, построенное по проекту архитектора Уильяма Ван Элена и признанное самым красивым небоскрёбом Нью-Йорка.

Сегодня практически все капитальные здания построены либо из железобетонных, либо на стальном несущем каркасе. Последнее относится и к так называемым быстровозводимым зданиями, которые практически полностью вытеснили сегодня любые другие строительные технологии из коммерческого и промышленного строительства.

Следующим значимым этапом в развитии строительных технологий стало появление системы навесных вентилируемых фасадов (НВФ) в 40-х годах XX века в странах Скандинавии и затем распространившееся оттуда в Европу и Америку. Подконструкция вентфасадов чаще всего изготовлялась из стали, чуть реже — из алюминия (о недостатках этого решения мы уже говорили). Затем на неё крепилась облицовка, а на несущую стену под ней — утеплитель, с соблюдением обязательного воздушного зазора.

На первых порах в качестве облицовочных материалов использовали всё подряд, особенно когда дело касалось бюджетного частного домостроения. Со временем доминирующие позиции на рынке фасадных облицовок начали занимать дешевый керамогранит и легкие алюминиевые композитные панели. Однако помимо очевидных преимуществ эти решения имеют и серьезные недостатки.

Так, керамогранитные фасадные плитки массивны, хрупки, и при всем этом отличаются самым ненадежным среди всех облицовочных материалов способом крепления — на кляммеры (защелки). Любое нарушение технологии монтажа, особенно на высотных зданиях, может сделать керамогранитный фасад небезопасным, а целесообразность его использования в сейсмоопасных районах опровергается повседневной практикой.

Что касается композитных панелей, то выбирать их нужно с осторожностью, потому что не любой их тип соответствует требованиям пожарной безопасности для жилищного и гражданского строительства.

Однако с появлением и развитием технологии полимерного покрытия листовой стали популярным до последнего времени фасадным решениям появилась достойная альтернатива: стальные облицовки доказали своё явное преимущество перед другими решениями и начали постепенно вытеснять их с рынка. Технологичность, простота монтажа, энергоэффективность и долговечность НВФ со стальной облицовкой в сочетании с привлекательным внешним видом и множеством цветовых вариаций пленили сердца архитекторов и строителей.

Иногда в адрес стальных облицовок можно услышать нарекания. Например, экономичные варианты, такие как линеарные панели, ввиду небольшой толщины металла и упрощённой технологии формования не обеспечивают безупречной геометрии фасадных элементов, а потому не очень подходят для серьёзного городского строительства. Относящиеся же к среднему ценовому сегменту фасадные кассеты, лишённые означенных недостатков, не всегда вписываются в имеющийся бюджет, например, в рамках муниципальных программ реконструкции жилых зданий.

Однако сейчас, похоже, решена и эта проблема. Очередным скачком в эволюции стальных фасадов можно считать появление нового поколения облицовок, таких как Primepanel®, сочетающих в себе достоинства фасадных кассет с экономичностью линеарных панелей. «Добиться подобного результата удалось благодаря использованию уникального оборудования финской компании FORMIA. Точную геометрию стальной фасадной панели обеспечивают 27 пар формирующих её валов, а мощная распрямляющая установка снимает остаточные напряжения в металле и исключает эффект «линзы», с которым до сих пор не удавалось справиться большинству производителей», — объясняет Сергей Якубов, руководитель департамента фасадных систем и ограждающих конструкций Группы компаний Металл Профиль. Как отмечает специалист, первая в России линия по изготовлению линеарных панелей столь высокого качества позволяет выпускать не только гладкие, но и рифлёные панели с волнистой поверхностью, трёх типоразмеров по ширине панели, с рустом и без, с закрытыми и открытыми торцами. «Поскольку облицовочный материал даёт высокую точность геометрических параметров и возможность горизонтального, вертикального и диагонального монтажа, его можно использовать для любого типа зданий, в том числе со сложным рельефом. Широкая цветовая палитра, различные варианты полимерных покрытий и невидимые крепления дают простор дизайнерской и архитектурной мысли. Таким образом, сегодня навесной вентилируемый фасад для массового потребителя полностью обратился в сталь, за исключением разве что прослойки утеплителя», — добавляет архитектор Анисия Борознова.

Любопытно отметить небольшую лексическую трансформацию, которая происходит прямо у нас на глазах. Слово «металл» всё чаще используется как синоним «стали», ведь это именно её по праву можно назвать металлом нового времени. Из стали стало возможным создать любой элемент здания: фундамент, несущие конструкции, облицовку, кровлю, декор, мебель. Если провозгласить металл королём среди стройматериалов, то его корона наверняка будет сделана из стали.

Учимся определять медь и отличать ее от других металлов и сплавов

Химически чистая медь обладает тремя отличительными характеристиками. Это имеющий цвет, пластичный и стойкий к коррозии металл. Последнее свойство обусловлено формированием тонкой оксидной пленки. Этот слой делает медь химически инертной в неагрессивной среде, а также привносит красный оттенок в ее золотисто-розовый цвет.

Наилучший способ точно идентифицировать медь – спектральный анализ, требует дорогостоящего оборудования – анализатора металлов, тогда как отличить медь в домашних условиях – задача с ограниченным набором средств. Тут лучшими приборами выступают органы чувств, легкодоступные химикаты, огонь и подручные приспособления.

Визуальное восприятие – наиболее простой, но не всегда достаточно точный метод. Впрочем, в большинстве случаев он работает и отличить лом меди от лома другого цветмета не трудно. Действительно, несмотря на название категории цветные металлы, одинаково окрашенными оказываются только:

  • медь;
  • золото;
  • цезий;
  • осмий.

Остальные металлы характеризуются серой тональностью и отличаются преимущественно по интенсивности блеска. Поэтому цвет – отличное «средство идентификации», в таких вопросах как отличить медь от алюминия, цинка или никеля.

Чистая медь с характерным медным цветом

Естественный окрас чистого элемента Cu – красно-розовый. Смотреть на металл рекомендуется при естественном свете. Искусственное освещение, за исключением светодиодных ламп теплых цветовых температур, меняет оттенок в сторону желто-зеленого тона.

