Сплавы алюминия и их применение: особенности, свойства, получение. Состав и марки алюминиевых сплавов, их применение

Содержание

Алюминиевые сплавы (литейные, деформируемые): применение, свойства, марки

Среди всех сплавов своими эксплуатационными качествами выделяются алюминиевые. Их применяют при производстве летательных аппаратов, возведении домов, выпуске наземного транспорта и морских судов. При этом выделяют довольно много недостатков, которыми обладают алюминиевые сплавы: мягкость, не очень высокая прочный, относительно невысокая устойчивость к воздействию повышенной влажности. Однако всего несколько основных положительных качеств определяет широкое распространение алюминиевых сплавов в самых различных областях промышленности. Рассмотрим все особенности данного материала подробнее.

Алюминиевые сплавы

Характеристики алюминиевых сплавов

Сплавы на основе алюминия могут обладать самыми различными характеристиками, так как при их получении проводится смешивание различных примесей. Именно поэтому рассматривая механические свойства алюминиевых сплавов следует уделить внимание тому, какие именно элементы входят в состав.

Для начала отметим классификацию материалов, которые получаются при соединении меди и алюминия. Они делятся на три основные группы:

  1. Действующие элементы медь и алюминий.
  2. Действующие элементы медь, магний и алюминий.
  3. Сочетание меди, алюминия и магния с добавлением легирующих элементов (в основном марганца).

Последняя группа сегодня получила довольно большое распространение, так как температура плавления алюминиевых сплавов, входящих в нее, довольно высока. Сплавы последней группы называют дюралюминием.

Слитки из алюминиевых сплавов
Алюминиевые сплавы

Рассматривая дюралюминий уделим внимание нижеприведенным моментам:

  1. В состав данного сплава входят железо и кремний. В большинстве случаев подобные легирующие элементы воспринимаются как вещества, ухудшающие эксплуатационные качества. В данном случае железо способствует повышению жаростойкости, а кремний позволяет с высокой эффективностью провести старение.
  2. Входящие в состав магний и марганец повышают прочность. За счет их включения в состав стало возможно использовать дюралюминий при производстве обшивочных листов для высокоскоростных поездов и летательных аппаратов или самолетов.

Часто встречается сплав, представляющий собой сочетание алюминия и магния. Технические характеристики подобного алюминиевого сплава зависят от того, сколько магния в составе.

Среди основных особенностей можно отметить нижеприведенные моменты:

  1. С увеличением концентрации магния повышается прочность, но уменьшается коррозионная стойкость.
  2. Прирост магния на 1% приводит к повышению прочности примерно на 30 000 Па.
  3. В большинстве сплавов не более 6% магния. Это связано с тем, что слишком большая концентрация станет причиной покрытия всей поверхности коррозией. Также большая концентрация марганца становится причиной неоднородности структуры, неравномерная нагрузка может стать причиной появления трещины или другой деформации.

Сочетание алюминия с марганцем практически не подвергают термической обработке. Это связано с тем, что даже при соблюдении условий проведения закалки существенно изменить эксплуатационные качества сплава не получится. Плотность алюминиевого сплава может колебаться в достаточно большом диапазоне: от 2 до 4 грамм на кубический сантиметр.

Рассматривая слав, прочность которого имеет рекордные показатели, следует уделить внимание сплаву алюминия с цинком и магнием. При применении современных технологий производства можно добиться качеств, которые будут характерны для титана. Среди особенностей подобного сплава отметим:

  1. Термическая обработка становится причиной растворения цинка, за счет чего предел прочности алюминиевого сплава возрастает в несколько раз.
  2. Применять подобный материал в электрической промышленности нельзя, так как прохождение электричества становится причиной существенного снижения коррозионной стойкости.
  3. Коррозионная стойкость в некоторых случаях повышается путем добавления меди, но все же она становится низкой.

В литейной промышленности весьма большое распространение получили алюминиевые сплавы, которые в своем составе имеют кремний. Тот момент, что при термической обработке кремний отлично растворяется в алюминии, позволяет использовать металл при фасонном или формовочном литье. Получаемые изделия хорошо обрабатываются резанием, а также обладают повышенной плотностью.

Очень редко встречаются смеси алюминия и железа, а также никеля. Это связано с тем, что подобные элементы зачастую применяются исключительно как легирующие вещества.

Примером можно назвать то, что железо добавляется в состав для упрощения процесса отделения детали от формы. В состав могут добавляться титан, который существенно повышает показатель прочности.

Подводя итоги по характеристикам алюминиевых сплавов можно отметить нижеприведенные моменты:

  1. Предел текучести может варьироваться в достаточно большом диапазоне.
  2. Температура плавления алюминия может изменяться в зависимости от того, какие применялись легирующие вещества.
  3. Прочность материала можно существенно повысить.
  4. Некоторые легирующие элементы снижают коррозионную стойкость, улучшая другие эксплуатационные качества. Именно поэтому проводится покрытие поверхности защитными веществами.

Из-за легкости и прочности, а также относительно высокой коррозионной стойкости алюминиевые сплавы получили достаточно широкое применение. Альтернативных материалов, которые обладают подобными свойствами и низкой стоимостью, практически нет.

Сферы применения

Алюминий и алюминиевые сплавы получили самое широкое применение, что связано с основными эксплуатационными качествами. Их применение во многом зависит от состава. Примером назовем следующие моменты:

  1. Изначально сплавы стали применяться при изготовлении элементов дирижаблей или самолетов, что связано с легкостью и прочностью.
  2. Сегодня за счет того, что состав определяет плавление при достаточно высоких температурах, сплавы стали применять при изготовлении скоростных поездов. Для снижения их веса применяется алюминиевые сплавы. При движении на большой скорости поверхность нагревается, но при этом не деформируется.
  3. Машиностроительная, пищевая и легкая промышленность, сфера производства бытовой техничек и электроники – применение алюминиевого сплава весьма обширно.

Алюминиевый прокат

Столь обширная сфера применения определена также тем, что процесс производства сплава весьма прост, получаемый материал не имеет высокой стоимости, а эксплуатационные качества могут быть изменены путем добавления различных легирующих элементов.

Классификация

Рассматривая виды алюминиевых сплавов следует отметить, что они могут классифицироваться по достаточно большому количеству признаков. Классификация алюминия его сплавов по типу вспомогательных элементов подразумевает выделение следующих основных групп:

  1. С добавлением присадок. В качестве присадки применяется просто огромное количество различных веществ, к примеру, магний, цинк, хром, кремний и другие.
  2. С добавлением интреметаллидов. Эту группу можно охарактеризовать добавлением соединением нескольких металлов, к примеру, меди и магния, лития и магния.

Специальные алюминиевые сплавы могут состоять из огромного количества элементов. Их добавление проводится для придания материалу особых эксплуатационных качеств.

В зависимости от выбранного метода металлообработки можно выделить:

  1. Деформируемые сплавы – твердые, из-за повышенной пластичности могут подвергаться обработки путем прессования или ковки. Для повышения эксплуатационных качеств может проводится дополнительная обработка.
  2. Литейные поступают на производство в жидком виде. Подобный материал легко поддается резке после отвердевания. Пример применения литейного сплава — изготовление корпусных деталей различной формы.

По степени прочности можно выделить несколько групп:

  1. Сверхпрочные.
  2. Среднепрочные.
  3. Малопрочные.

Кроме этого в отдельную группу принято выделять дуралюмины, которые обладают особыми эксплуатационными качествами.

Легкий алюминиевый сплав может иметь достаточно большое количество различных примесей. При этом химический состав отражается на маркировке.

Деформируемые алюминиевые сплавы

Довольно большое распространение деформируемых алюминиевых сплавов можно связать с тем, что при их применении процесс производства различных изделий существенно упрощается. Область применения следующая:

  1. Прокат.
  2. Штамповка.
  3. Ковка.
  4. Прессовка.
  5. Экструзия.

Деформируемые алюминиевые сплавы

В результате получаются различные заготовки или уже практически готовые детали с исключительными эксплуатационными качествами. После получения требующейся формы проводится отжиг, закалка или старение, которые позволяют существенно повысить показатель прочности.  Данный типа алюминия применяют для получения труб, листа или профиля.

Литейные алюминиевые сплавы

Технологии получения деталей и заготовок путем литья применяются на протяжении многих лет. Они хороши тем, что позволяют получать самые различные формы, которые могут иметь сложные поверхности. Сплавы на основе алюминия могут переходить в текучее состояние при более низких температурах, чем другие металлы. Именно поэтому процесс изготовления различных деталей существенно упрощается.

Среди других особенностей материала данной группы отметим:

  1. После формирования устойчивой кристаллической решетки полученную поверхность достаточно легко подвергать механической обработке.
  2. Получаемые заготовки рассматриваемым методом также хорошо поддаются обработке методом давления.

Литейные алюминиевые сплавы получили весьма широкое применение в различных отраслях промышленности, особенно тех, в которых нужно получать сложные корпусные детали. За счет литья по форме существенно упрощается дальнейшая механическая обработка.

Литейные алюминиевые сплавы

Основные требования, предъявляемые к литейным алюминиевым сплавом – сочетание хороших литейных свойств и оптимальных физико-механических качеств. Данную группу можно разделить на:

  1. Конструкционные герметичные. Этот тип материала характеризуется высокими литейными качествами, а также удовлетворительной коррозионной стойкостью и механической обрабатываемостью. Как правило, получаемые заготовки и изделия в дальнейшем не подвергаются термической обработке для повышения эксплуатационных качеств. Для изготовления средних и крупных деталей, которые зачастую представлены корпусами, достаточно часто проводится легирование состава.
  2. Высокопрочные и жаропрочные. Довольно часто подобный состав дополнительно легируется титаном, за счет чего обеспечиваются высокие эксплуатационные качества. Жаропрочность выдерживается в пределах 350 градусов Цельсия. Для упрочнения состава проводится закалка на протяжении достаточно длительного периода. Довольно часто подобный сплав применяется при получении крупногабаритных заготовок самого различного предназначения.
  3. Коррозионностойкие составы характеризуются тем, что обладают высокой коррозионной стойкостью при эксплуатации в самых различных агрессивных средах. Структура хорошо подается обработке методом резания и сваривания. Однако стоит учитывать относительно невысокие литейные свойства.

Последняя разновидность алюминиевых сплавов достаточно часто применяется при изготовлении деталей, которые будут эксплуатироваться при воздействии морской воды.

Принципы маркировки

Довольно большое количество сложностей возникает с определением марки материала. Маркировка алюминиевых сплавов проводится так, чтобы их можно было просто определить. Как правило, каждому составу присваивается свой номер, который может состоять из цифр и букв.