Второе правило визуальной идентификации меди – требуется устранить поверхностную оксидную пленку. Окисление создает на поверхности металла зеленовато голубой налет. Поэтому определять на цвет, что у вас медь, желательно по свежему спилу или обработав материал напильником. Намного сложнее обстоит ситуация с медными сплавами: латунью и бронзой. Также визуально трудно различить Cu и омедненный алюминий.

к содержанию ↑

Как отличить медь от латуни и бронзы

Первый металл представляет сплав Cu-Zn. Содержание цинка варьируется в интервале 4 – 45%. Когда сплав характеризуется высоким добавлением основной примеси, отличить его от чистого металла несложно по цвету. Окрас меди розово-красный, латуни – светлее, но у лома латуни может быть загрязненным поверхность. Чем больше цинка в сплаве, тем сильнее его цвет смещается от красного к желтому оттенку. Поэтому визуальное восприятие неприемлемо  для высокомедных латуней, где вхождения примесей на уровне 10%. В этом случае остается 3 варианта как отличить медь от латуни без использования инструмента:

  1. По звуку. Тут желательно иметь музыкальный слух. При ударе о металл, мягкая медь звучит приглушенно, тогда как латунь – звонко. Метод хорошо работает для массивных, габаритных изделий – труб, например.
  2. По сгибу. Пластичность меди, позволяет легко сгибать металл. Более твердая латунь не настолько податлива.
  3. На вес. Плотность Cu9 г/куб.см выше чем у Zn (7.1). Результирующая величина характеристики у латуни, в среднем 8.6 г/куб.см. Разница невысокая, но при наличии точных весов, отличить металлы возможно.

Визуальное отличие меди от бронзы и латуни

Хорошим идентификатором меди, относительно латуни выступает стружка. У чистого металла она спиралеобразная. Напротив стружка латуни прямая, игольчатой формы.

Более сложный подход связан с использованием химикатов, а именно соляной кислоты. Химически инертная медь не реагирует в растворе, тогда как при погружении латуни на поверхности металла образуется белый налет. Это хлорид цинка, результат реакции этого металла на кислоту.

Стружка меди

Видео – медь и латунь:

к содержанию ↑

Как отличить медь от бронзы

Определить какой из металлов перед вами по цвету не всегда возможно. Бронза – сплав меди с оловом, также характеризуется розово-красным оттенком, лом бронзы может быть в чем угодно. В этом случае основной отличительной характеристикой становится пластичность чистого металла. Надавив на медь твердым предметом, получим выемку на поверхности. Деформировать бронзу существенно сложнее.

Изделия из бронзы – визуально от меди отличить очень трудно

Альтернативный вариант, как отличить медь от бронзы в домашних условиях – солевой раствор. В металлическую емкость, содержащую 1 литр воды, добавляют 200 грамм поваренной соли. Раствор подогревают до температуры выше 50 °C. Далее в нагретую жидкость помещают металл и выдерживают около 15 минут. Цвет меди меняется. Бронза к воздействию солевого раствора остается нечувствительной.

Следующий способ – патинирование меди. Окисление чистого металла со временем на воздухе – неизбежный процесс, приводящий к образованию зеленовато-голубого налета. Бронза патинированию не подвержена.

к содержанию ↑

Как отличить медь от алюминия

Естественно, металлы несложно отличить по цвету. Ситуация усложняется, когда требуется определить из чего изготовленные жилы кабеля. Луженная медь приобретает серебристый оттенок, тогда как омедненный алюминий – желтый. Результат, отличить металлы между собой по цвету, крайне сложно.

Луженая медь в кабелях

Оптимальный вариант – измерить сопротивление. У медной витой пары, длинной около 100 метров, величина параметра достигает 4 – 8 Ом. Сопротивление аналогичного кабеля из алюминия существенно выше: 12 – 20 Ом. Этот метод хорош отсутствием механического воздействия на металл.

Второй способ – сгибание/разгибание жилы. Алюминиевый проводник быстро сломается. Следующий вариант – испытание пламенем. Температура плавления алюминия – 600 °C, у меди – намного выше.

к содержанию ↑

Прочие случаи испытания огнем, кислотой

Воздействие пламени, используют не только для идентификации металла относительно алюминия. Под эти цели достаточно наличия газовой плиты, зажигалки или костра. Нагревание меди приводи к образованию ее оксида, что сказывается на изменении цвета. Поверхность металла постепенно тускнеет, пока не приобретает совсем темный оттенок.

Азотная кислота – еще один идентификатор меди в домашних условиях. Тут также важно проявлять осторожность. Лучше просто капнуть жидкостью на металл. Чистая медь в месте контакта приобретет сине-зеленый цвет.

Видео – как отличить алюминий от меди:

к содержанию ↑

Напоследок

Прежде чем приступать к определению материала изготовления детали, можно тщательно изучить ее поверхность. Многие изделия имеют маркировку. Она поможет определить не только тип металла, но и марку.

Алюминий против стали: сравнение двух «королей» металла


Алюминий и сталь являются одними из наиболее часто используемых металлов в обрабатывающей промышленности. От панелей фюзеляжа самолета и автомобильных рам до гаек, болтов и шайб — из этих металлов изготавливается бесчисленное множество предметов. Несмотря на то, что они имеют некоторое сходство с точки зрения внешнего вида, алюминий и сталь — это два очень разных металла со своими уникальными характеристиками.

Стоимость

Распространено мнение, что алюминий дешевле стали.Потому что, в конце концов, разве банки из-под газировки не должны быть сделаны из самого дешевого металла для экономии средств? Как и на все металлы, стоимость стали и алюминия колеблется в зависимости от спроса, предложения и других экономических факторов. С учетом сказанного, сталь обычно дешевле (фунт за фунт), чем ее алюминиевый аналог.

Ржавчина и коррозия

Основным преимуществом алюминия является его естественная устойчивость к ржавчине и коррозии. В отличие от стали, алюминий защищен слоем оксида алюминия, который защищает металл от воздействия воздуха и кислорода — двух элементов, необходимых для окислительного эффекта коррозии.Хорошая новость заключается в том, что существуют определенные типы коррозионно-стойкой стали, известные как нержавеющая сталь. Обычно они содержат небольшие концентрации сплавов металлов, таких как хром, для защиты от коррозии.