Среди особенностей маркировки можно отметить нижеприведенные моменты:

  1. Начинается маркировка с одной или нескольких букв, которые указывают на состав.
  2. Кроме этого марки имеют цифровой порядковый номер.
  3. В конце обозначения также может указываться цифра, которая указывает на особенности проведенной термической или иной обработки.

Разберем применяемые правила обозначений на конкретном примере сплава Д17П. Первая буква указывает на то, какой именно состав. В данном случае это дюралюминий. Все дюралюминии имеют определенный химический состав, однако концентрация основных элементов может существенно отличаться. Поэтому число 17 – порядковый номер, указывающий на конкретный материал (то есть с определенными качествами). В конце есть буква, которая применяется для обозначения полунагартованного сплава. Данный метод обработки предусматривает воздействие давления без предварительного нагрева сплава, а значит прочность будет вполовину меньше максимального значения.

В заключение отметим, что каждый состав обладает своими особыми физико-механическими качествами. Данные свойства определяют то, куда именно будет направлен материал для изготовления деталей или дальнейшей обработки. Наиболее важными свойствами принято считать пластичность, теплопроводность, электрическую проводимость и другие. Немаловажным фактором также является то, насколько качественно было проведено изготовление материала. Применение современных технологий позволяет с высокой точностью контролировать концентрацию тех или иных элементов, исключает вероятность появления различных дефектов. В большинстве случаев производство проводится в соответствии с ГОСТ и другими мировыми стандартами.

Применение алюминия в промышленности | Стальной прокат в Одинцово – Стальной прокат в Одинцово

Широкое применение алюминия в промышленности обусловлено полезными свойствами этого металла. Алюминийэто элемент, обладающий значительной электропроводностью и устойчивостью к коррозии. Материал легко поддается механической обработке, литью и формовке. Алюминий используется в машиностроительной сфере, а также в авиакосмической и судостроительной отрасли.

Авиакосмическая промышленность

Сплавы алюминия применяются для изготовления обшивки и конструкционных элементов летательных аппаратов.

Для производства сварных фюзеляжей военных и гражданских самолетов применяется состав 1420, включающий следующие основные компоненты:

  • алюминий;
  • магний;
  • марганец.

Алюминий отличается значительной удельной прочностью и пластичностью. Составы используют для изготовления носовых панелей ракет, а также топливных баков. Сплав марки 1460 считается перспективным материалом для изготовления емкостей, в которых хранится криогенное топливо (сжатый кислород, сжиженный газ и др.).

Судостроительная сфера

Алюминий применяют при производстве судового оборудования, палубных сооружений, а также корпусов военных и гражданских судов. Использование алюминия снижает общую массу судна на 50 % и улучшает ТТХ кораблей (скорость, грузоподъемность и др.). Оборудование для морского флота изготавливают из составов АМгЗ, АМг61, АМц и Д16. Состав АМг5 применяется при штамповке обшивочных листов для рыболовецких баркасов.

Нефтехимическая отрасль

Сплавы алюминия применяются при производстве бурильного оборудования, компрессорных установок и труб разного диаметра. Также легкий металл используется для изготовления резервуаров, предназначенных для хранения нефтепродуктов. Алюминиевый состав АМг2 применяется при производстве конденсаторов и холодильной техники, которая установлена на НПЗ.

Автомобильная промышленность

Цветной металл идет на изготовление бамперов, радиаторов и навесных деталей транспортных средств. Алюминиевые сплавы используются при производстве обшивки для полуприцепов. Составы марки 2014 и 6061 используются для создания рамных конструкций и балок для тяжелых грузовиков. Магналиевые сплавы — это сырье для изготовления автоцистерн, в которых перевозят агрессивные жидкости.

Д16т алюминиевый сплав, характеристики, гост

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

Сплавы алюминия с магнием

Магний в алюминии

Введение в алюминий магния в количестве до 6 % в качестве главного легирующего элемента дает упрочнение твердого раствора сплава и высокую эффективность деформационного упрочнения. Это обеспечивает сплавам серии 5ххх довольно высокие прочностные свойства – выше, чем у сплавов серии 3ххх — при сохранении хорошей формуемости.

При определенной восприимчивости к межзеренной коррозии (при содержании магния более 3 %) эти сплавы имеют хорошую коррозионную стойкость, особенно сопротивление коррозии в морской воде и морской атмосфере, которая значительно выше, чем у сплавов других серий.

Применение алюминиево-магниевых сплавов

Эти сплавы сочетают в себе хорошую формуемость, довольно высокую прочность, отличную коррозионную стойкость, хорошую анодируемость и лучшую из всех сплавов свариваемость. Поэтому эти алюминиевые сплавы применяют во многих конструкциях, подверженных суровым атмосферным воздействиям, например, в облицовочных панелях зданий, строительных лесах и, особенно, – в судостроении и конструкциях в прибрежных районах и в открытом море, включая нефтяные платформы. Сварные алюминиевые лодки и катера изготавливают исключительно из сплавов этой серии. В автомобилестроении из этих сплавов изготавливают штампованные детали корпуса и шасси благодаря хорошей комбинации прочности и формуемости.

Достижение высокой прочности за счет упрочнения твердого раствора магнием возможно потому, что магний в этой роли является очень эффективным. Кроме того, его высокая растворимость позволяет увеличивать его содержание до 5 % в наиболее легированных сплавах.