 Сила

С точки зрения прочности сталь является бесспорным победителем. Именно по этой причине подавляющее большинство легковых и грузовых автомобилей на дорогах имеют стальные рамы. Он прочнее и долговечнее, чем алюминий, что делает его предпочтительным выбором в автомобильной и других подобных областях.Однако Ford начал экспериментировать с использованием алюминия в рамах своих F-150. Автопроизводитель утверждает, что легкие свойства алюминия делают его идеальным для использования в рамах, поскольку он способствует большей топливной экономичности. Неясно, будут ли популярны эти алюминиевые рамы, поскольку сталь остается доминирующим металлом в автомобилестроении.

 Вес

Поскольку сталь прочнее и долговечнее алюминия, она также весит больше, чем ее аналог. Сталь практически в 250% раз плотнее алюминия, что делает ее явно тяжелее.А из-за его высокой плотности/веса он с меньшей вероятностью изгибается под воздействием силы или тепла.

Это лишь некоторые из основных различий между сталью и алюминием. Конечно, эти два металла не всегда взаимозаменяемы, то есть вы не можете использовать сталь вместо алюминия или наоборот — по крайней мере, не для всех применений.

Metal Smasher делает алюминий таким же прочным, как сталь | Наука

Задуть окурок 10-тонным сапогом было бы чрезмерным, но использование эквивалента на некоторых металлах может дать потрясающие результаты.Раздавив алюминиевый сплав между двумя наковальнями, исследователи создали металл, столь же прочный, как сталь, но намного легче. Если этот процесс можно будет коммерциализировать, он может дать более качественные компоненты для самолетов и автомобилей, а также металлическую броню, достаточно легкую, чтобы солдаты могли носить ее в бою.

Основным преимуществом алюминия

является его легкость. Но самый распространенный металл в земной коре также слаб: он разрушается под нагрузкой, с которой легко выдерживают более тяжелые металлы, такие как сталь. На протяжении десятилетий ученые искали способ производства алюминиевого эквивалента титана, легкого металла, который прочнее стали, но без высокой стоимости титана.

В новом исследовании международная группа материаловедов обратилась к новой технологии обработки металлов, называемой кручением под высоким давлением (HPT). По сути, HPT включает в себя прижатие тонкого металлического диска к цилиндрической наковальне и прижатие его к другой наковальне с усилием около 60 000 кг на квадратный сантиметр при медленном вращении одной наковальни. Исследователи также хранили обработанные образцы при комнатной температуре более месяца в ходе обычного металлургического процесса, называемого естественным старением.Деформация под огромным давлением плюс старение изменяет основную структуру металлов на наноуровне — или на расстояниях, измеряемых миллиардными долями метра.

И действительно, когда команда подвергла сплав алюминия под названием алюминий 7075 (который содержит небольшие проценты магния и цинка) процессу, металл достиг прочности 1 гигапаскаля, сообщают исследователи в текущем выпуске Nature Communications . . Это эквивалентно некоторым из самых прочных сталей и более чем в три раза выше, чем у обычного алюминия.Пластина из обработанного сплава площадью в метр могла выдержать вес полностью загруженного авианосца.

Чтобы выяснить, почему сплав стал настолько прочнее, команда исследовала образцы с помощью метода, называемого атомно-зондовой томографией. Напоминая комбинацию электронного микроскопа и компьютерного томографа, этот метод показал, что HPT деформировал решетку атомов в сплаве до беспрецедентной конфигурации. Вместо обычной структуры обычного металла HPT создала то, что исследователи называют иерархической наноструктурой: размер алюминиевых зерен был уменьшен, а атомы цинка и магния сгруппированы вместе в группы разного размера, в зависимости от того, были ли они расположенные внутри алюминиевых зерен или по краям (см. фото).

Неясно, каким именно образом такое расположение делает алюминий более прочным, говорит соавтор Саймон Рингер, директор отдела электронного микроскопа Сиднейского университета в Австралии. Он говорит, что атомы на краях зерен, по-видимому, тесно связаны с атомами на соседних краях зерен. Какова бы ни была физика, говорит он, иерархические структуры «очень эффективны для укрепления».

Рингер добавляет, что, хотя в ходе экспериментов было получено только лабораторное количество сверхпрочного сплава, процесс можно было быстро адаптировать для производства небольших компонентов, требующих высокой прочности, но небольшого веса, таких как биомедицинские имплантаты.Соавтор и ученый-материаловед Юнтянь Чжу из Университета штата Северная Каролина в Роли говорит, что существует сильный стимул для расширения масштабов процесса, поскольку сплав может быть полезен для «многих легких и энергоэффективных приложений, таких как аэрокосмическая промышленность, транспорт и бронежилеты. »

Эксперименты «достигли замечательной прочности» обычного промышленного алюминиевого сплава, говорит материаловед Теренс Лэнгдон из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе. Исследовательская группа также продемонстрировала «исключительные возможности, обеспечиваемые обработкой скручиванием под высоким давлением», методом, над которым Лэнгдон и другие работали в течение нескольких лет.

Материаловед Юрий Эстрин из Университета Монаш в Мельбурне, Австралия, называет результаты впечатляющими и соглашается с тем, что иерархические наноструктуры «кажутся решающими для впечатляющего повышения прочности [сплава]».

марок алюминия | Блог о кастинге

Выбор сплава

Серия 7000 алюминия, легированного цинком, часто используется в производстве самолетов.

Компания Reliance в основном использует два основных сорта алюминия для изготовления стоек и скамеек.У них немного разные правила наименования, что может привести к путанице: мы покупаем в разных странах с разными международными стандартами металлов?

Алюминий по сравнению с алюминием

Когда речь заходит об алюминии, разные страны мира даже не согласны с написанием. Североамериканское написание «алюминий» было вторым выбором первоначального названия, британского химика сэра Хамфри Дэви. Он начал с « алюминий », а затем придумал « алюминий ».Другие химики, однако, указали, что окончание -ium было бы предпочтительнее, чтобы соответствовать другим химическим веществам, таким как натрий и калий. Использование в Северной Америке осталось вторым выбором сэра Дэви; некоторые американские химики и широко используемые в других местах выбрали алюминий как более последовательную лексическую конструкцию.

Два основных типа алюминия марки

Ни этимология, ни международный стандарт не определяют два типа систем оценки качества алюминия. Причина несоответствия заключается в том, что литой металл и обработанный (кованый) металл оцениваются по-разному.Потребности и использование литых и обработанных металлов не идентичны, поэтому одна и та же спецификация не используется для обоих.

Широко известно, что железо имеет формы из чугуна и кованого железа, хотя значение этих слов настолько утеряно, что многие ошибочно называют кованое железо «прутковым железом». Алюминий, как и железо, встречается как в литых, так и в кованых формах. Литой алюминий заливают или вводят в виде расплавленного жидкого металла в форму. Когда металл остывает, твердый объект, который появляется, имеет форму, близкую к чистой.Его можно подвергнуть механической обработке, чтобы сгладить или отполировать, или использовать как деталь в более крупной сборке, но смысл отливки состоит в том, чтобы создать что-то очень близкое к окончательной форме. Кованый алюминий , с другой стороны, производится в виде заготовок, плит и блюмов. Их скручивают и сплющивают в листы, стержни и трубы. Его можно выковать, обработать, соединить или обработать другими способами, чтобы он приобрел окончательную форму, которой он должен быть.

Мы отливаем алюминиевые столбы так же, как мы отливаем столбы из ковкого чугуна. Хороший литейный сплав улавливает прекрасные детали, такие как рифление и мягкие изгибы формы.Это хорошо для сложных изогнутых форм, выполненных в виде цельного куска. Наши скамейки изготовлены из алюминиевых листов, которые формуются, соединяются и вырезаются лазером; эти детали более свариваемы и пригодны для обработки, поэтому их можно разрезать и соединять в сложные конструкции, состоящие из множества компонентов, собранных вместе.

Для этих различных производственных процессов требуются различные сорта алюминия.

Наши скамейки в Ньюпорте и Остине изготовлены из строительного алюминия марки 6061.

Марки алюминия для деформируемых сплавов

Многие различные международные организации собрались вместе, чтобы подписать соглашение, устанавливающее Международную систему обозначения сплавов для кованого алюминия.Эти сплавы сгруппированы в семейства по их первой цифре, которая говорит опытному металлургу о том, какие основные легирующие металлы.

Серия 1xxx: содержание алюминия 99%+

Алюминий в чистом виде представлен в серии 1000. Эти металлы подчеркивают свойства материала элемента, а алюминий 1100 является наиболее распространенным «чистым» алюминиевым сортом с добавлением менее 1% таких элементов, как цинк, медь или кремний для прочности. Даже с этими добавками это семейство не такое прочное, как другие семейства алюминия, но сплавы просты в обработке и устойчивы к коррозии.Эта группа хорошо передает тепло и электричество. Алюминиевые сплавы серии 1000 часто используются в химической, пищевой и электротехнической промышленности.

Серия 2xxx: алюминий и медь

2011, 2014 и 2024 являются наиболее распространенными марками алюминиевых сплавов серии 2000, которые ценятся за их прочность и обрабатываемость. В этой серии основным легирующим элементом является медь. Серия 2000 жесткая, прочная и твердая, но она также подвержена коррозии, поэтому ее необходимо герметизировать при воздействии окисляющих элементов.Это можно сделать с помощью таких покрытий, как краска, порошок или пластик; это также часто делается с облицовкой из чистого алюминия. Алюминий серии 2000 используется в аэрокосмической промышленности, в крепежных изделиях и в промышленности.

Кастрюли, сковородки, вывески и кровля, скорее всего, сделаны из алюминия серии 3000.
Серия 3xxx: алюминий и марганец

Марганец, элемент, невероятно важный для металлургов и стеклодувов, малоизвестен большинству людей. Он обеспечивает прочность и раскисляет сплавы.Марганец присутствует повсюду и используется в обычных сортах нержавеющей стали и в алюминии общего назначения, который мы используем каждый день. Чаще всего используется алюминий 3003, потому что его можно обрабатывать, сваривать и обрабатывать. От листового металла до кухонной утвари, чаще всего вы видите алюминий серии 3000.

Боковые стенки алюминиевых банок изготовлены из алюминия серии 3004. Удивительно, но это другой сорт, чем тот, который используется наверху и внизу. Верх и низ не просто толще: они сделаны из стали 5182.

Серия 4xxx: алюминий и кремний

Кремний помогает этим сплавам быть более термостойкими: он снижает температуру плавления алюминия. Алюминий с кремнием также более пластичен, а значит, полученный металл более гибкий и менее хрупкий. По этим причинам серия 4000 часто используется в автомобильной или электрической технике; он может справиться с теплом и электричеством.

Серия 5xxx: алюминий и магний

Моряки знакомы с алюминиевой серией 5000.Когда алюминий и магний сплавляются вместе, они образуют устойчивый к коррозии сплав. Морское оборудование, резервуары, клапаны — все, что связано с химическими веществами или погодными условиями — часто изготавливаются из этих сплавов. К счастью, эти сплавы также хорошо поддаются сварке и формованию, что позволяет легко создавать из материала корпуса, клапаны и криорезервуары. Это серия с алюминием марки 5182, используемым для верхней и нижней частей банок с газировкой!

Серия 6xxx: алюминий, магний и кремний

Сплавы серии 6000 — это сплавы строительного назначения, сочетающие в себе характеристики серий 4000 и 5000: коррозионную стойкость и прочность.Наши алюминиевые скамейки изготовлены из сплава 6061, устойчивого к коррозии при воздействии воды, соли, снега, солнца и дождя; сплав также обеспечивает прочность и стабильность, необходимые для прочной мебели.