Больше магния

Однако в сплавах с высоким содержанием магния существует тенденция к образованию интерметаллидной фазы Mg5Al8 по границам зерен и в областях локализованной деформации внутри микроструктуры. Это происходит потому, что равновесная растворимость магния в алюминии всего лишь около 2 %. Выделение избыточной фазы в этом случае эквивалентно тому, что происходит в сплавах, упрочняемых старением, но с отрицательным эффектом для свойств сплава. Выделение частиц происходит медленно при комнатной температуре, но ускоряется с повышением температуры или, если сплав подвергся интенсивной холодной пластической деформации. Это явление делает сплав восприимчивым к некоторым типам межзеренной коррозии, например, коррозия под напряжением, и/или ухудшение механических свойств в ходе эксплуатации при повышенных температурах.

Роль хрома

Хром в количествах не более 0,35 % добавляют для повышения электрического сопротивления. При больших содержаниях хром имеет тенденцию образовывать очень грубые соединения с другими примесями или добавками, такими, как марганец, железо и титан. Хром обладает низкой скоростью диффузии и образует очень мелкодисперсные фазы, которые сдерживают зарождение и рост зерен. Поэтому он используется для предотвращения роста зерен. Образующиеся при этом волокнистые структуры снижают восприимчивость к коррозии под напряжением и улучшают вязкость. Хром в твердом растворе или в виде мелкодисперсных частиц способствует некоторому повышению прочности. Хром имеет тенденцию окрашивать анодное покрытие этих сплавов в желтый цвет.

Влияние марганца

Добавки марганца, также как и хрома, предназначены для снижения восприимчивости сплавов с высоким содержанием магния к различным формам межзеренной коррозии.

Серия 5ххх в европейском стандарте EN 573-3 включает 44 сплава и их модификаций, в ГОСТ 4784-97 — 13.

aluminium-guide.ru

Алюминий и магний 2021

Что такое алюминий и магний? Алюминий против магния

алюминий

Алюминиевое слово было получено после того, как квасцы назывались латинскими буквами. Металл был обнаружен Хамфри Дэви, химиком в 1808 году. Алюминий — беловатый серебристый, пластичный и немагнитный металл, присутствующий в изобилии и способствующий примерно 8% земной массы. Он довольно прочный, легкий по весу, а его символ — Al. Алюминий является ключевым металлом, используемым для различных технических продуктов; автомобили, поезда, самолеты, бытовая техника, части компьютерного оборудования, твердое ракетное топливо, ходовые столбы, термит, монеты в таких странах, как Румыния, Финляндия, Франция и Италия, строительство, краски, упаковка, полки в холодильнике и современные интерьеры. Этот металл был обнаружен около 200 лет назад. Наиболее выгодными соединениями алюминия являются оксиды и сульфаты. Алюминий никогда не встречается в элементарном состоянии.

Алюминиевый металл имеет более низкую плотность, очень мягкий, но обладает сильной податливостью. Он также обладает очень хорошей тепловой и электрической проводимостью. Алюминиевый металл можно легко перерабатывать. Различные соединения алюминия включают галогениды, оксиды и гидроксиды, карбид, нитрит, соединения органоалюминия. Все соединения алюминия бесцветны.

Алюминий связан со здоровьем. У людей токсичность алюминия может вызвать гематоэнцефалический барьер. Алюминий не так токсичен, как другие тяжелые металлы, но небольшое количество токсичности может быть вызвано, если оно потребляется более 40 мг / кг тела в день. Хотя алюминий хорошо переносится растениями. Алюминий в его металлической форме в основном производится из бокситов (AlOx (OH) 3-2x).

магниевый

Магний — самый легкий металл, найденный в мире, имеющий блестящий серый цвет с символом Mg. Это второй по численности металл, найденный в земной коре. Это примерно на тридцать четыре процента легче по объему, чем алюминий. Магний был обнаружен Джозефом Блэком в Эдинбурге в 1755 году. Магний также является обильным металлом, присутствующим в массе Земли, но он не встречается не в совокупности по своей природе. Магнезит и доломит являются минералами, которые содержат большое количество магния. В наших океанах есть триллионы тонн магния, присутствующих в них, и именно по этой причине океаны являются крупнейшим источником магния, из которых ежегодно производится 850 000 тонн.

Магний — полезный металл для производства легких изделий, таких как автомобильные сиденья, ноутбуки, сумки для багажа, камеры и электроприборы. Магний смешивается в расплавленном железе, а также для удаления серы. Магний довольно горючий, и именно по этой причине он используется во вспышках, фейерверках и бликах.
Сульфат магния используется в качестве объединяющего агента для фиксации красителей. Гидроксид магния действует как ан
ru.esdifferent.com

Применение

Благодаря уникальным эксплуатационным характеристикам сплав Д16Т применяется в различных отраслях народного хозяйства. Главным образом, Д16Т используется в нефтяной, химической, судостроительной, автомобилестроительной и авиаконструкторской промышленности:

  • трубы – в производстве нефте- и газопроводов, резервуаров, эксплуатационных колонн;
  • плиты и листы – в сборке кузовов, обшивок, тяг, лонжеронов и каркасов автомобилей, судов, авиационной и космической техники, а также для изготовления рекламных щитов, уличных табличек и дорожных знаков;
  • прутки – в создании креплений, заклепок и прочей соединительной арматуры;
  • уголки – в разработке деталей для станков, машин и прочего оборудования.