Серия 7000 легкая и прочная: сплавы серии 8000 созданы для конкретных целей.
Серия 7xxx: алюминий и цинк

Цинк, добавленный к алюминию, придает прочность стали. Если алюминий выполняет работу стали, то там, где вес стали слишком велик, вместо него можно использовать алюминий серии 7000.Эта легкая, но прочная серия часто используется в аэрокосмической и аэрокосмической промышленности, автомобилях и спортивном оборудовании.

Серия 8xxx: Странные

Металлы часто имеют необычные сплавы, которые изготавливаются для конкретных применений. Они часто заканчиваются в соглашениях об именах в серии сумок для захвата, а для кованого алюминия чудаки относятся к серии 8xxx. В большинстве случаев, если вы покупаете необычный сплав, вы точно знаете, почему и для какой цели; например, металлурги НАСА ищут нестандартные сплавы для очень и очень специфических условий.

Понимание марок для алюминиевых литых сплавов

Высота: 35-3/4″
Максимальная внутренняя труба
Диаметр: 4-1/2″

Материал: алюминий
Марка: A356

 

Высота: 35″
Максимальная внутренняя труба
Диаметр: 4-1/2″

Материал: алюминий
Марка: A356

 

Высота: 32″
Максимальная внутренняя труба
Диаметр: 4-1/2″

Материал: алюминий
Марка: A356

 

Высота: 39″
Максимальная внутренняя труба
Диаметр: 3-1/2″

Материал: алюминий
Марка: A356

 

Литой алюминий имеет более одного широко используемого стандарта наименования.Для литых изделий могут быть разные спецификации в зависимости от того, где вы находитесь.

Основные стандарты наименования алюминиевого литья происходят от:

Стандарт именования алюминиевой ассоциации на первый взгляд похож на стандарт кованого алюминия. Серийные номера отражают основной легирующий элемент… но из-за различий в литейных сплавах начальный номер не указывает на одного и того же звездного игрока.

Как и в случае с кованым алюминием, серия 1xx.x почти полностью состоит из алюминия, а серия 2xx.х серии медные. После этого основной легирующий элемент смещается. Серии 3xx.x и 4xx.x имеют кремний. Как и в случае с кованым алюминием, кремний в сплаве снижает температуру плавления и сохраняет пластичность. Пластичность полезна при литье металлов для захвата более мелких деталей в форме. 3xx.x полагается на другие элементы в смеси для других свойств, таких как прочность. 5xx.x указывает на магний, 7xx.x на цинк, 8xx.x на олово, а в категории литого алюминия блок 9xx.x содержит «странные» — сплавы, изготовленные для определенных целей.6xx.x не используется в этом соглашении об именах.

Литые сплавы иногда обозначаются буквами, обозначающими термообработку. Это:

  • F: заводской
  • O: отожженный
  • H: нагартованная
  • Вт: термообработанный раствор
  • T(1-10): Прочая термообработка, обозначенная следующими цифрами.

В нашем случае буква А перед 356 не имеет отношения к термообработке. Вместо этого для этого сплава A предполагает более высокую химическую чистоту: диапазон или допуск для каждого химического вещества в смеси ограничен.

Оксид алюминия представляет собой минерал, называемый корундом; рубины и сапфиры являются версиями этого минерала.

Алюминий: когда-то предмет роскоши, теперь основной продукт

Алюминий является третьим наиболее распространенным элементом в земной коре после кислорода и кремния, что делает его более распространенным, чем железо. В отличие от железа, металл нельзя извлечь простым плавлением. Рубины, сапфиры и менее драгоценные камни, такие как гиббсит, являются минералами, в которых хранится алюминий.

Только в 1820-х годах химики придумали, как извлекать элементарный алюминий.Сначала процесс был настолько сложным, что «новый» металл был дороже платины, золота или серебра.

Часто говорят, что у Наполеона III был набор алюминиевых столовых приборов, предназначенный для самых почетных гостей. Исторический форум с хорошими источниками ставит под сомнение точность этого утверждения, но отмечает, что во французской книге об алюминии говорится об интересе императора к металлу в военных целях, от декоративных элементов униформы до оружия, и что он сделал алюминиевую погремушку для его сын.Безусловно, до 1855 года алюминий был настолько дорог, что слитки из чистого металла хранились в Форт-Ноксе.

Что изменилось? В 1855 году был изобретен процесс извлечения алюминия из воды с помощью электрического тока. Процесс был относительно простым и масштабируемым в промышленных масштабах, а алюминий в изобилии. К 1859 году алюминий стоил лишь немногим дороже серебра. В наши дни, конечно, алюминий продается фунтами по цене одной двадцатой стоимости унции серебра (хотя проблемы с цепочками поставок в 2020–2022 годах привели к росту стоимости алюминия).

Почему алюминиевую фольгу называют оловянной?

До того, как алюминий стал коммерчески доступным, использовалась фольга из олова. Как и алюминиевая фольга, оловянная фольга использовалась для упаковки продуктов, чтобы сохранить их. Однако он был более густым, менее пластичным и оставлял послевкусие в еде. Оловянная фольга также использовалась в других целях. Стоматологи использовали оловянную фольгу для заполнения полостей; оловянная фольга также использовалась в первых фонографах.

Фольга из элемента 50, олова, все еще существует, в основном используется химиками и другими учеными.Это дороже, чем алюминиевая фольга.

Технологический прогресс человечества часто зависит от металлургического прогресса. Очевидными примерами являются бронзовый век и железный век, но промышленная революция зависела от бессемеровских сталелитейных процессов, которые могли поддерживать механизацию и крупномасштабное строительство. Алюминий — это металл космической эры, а кремний — металлоид информационной эры. Литые или кованые, из новой руды или переработанные, алюминиевые сплавы предлагают широкий спектр свойств материала практически для любого применения.

Дополнительное чтение:

Чем отличаются алюминий и нержавеющая сталь?

Алюминий и нержавеющая сталь имеют множество индивидуальных применений в проектах из листового металла. Однако последний представляет собой сплав, а алюминий — природный элемент.

Каковы еще несколько различий между двумя обычными металлами из листового металла? Kaempf & Harris из Фредерика, штат Мэриленд, предлагает несколько ответов:
    1. Сила и вес. Листовой алюминий обычно не такой прочный, как сталь, которую можно перерабатывать без потери прочности.Однако алюминий составляет почти треть веса стали. Это основная причина, по которой самолеты и кузова автомобилей делают из алюминия — он легче.