Алюминий, магний и их сплавы

Алюминий — легкий металл серебристо-белого цвета, плотность которого составляет 2700 кг/м3, температура плавления 660° С. Алюминий хорошо проводит электрический ток и тепло, высокопластичен, достаточно прочен. Взаимодействуя с кислородом воздуха, алюминий покрывается тонкой прочной пленкой окиси алюминия, которая служит хорошей защитой от дальнейшей коррозии. В природе встречается в виде различных минералов, из которых наиболее распространены бокситы, глиноземы.

В зависимости от химического состава алюминий (ГОСТ 11069-74) подразделяется на алюминий особой чистоты А999, содержащий 99,999% алюминия, высокой чистоты А995, А99, А97, А95, содержащий алюминия соответственно от 99,995 до 99,95%, и технической чистоты А85, А8, А7, А7Е, А6, А5, А5Е и АО, содержащий алюминия соответственно от 99,85 до 99%.

В алюминии находятся примеси: железо, кремний, медь, цинк, титан и пр.В алюминий технической частоты, поставляемый в виде слитков для обработки давлением, вводится титан в количестве до 0,1% для марок А85, А8, А7 и А5 и до 0,15% для марки АО.

Алюминий широко используют для изготовления влектрических проводов, труб, фольги, химической аппаратуры. Чтобы улучшить те или иные свойства алюминия, к нему добавляют различные металлы (медь, магний, цинк, кремний, литий и др.). Получившиеся алюминиевые сплавы обладают высокими механическими свойствами, малой плотностью, высокой электро- и теплопроводностью и хорошей коррозионной стойкостью. В зависимости от технического использования алюминиевые сплавы разделяются на деформируемые и литейные.

Среди деформируемых алюминиевых сплавов (ГОСТ 4784-74) наибольшее применение находят дуралюми-ны — сплавы алюминия с медью (до 5,2%), магнием (до 2,7%) и марганцем (до 1%). Медь и магний повышают прочность сплава, марганец — коррозионную «тонкость. Дуралюмины маркируют буквой Д и числом, обозначающим номер сплава. Например, Д1, Д12, Д16 и т, д.

Из дуралюминов изготовляют листы, трубки, ленты, прутки, проволоку, различные профили, из которых делают детали строительных несущих конструкций и остекленных стеновых панелей. Из литейных алюминиевых сплавов (ГОСТ 2685-75) наибольшее распространение получили силумины — сплавы алюминия с кремнием (от 10 до 13%). Силумины отличаются повышенными по сравнению с алюминием механическими свойствами, хорошей обрабатываемостью резанием, коррозионной стойкостью- обладают высокими литейными свойствами.

Силумины и другие литейные сплавы маркируют буквами АЛ и числом, указывающим порядковый номер сплава (АЛ1, АЛ2). Силумины применяют для изготовления корпусов двигателей, приборов в авиации. Магний-очень легкий металл серебристо-белого цвета, его плотность составляет 1750 кг/м3, температура плавления 650° С, обладает низкими показателями механических свойств. Магний легко окисляется, что усложняет его плавку и разливку. В качестве легирующих элементов, повышающих некоторые свойства магния, применяют алюминии, цинк (упрочняет магниевые сплавы), марганец (повышает коррозионную стойкость).

Магниевые сплавы подразделяются на деформируемые (ГОСТ 14957-76), которые маркируются буквами МА, и литейные (ГОСТ 2856-68), которые маркируются буквами МЛ. После букв стоят числа, указывающие условный номер сплава. Магниевые сплавы используют в самолетостроении (для изготовления бензиновых и масляных баков), а также для производства литых и штампованных деталей.

www.inmetal.ru

Область применения

Все вышеперечисленные характеристики позволили ЦАМ получить широкое распространение в разного рода производстве. Среди них выделяются следующие:

  • Наибольшее применение ЦАМы получили в сфере автомобилестроения. Из них производят тонкостенные корпуса карбюраторов и насосов, решетки радиаторов и элементы гидравлического тормоза.
  • Подшипниковая промышленность использует сплав как материал для изготовления подшипников скольжения и монометаллических вкладышей.
  • В текстильном производстве, по причине способности сплавов хорошо передавать сложные оттенки, изготовляют застежки на молнии, кнопки и пуговицы.
  • В пищевой промышленности сплав можно встретить в качестве материала деталей холодильников, посудомоечных машин и прочей бытовой техники.
  • Из ЦАМ производят спусковой механизм стрелкового оружия.
  • Дверная фурнитура: ручки, петли, элементы замков и прочее.
  • Рыболовные снасти: катушки, элементы удочек и т.д.
  • Все чаще можно встретить ЦАМ в часовых механизмах.
  • Всевозможная сувенирная продукция и игрушки.

АЛЮМИНИЙ, МАГНИЙ И ИХ СПЛАВЫ

А. Термические неупрочняемые

А1

АД1 99,3 А1 CB CB CB cbA 97; св. A85 5,0 9,0
А1—Мп АМц 1,3 Мп CB CB ев АМц 0,7 7,0
Al—Mg АМН 1,1 Mg CB CB св. AMrl 12,0 6,0
АМг2 2,2 Mg; 0,4 Мп HC HC CB св. АМгЗ 12 6,0
АМгЗ 3,6 Mg; 0,6 Si; 0,5 Мп CB CB св. АМгЗ 8,0 8,0
АМг4 4,3 Mg; 0,6 Мп; 0,06 Ті CB CB CB св. AMr4 10 7,0
АМгб 5,3 Mg; 0,6 Мп; 0,06 Ті CB CB CB св. АМгб 10 7,0
АМгб 6,3 Mg; 0,6 Мп; 0,06 Ті Б. Термически у CB

прочняем

CB

we

CB св. АМгб 8,0 8,0
Al—Си Д20 6,5 Си; 0,6 Мп; 0,15 Ті CB CB Д20 15 6,0
1201 6,3 Си; 0,3 Мп; 0,06 Ті; 0,17 Zr; 0,1 V CB CB св. 1201 5,0 10
01205 6,3 Си; 0,6 Мп; 0,06 Ті; 0,11 Zr; 0,15 Cd HC HC CB CB. 1201 12 6,0
Al—Mg—Si АД31 0,6 Mg; 0,5 Si HC HC CB св. AK5 15 6,0
АДЗЗ 1,1 Mg; 0,25 Си; 0,6 Si; HC HC CB св. AK5 12 6,0
АД35 0,25 Cr

1,1 Mg; 1,0 Si; 0,7 Mn;

0,25 Cr

HC HC CB св. AK.5 12 6,0
АВ 0,7 Mg; 0,3 Си; 0,85 Si; 0,25 Mn HC HC CB св. AK.5 10 7,0

msd.com.ua

Сплавы алюминия с магнием и их свойства.

Магналии

— сплавы алюминия с магнием. Магналии имеют высокую коррозионную стойкость, хорошо свариваются, имеют высокую прочность, пластичность. При сварке магналиевых сплавов сварные соединения становятся почти равнопрочными основному металлу. Наиболее широкое распространение в промышленности получили сплавы с содержанием магния от
1 до 5 %.
Рост содержания магния в сплаве существенно увеличивает его прочность. Увеличение концентрации магния на каждый процент содержания повышает предел прочности сплава. Сплавы с содержанием магния до 3 % (по массе) не изменяют кристаллическую структуру при комнатной и повышенной температуре, даже в существенно нагартованном состоянии. С ростом концентрации магния в сплаве, в нагартованном состоянии механическая структура сплава становится нестабильной. Кроме того, увеличение содержания магния свыше 6 % приводит к ухудшению коррозионной стойкости сплава. Для улучшения прочностных характеристик сплавы системы Al—Mg легируют хромом, марганцем, титаном, кремнием или ванадием.

Наибольшее применение получили в технике низких температур. Также применяется в авиастроении, судостроении, машиностроении и т.д.

56.Сплавы алюминия с медью и магнием и их свойства.

В авиа — и машиностроении, при изготовлении строй конструкций, использ значительно более твердые сплавы алюминия, т.к они обладают высокими прочностными характеристиками. Один из самых известных — дуралюмины — сплавы алюминия с медью (до 5,2%), магнием (до 2,7%) и марганцем (до 1%)Дуралюмины обладают хорошим сочетанием прочности и пластичности, но имеют при этом не высокую коррозионную стойкость. Путем закалки, т.е. быстрого охлаждения в воде, эту структуру фиксируют при комнатной температуре. При этом раствор получается пересыщенным. В этом состоянии, т.е. в состоянии закалки, дюралюминий очень мягок и пластичен. Дуралюмины маркируют буквой Д и числом, обозначающим номер сплава. Например, Д1, Д12, Д16 и т, д.Типичным представителем дуралюмина является сплав Д16 содержащий 4,3% Сu.1.5%Mg.0.6% Mn. Этот сплав после закалки приобретает особую твёрдость и становится примерно в 7 раз прочнее чистого алюминия. В то же время он почти втрое легче железа. Его получают, сплавляя алюминий с небольшими добавками меди, магния, марганца, кремния и железа.

studfiles.net

Физические параметры алюминиевых сплавов

Перечислим физические свойства нескольких сплавов на основе алюминия:

  • Соединение АД1 – технически чистое вещество, в котором присутствует 0,7% примесей. Добавки увеличивают устойчивость к воздействию внешних факторов, уменьшают пластичность и электропроводность вещества. Технический алюминий устойчив к химическому воздействию, превосходит по этим параметрам другие вещества. На поверхности материала присутствует тонкая оксидная прослойка. Низкое содержание примесей положительно воздействует на устойчивость к коррозии. Магний и марганец не изменяют эти свойства. Правка методом растяжения – заключительная процедура обработки детали из вещества марки АД1. Для этого используются роликоправильные машины. Марганец и магний помогают создавать крепкие детали, но уменьшает их пластичность.
  • Марка АМц устойчива к коррозии. Детали прекрасно поддаются обработке газовой, аргонной, атомно-водородной и контактной сваркой. Материал прекрасно деформируется при любой температуре. После термообработки прочность не повышается. Изготавливаются детали в отожженном или горячем прессованном виде.
  • AMr3, Amr2. Такие соединения не ржавеют, хорошо подвергаются обработке точечной, газовой, роликовой сваркой. После горячей деформации охладить сплав алюминия можно на воздухе. После термообработки характеристики прочности не повышаются. При изготовлении деталей используют два режима термообработки: низкий 273-350 градусов и высокий 360-420 градусов.
  • АД31 отличается пластичностью, хорошей устойчивостью к окислению. После сварки материал не становится более подверженным ржавчине. Прочность повышается после термообработки.