      На самом деле, нержавеющая сталь настолько тяжелая и прочная, что она с меньшей вероятностью деформируется, деформируется и изгибается под действием веса, силы или тепла.
    2. Состав. Как мы упоминали ранее, нержавеющая сталь представляет собой сплав, состоящий из железа, никеля, марганца, меди и от 10 до 30 процентов оксида хрома (неорганическое соединение, добавленное для обеспечения дополнительной коррозионной стойкости и устойчивости к ржавчине).Поскольку он не пористый, повышается устойчивость к коррозии.

      Алюминий, природный элемент, также обладает высокой стойкостью к окислению и коррозии благодаря пассивирующему слою (естественный метод, который позволяет материалу меньше подвергаться воздействию окружающей среды).

      Когда алюминий окисляется, его поверхность становится белой, а иногда и ямочной. В чрезвычайно кислой или щелочной среде алюминий может быстро корродировать с катастрофическими последствиями.
    3. Теплопроводность.Алюминий имеет гораздо лучшую теплопроводность, чем нержавеющая сталь, что является одной из основных причин, по которой он используется для автомобильных радиаторов и кондиционеров.

      Однако нержавеющая сталь может использоваться при гораздо более высоких температурах, чем алюминий, который может стать мягким при любой температуре выше 400 градусов по Фаренгейту.
    4. Стоимость. Оборот сталелитейной промышленности оценивается в 900 миллиардов долларов, что делает ее второй по величине отраслью в мире после нефти и газа.Это связано с глобальным спросом, стоимостью топлива, ценой и доступностью железной и бокситовой руды, а также процессом прядения.

      Алюминиевый листовой металл требует меньше времени и усилий для рафинирования, что снижает затраты на приобретение сырья и переработку.
    5. Пластичность. Листовой алюминий более податлив и эластичен, что облегчает его резку и форму. Это качество делает его идеальным для таких проектов, как приготовление кастрюль, сковородок и инструментов.

      Забавный факт: нержавеющая сталь менее вступает в реакцию с пищевыми продуктами, в то время как алюминий может влиять на цвет и вкус пищи, но большинство консервов изготавливается из алюминия.

      С нержавеющей сталью может быть труднее работать из-за ее устойчивости к истиранию и деформации, что означает, что она идеально подходит для более крупных проектов, таких как кровля, крупная бытовая техника, компьютеры, небоскребы и мосты.
    6. Проводимость. Нержавеющая сталь является плохим проводником по сравнению с большинством других металлов. Поскольку листовой алюминий является очень хорошим проводником электричества, высоковольтные воздушные линии электропередач обычно изготавливаются из алюминия.
    7. Искробезопасность. Если вы хотите определить непосредственную разницу между двумя твердыми металлами, обработайте каждый из них на шлифовальном станке. Нержавеющая сталь дает искры, а алюминий — нет.
    8. Рынок. Китай ежегодно производит больше всего алюминия в мире, за ним следуют Россия и Канада. Китай также производит больше всего стали в мире. Однако этой тенденции следуют Япония и Индия. Узнайте больше в разделе «Кто абсолютно доминирует в мире в производстве стали?»

Хотя каждый материал выполняет определенную работу в цехе по производству листового металла и может выдерживать только определенные технологии, алюминий и нержавеющая сталь являются важными металлами.

Если вам нужна дополнительная информация об обучении, карьере в торговле и нашей местной компании по обработке листового металла, подпишитесь на наш ежемесячный блог и информационный бюллетень, нажав кнопку ниже:

Легче алюминия, тверже стали

Обратный тренд Легче алюминия, тверже стали

Автор/редактор: Dr. сообщают почти исключительно о легких металлах, таких как алюминий, магний или цинк.Но когда так называемые конструкции ADI потенциально могут быть легче алюминиевых компонентов, мы делаем исключение.

Связанные компании

Микроструктура с игольчатым ферритом

(Источник: Brechmann Guss)

На протяжении десятилетий использование компонентов из алюминия, титана и магния считалось универсальным средством для оптимизации веса сложных структурных компонентов.ADI, новый сорт чугуна, уже несколько лет используется в качестве конструкционного материала, что в триаде затрат, устойчивости и производственной надежности/доступности многократно сводит эту тенденцию к абсурду.

При выборе подходящего материала конструктор терпит выбор: либо высокопрочный, но хрупкий (керамика), либо жесткий, но менее жесткий. Оптимизация этих противоположных свойств невозможна при использовании обычных строительных материалов. Группа чугунных материалов ADI открывает новые возможности в этой конфликтной области, например: «Прочность встречается с вязкостью.» ADI расшифровывается как Austempered Ductile Iron и относится к термически обработанному ковкому чугуну, который в два раза жестче (до 1600 Н/мм 2 ) по сравнению с обычным ковким чугуном со сфероидальным графитом при том же удлинении при разрыве (до 10%). Прочность на растяжение сравнима со многими марками стали (например, 16MnCr5 или 42CrMo4) с экспоненциально лучшими формообразующими свойствами. По сравнению с чугуном с шаровидным графитом усталостная прочность почти в два раза выше. Как у типичного чугунного материала , ADI имеет плотность примерно на 10 % ниже плотности стали.Благодаря высокому содержанию графита он также обеспечивает хорошую (шумовую) демпфирующую способность, типичную для чугуна.

Галерея

Применение

Типичные области применения включают погрузочно-разгрузочные работы, сельское хозяйство, строительство и добычу полезных ископаемых, железнодорожные (транспортные) технологии, а также применение в коммерческих и пассажирских транспортных средствах, арматуре, трансмиссиях и насосах. Помимо изнашиваемых деталей, таких как наконечники плуга, направляющие, звенья цепи, режущие кромки и зубья экскаватора, высоконагруженные компоненты, такие как компоненты шасси и компоненты привода (полые колеса, мосты/оси, тормозные суппорты, распределительные валы для двигателей большой мощности, ролики, колеса) часто применяются.