Литейные алюминиево-магниевые сплавы

Алюминиевые сплавы подразделяются на деформируемые и литейные. Легирующие элементы и в деформируемых, и в литейный одни и те же, но в деформируемых сплавах их содержание намного меньше.

Литейные алюминиевые сплавы

Основными легирующими элементами литейных алюминиевых сплавов являются магний, медь и кремний. Они дают качественное изменение природы алюминиевых сплавов. В сплавах Al-Cu, Al-Mg и Al-Mg-Si образуются интерметаллиды, а сплавах Al-Si — эвтектика. Интерметаллиды, особенно в сочетании с эвтектикой, дают возможность применения различных методов термического упрочнения. Другие легирующие элементы — вспомогательные и модифицирующие — применяют в значительно меньших количествах для улучшения заданных механических и физических свойств сплавов.

Сплавы алюминий-магний

Алюминиево-магниевые сплавы являются однофазными бинарными сплавами с уровнем прочности от среднего до высокого и хорошими вязкими свойствами. То, что они являются однофазными, означает, что они не способны повышать свою прочность в результате термической обработки.

Главная особенность этих Al-Mg сплавов состоит в их высокой коррозионной стойкости, в том числе, в морской воде и морской атмосфере. Самая высокая коррозионная стойкость достигается при минимуме примесей – и твердых, и газообразных. Поэтому эти сплавы изготавливают из высококачественных металлов и с особенной тщательностью при его выплавке и разливке. Эти сплавы хорошо свариваются и часто применяются в строительстве для декоративной отделки. Алюминиево-магниевые сплавы легко обрабатываются резанием и имеют привлекательный вид после анодирования.

Сплавы трудные для литья

По сравнению с алюминиево-кремниевыми сплавами все сплавы алюминия с магнием имеют значительно больше проблем при разливке. Они требуют более тщательного проектирования литейных форм и более высокие градиенты температур при затвердевании для получения хороших отливок.

При литье этих сплавов нужно учитывать их повышенную склонность к окислению при плавлении. Это важно еще и потому, что для многих изделий из этих сплавов требуется высокое качество поверхности и дефекты, связанные с оксидами, крайне нежелательны.

Влияние примесей

  • Медь и никель снижают сопротивление коррозии, а также пластичность.
  • Железо, кремний и марганец снижают прочность и пластичность.
  • Олово снижает сопротивление коррозии.

Литейные сплавы серии 5хх.х

В американской и международной классификации алюминиево-магниевые литейные сплавы образуют серию сплавов 5хх.х. Три из них представлены ниже.

Литейный алюминиевый сплав 514.0

Формула сплава: 4Mg

Химический состав:
  • медь: 0,15 % макс;
  • магний: 3,5-4,5 %;
  • марганец: 0,35 % макс.;
  • кремний: 0,35 % макс.;
  • железо: 0,50 % макс.
  • цинк: 0,15 % макс.;
  • титан: 0,25 % макс.;
  • другие: каждый 0,05 %, сумма 0,15 % макс.;
  • алюминий: остальное.
Типичные механические свойства (в состоянии поставки):
  • прочность на растяжение: 145 МПа;
  • предел текучести: 95 МПа;
  • относительное удлинение: 3 %;
  • коэффициент Пуассона: 0,33;
  • модуль упругости: 71,0 ГПа.
Физические свойства:
  • плотность: 2,65 г/см3;
  • температура ликвидус: 630 ºС;
  • температура солидус: 585 ºС.
Технологические свойства:
  • температура плавления: от 675 до 815 ºС;
  • температура разливки: от 675 до 790 ºС;
  • сплав для сварки – 4043.

Литейный алюминиевый сплав 518.0

Формула сплава: 8Mg

Химический состав:
  • медь: 0,25 % макс;
  • магний: 7,5-8,5 %;
  • марганец: 0,35 % макс.;
  • кремний: 0,35 % макс.;
  • железо: 1,8 % макс.;
  • никель: 0,15 % макс.;
  • цинк: 0,15 % макс.;
  • олово: 0,15 % макс.;
  • другие: сумма 0,25 % макс.;
  • алюминий: остальное.
Типичные механические свойства (в состоянии поставки):
  • прочность на растяжение: 310 МПа;
  • предел текучести: 190 МПа;
  • относительное удлинение: 5-8 %.
Физические свойства:
  • плотность: 2,57 г/см3;
  • температура ликвидус: 620 ºС;
  • температура солидус: 535 ºС.

Литейный алюминиевый сплав 520.0

Формула сплава: 10Mg

Химический состав:
  • медь: 0,25 % макс;
  • магний: 9,5-10,6 %;
  • марганец: 0,15 % макс.;
  • кремний: 0,25 % макс.;
  • железо: 0,30 % макс.;
  • цинк: 0,15 % макс.;
  • титан: 0,25 % макс.;
  • другие: каждый 0,05 %, сумма 0,15 % макс.;
  • алюминий: остальное.
Типичные механические свойства (в состоянии поставки):
  • прочность на растяжение: 330 МПа;
  • предел текучести: 180 МПа;
  • относительное удлинение: 16 %.
Физические свойства:
  • плотность: 2,57 г/см3;
  • температура ликвидус: 605 ºС;
  • температура солидус: 450 ºС.