Однако (стальные) шестерни иногда заменяют шестернями ADI по другой причине: снижение шума, которое можно получить только таким образом, является основной причиной. Дополнительный эффект постоянно обновляемого упрочнения поверхностного слоя под нагрузкой также увеличивает срок службы детали.

Характеристики материалов

Материалы ADI (или правильно: материалы из аусферитового чугуна в соответствии с DIN EN 1564) образуют группу материалов, которые благодаря своим комбинированным свойствам удовлетворяют требованиям широкого спектра применений.Он закрывает разрыв между закаленными и отпущенными сталями для массивной штамповки (или литой сталью) и известными марками чугуна с шаровидным графитом (EN-GJS). Диапазон прочности ADI простирается от 800 Н/мм 2 при высоком удлинении не менее 10 % и высокой усталостной прочности до износостойких марок с 1600 Н/мм 2 .

Коэффициент чувствительности к надрезу, который описывает отношение усталостной прочности заготовок с надрезом и без надреза, находится в диапазоне от 1,2 до 1.6 для ADI для исследуемой геометрии надреза и между 2,2 и 2,4 для кованой стали. Таким образом, ADI не очень чувствителен к надрезам (поэтому можно поставить под сомнение значимость традиционных испытаний на ударный стержень с надрезом для материалов из чугуна). В отличие от обычных марок чугуна с шаровидным графитом, усталостная прочность образцов ADI без надрезов не пропорциональна прочности на растяжение, вместо этого она имеет максимум для тех материалов, которые содержат особенно высокую долю стабилизированного аустенита из-за контроля температуры во время термообработки. .Предел прочности при растяжении в ADI не является мерой усталостной прочности — оценка должна проводиться с использованием так называемых значений KIC/KID (в соответствии с современными концепциями механики разрушения, такими как испытание на удар инструментальным стержнем для определения параметров динамической вязкости разрушения KID). или определить вязкость разрушения в состоянии плоского удлинения KIC (при необходимости с использованием математического определения J-интеграла)).

Производственный процесс

ADI производится из чугуна с шаровидным графитом путем многоступенчатой ​​термообработки.Целью термической обработки является получение микроструктуры игольчатого феррита в пересыщенной углеродом аустенитной матрице. Благодаря высокому содержанию углерода аустенит также стабилизируется при комнатной температуре и при более низких температурах. Установившимся термином для такого рода структур стал аусферрит (рис. 1).

Отливка полностью аустенизируется в печи с защитным газом при температуре от 840 до 950°C. Затем отливка подвергается процессу аустенизации. На втором этапе обработки происходит быстрое охлаждение — обычно в движущейся соляной ванне — до температуры превращения между 235 и 425°С.Качество АДИ определяется температурой ванны. Максимальная продолжительность процесса охлаждения на этом этапе не должна превышать 30 с для нелегированного чугуна с шаровидным графитом в качестве основного материала (рис. 2). Важнейшим условием аустенитной термообработки является недопущение образования перлита при охлаждении.

После достижения температуры аустенитного превращения начинается образование игольчатого феррита. Этот твердый раствор α в системе Fe-C имеет гораздо более низкую растворимость углерода, чем аустенит.Избыток углерода, вытесняемый из α-твердого раствора, накапливается в аустените и препятствует его превращению в феррит. Это стабилизирует аустенит в своего рода эффекте холодильника. Пока рабочая температура компонента не приближается к 300 °C, полученная микроструктура остается стабильной .

Области применения

Благодаря высоким значениям прочности и удлинения (таблица) можно проектировать чрезвычайно легкие компоненты для заданных нагрузок — конструкции ADI могут быть даже легче, чем алюминиевые решения .Таким образом, ADI — это гораздо больше, чем просто альтернатива EN-GJS-600-3 или St37. При более низкой стоимости он конкурирует с литой сталью, закаленными и отпущенными коваными сталями с высокой прочностью, такими как 16 MnCr5, 42CrMo4 и 34CrNiMo6, но также с более высокими механическими требованиями с так называемыми типичными «легкими материалами», такими как алюминий и магний.

Одним из часто недооцениваемых аспектов является обширная свобода проектирования ADI по сравнению с деталями из литой или кованой стали. Это связано с тем, что основным сплавом, который имеет решающее значение для формуемости и литейных свойств, является чугун с шаровидным графитом.В то время как литая сталь течет «как томатный сок» и чрезвычайно склонна к усадке, чугун с шаровидным графитом прост в обращении — как апельсиновый сок по сравнению с томатным соком. Это означает, что возможности для формирования значительно больше. Доля циркулирующего материала в отливке значительно ниже, а риск усадки значительно ниже, что значительно увеличивает дизайнерскую свободу дизайнера. т.е. в то время как толщина стенок от 8 мм может быть реализована с помощью стального литья, компоненты ADI могут быть спроектированы гораздо более филигранно — даже если выбрать 5 мм в качестве нижнего предела.

Однако это также означает, что любой, кому предлагают стальную отливку в качестве компонента ADI с той же геометрией, на самом деле не понимает потенциала, предлагаемого материалом. Это всего лишь сравнение затрат на производство заготовки, но не сравнение затрат на два варианта изготовления с целью достижения наилучших возможных функциональных характеристик при наименьших возможных затратах. Целью ADI являются бионические конструкции, адаптированные к вариантам нагрузки, а не неуклюжие геометрические формы в соответствии с девизом: «Чем больше, тем лучше».Если геометрия одинакова, результатом будет расплывчатая информация о затратах; тогда техническое преимущество должно быть реализовано в ходе проекта. И только благодаря техническому прогрессу производственная компания остается жизнеспособной в долгосрочной перспективе.

Доведенный до крайности, можно сделать вывод: « Облегченная конструкция — это уже не безрассудное использование материалов с низкой удельной плотностью , а разумное использование свойств материалов с целью достижения конструкции, адаптированной к конкретным нагрузкам, с приемлемой уровень затрат.«Оловянная фольга, которую мы использовали для ежедневного перекуса, вероятно, всегда будет изготавливаться из алюминия, но картеры трансмиссии, поворотные кулаки и другие компоненты машин и транспортных средств, подверженные более высоким механическим нагрузкам, имеют явную тенденцию к группе материалов ADI.

(ID:458)

Выбор подходящего сплава для ваших литых изделий

В современном литье металлов сталь и алюминий являются двумя претендентами на звание лучшего материала. Тысячи производителей по всему миру используют оба металла для производства прочных, легких и устойчивых к коррозии металлических деталей и изделий.

Вы найдете сотни различных марок и сплавов как для стали, так и для алюминия, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Для этого сравнения мы сосредоточимся на различиях между алюминиевыми и стальными сплавами в целом, а не на различиях между конкретными сплавами.

Алюминий против. Сталь: Прочность

Сталь обычно прочнее алюминия, но некоторые алюминиевые сплавы прочнее некоторых типов стали. Для несущих конструктивных элементов или приложений, требующих значительной прочности для работы, сталь часто является предпочтительным выбором.Алюминий может дать преимущества в весе, но он должен быть тщательно спроектирован, чтобы соответствовать требованиям прочности.

Это видео иллюстрирует разницу в характеристиках при столкновении двух почти идентичных кузовов грузовиков, стального и алюминиевого.

Алюминий против. Сталь: Вес

Алюминий намного менее плотный, чем сталь, как и большинство алюминиевых сплавов. На самом деле алюминий часто в 2,5-3 раза менее плотный, чем сталь. Низкая плотность дает заметное преимущество в весе.Алюминиевые изделия могут повысить прочность и жесткость за счет увеличения количества материала в жизненно важных областях, сохраняя при этом общий меньший вес.

Алюминий против. Сталь: коррозионная стойкость

В зависимости от конкретных рассматриваемых сплавов это совпадение может быть любым. Алюминий по своей природе обладает высокой коррозионной стойкостью и способен выдерживать длительное время на открытом воздухе и во влажной среде. Углеродистая сталь легко подвергается коррозии, и для правильной работы ее часто необходимо красить или герметизировать.Нержавеющая сталь, напротив, обладает превосходной коррозионной стойкостью не только по сравнению с углеродистой сталью, но и по сравнению с алюминием.

На самом деле распространен миф о том, что алюминий не подвержен коррозии. Это правда, что алюминий не ржавеет — красный цвет ржавчины исходит от железа в сплаве — но в кислой или щелочной среде алюминий подвергается коррозии быстрее, чем некоторые другие сплавы.

Чтобы узнать больше о коррозионной стойкости 8 популярных литейных сплавов, ознакомьтесь с нашей предыдущей публикацией в блоге о литье металлов.

Алюминий против. Сталь: Стоимость

Стоимость различных сплавов сильно различается, и мировой рынок постоянно колеблется. Сталь производится на основе железной руды, а алюминий добывается из бокситовой руды. Оба относительно распространены, но железо, как правило, дешевле в добыче. Оба металла также могут быть переработаны, часто с меньшими затратами, чем переработка нового сырья. Как правило, алюминий дешевле нержавеющей стали и дороже углеродистой стали.

Стоимость конкретного сплава во многом зависит от его состава и, как мы видим в последних новостях, политики, связанной с импортом и добычей материалов.

Алюминий против. Сталь: Термостойкость

Алюминий имеет гораздо более низкую температуру плавления, чем сталь, поэтому изделия из алюминия не такие термостойкие. В то время как сталь не плавится, пока не достигнет температуры около 2500 градусов по Фаренгейту, алюминий начинает значительно размягчаться при температуре 900 градусов по Фаренгейту. В результате сталь можно использовать в высокотемпературных приложениях, чего нельзя делать с алюминием.

Алюминий против. Сталь: Обрабатываемость

После того, как отливка извлечена из формы, она часто подвергается нескольким дополнительным процессам, чтобы подготовить ее к использованию.Машинисты просверливают отверстия, нарезают резьбу, заделывают критические участки и обычно удаляют материал, пока изделие не приобретет правильную форму.

Сталь, как правило, намного тверже алюминия. Хотя это дает преимущества в прочности и долговечности, это недостаток для механической обработки. Для обработки стали может потребоваться больше времени, и часто требуются более дорогие инструменты для резки материала.

Алюминий против. Сталь: Castability

Если вы производите литые изделия и задаетесь вопросом, что лучше — сталь или алюминий, ответ может зависеть от процесса литья, который вы хотите использовать.Алюминий имеет гораздо более низкую температуру плавления, чем сталь. Как мы уже упоминали, это свойство приводит к меньшей термостойкости. Обратной стороной является то, что алюминий гораздо лучше поддается литью, чем сталь.

Мало того, что алюминий требует меньше энергии для плавления и поддержания температуры литья, он также может быть отлит различными способами, недоступными для стали. Литье под давлением, один из самых распространенных способов литья, использует преимущественно цветные металлы: цинк, магний и алюминий.Точно так же формы для универсального процесса литья в постоянные формы часто изготавливаются из стали. Алюминий — отличный выбор для постоянного литья в формы, в то время как сплавы железа, такие как сталь, слишком горячие в расплавленном состоянии.

Заключение: алюминий против. Стальное литье

Как видите, существует множество факторов, которые необходимо учитывать, прежде чем решить, какой материал, алюминий или сталь, подходит для вашего продукта. Если вы не знаете, как поступить, лучше всего проконсультироваться со специалистом, который разбирается в кастинге и может ответить на ваши вопросы на месте.

Для получения дополнительной информации о методах литья металлов для различных сплавов и типов изделий ознакомьтесь с нашим Руководством по литью металлов и обработке на станках с ЧПУ :

XPS помогает оптимизировать алюминий и сталь Производительность

Выберите страну / регион *

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийского океана TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканского RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республику ofCook IslandsCosta РикаКот-д’ИвуарХорватияКубаКипрЧехияДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаВосточный ТиморЭквадорЕгипетЭль-СальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские (Мальвинские) островаФарерские островаФиджиФинляндияФранция Югославская Республика МакедонияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные ТерриторииГабонГамбияГрузияГрузия aGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и Мик uelonSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова ( У.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.