Слитки магния для легирования алюминиевых сплавов

Магний — брат алюминия

Магний во многом похож на алюминий. Плотность магния при 20 °C составляет 1,74 г/см³ — он плавает в жидком алюминии (плотность жидкого алюминия — 2,4 г/см³). Температуры плавления алюминия и магния почти одинаковые: у магния — 650 °C, у алюминия 99,5 % — 657 °C. Поэтому магний прямо загружают в плавильную печь, в отличие, например, от кремния. Чистый кремний имеет высокую температуру плавления, 1415 °C. По этой причине кремний вводят в алюминиевый расплав обычно в составе силумина с содержанием кремния около 12 %. Такой эвтектический алюминиевый сплав Al-Si плавятся при температуре всего лишь около 577 °C.


Фазовая диаграмма алюминий-магний

Источник: Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1996

aluminium-guide.ru

Достоинства и недостатки

Как и любой сплав, дюралюминий Д16Т имеет сильные и слабые стороны. Среди основных преимуществ этого металла стоит выделить:

  • гибкость и пластичность;
  • механическую прочность в результате термоупрочения;
  • разнообразие видов обработки;
  • широкий сортамент изготавливаемого проката;
  • малый удельный вес.

К незначительным минусам следует отнести:

  • небольшую подверженность ржавлению;
  • слабую способность к сварке.

Магний против алюминия, или почему Samsung Galaxy S7, сделанный из магния, будет потрясающим

И вот снова это время года – время распространения слухов, спекуляций, оценок и предсказаний, касающихся того, какой будет следующая модель Samsung Galaxy. И слухи, вращающихся вокруг январского анонса Samsung Galaxy S7, уже работают на полную катушку. Насколько потрясающим будет телефон? Будут ли у него радикально улучшенные характеристики? Как это будет сделано? Будет ли он способен стрелять лазерными лучами и проектировать голограммы в воздухе? Эти вопросы сейчас у многих в голове. На них мы попробуем ответить с помощью нашей богатой коллекции слухов о Samsung Galaxy S7.

Samsung Galaxy S7

Среди множества слухов о Galaxy S7 есть один, который говорит о том, что следующий флагман от Samsung будет немного отличаться с точки зрения дизайна. Новая модель будет сделана из стекла и металла, как и Galaxy S6. Но для внешней рамки телефона вместо алюминия будет использован магниевый сплав. Материал, вероятно, будет использован и внутри устройства, как часть его внутренней структуры. Если это окажется правдой, то будет просто потрясающе, и для этого есть несколько причин, о которых мы расскажем дальше.

Содержимое статьи

Итак, что такое магний?

Магний – щёлочноземельный металл с атомным номером 12. Это блестящий серый твёрдый с многочисленными свойствами часто используют в тех случаях, когда требуется сияющий, прочный материал. Однако, сам по себе магний точно не подходит для использования в потребительских продуктах, так как он очень реактивный. Мы не хотим, чтобы наши гаджеты легко поддавались коррозии или внезапно воспламенялись, не так ли? Именно поэтому для создания различных наиболее практичных сплавов магний смешивают с другими элементами, в том числе с алюминием или цинком. Например, корпус некоторых премиум-ноутбуков, цифровых камер, и даже некоторых сотовых телефонов изготовлен из магниевого сплава. Детали, сделанные из такого сплава, также используются в конструкциях самолётов, ракет, высокопроизводительных и других машин, где снижение веса имеет важное значение.

Магний

Почему же магниевые сплавы лучше алюминиевых?

Есть несколько различий между магниевыми сплавами и алюминиевыми. Начнём с того, что первые более лёгкие. Корпус Galaxy S6, например, выполнен из 6013 алюминиевого сплава, который имеет плотность 2,71 г/см³ (0,0979 фунта/дюйм³). Плотность 7000-серии алюминия, используемого в iPhone 6s ещё больше. Для сравнения, магниевые сплавы имеют плотность около 1,8 г/см³ (0,065 фунта/дюйм³). Эти запутанные цифры означают, что магниевые сплавы примерно на 33% легче, чем алюминиевые аналоги. Это в значительной степени влияет на общий вес продукта, которым мы пользуемся. Большинство из нас не против более лёгкого Galaxy S7, не так ли?

Несмотря на то что магниевые сплавы легче, они похожи на (если не лучше, чем) алюминиевые с точки зрения механических характеристик. Они могут быть такими же прочными и долговечными. Они также хорошо рассеивают тепло. Такие сплавы очень хорошо переносят вибрации и удары. Они имеют меньшее влияние на передачу радиоволн. В дополнение ко всему этому, легче сделать структурные элементы, такие как корпус телефона или рамку, из магниевых сплавов, так как они имеют благоприятные механические свойства и низкую точку плавления.

Если магниевые сплавы такие потрясающие, где же они были все это время?

Камера Samsung NX1 имеет корпус, выполненный из магниевого сплава

Исторически, алюминий быстрее набрал популярность, так как этот металл отлично подходит для всего, от банки для газировки до автомобильных двигателей. Он был лёгким, прочным, подходящим для переработки, а усовершенствованные технологии сделали его ещё и дешёвым. Применение магния для коммерческих целей началось намного позже, но сейчас популярность материала находится на подъёме, так как его экономическая эффективность приближается к алюминию. С одной стороны, магниевое сырье по-прежнему намного дороже, чем алюминий, но с другой, машинам легче сделать его сплав, поэтому он экономически эффективен, как и алюминий.

Свойства литейных алюминиевых сплавов и области их применения.

Свойства литейных алюминиевых сплавов и области их применения.

 

Литейные алюминиевые сплавы имеют ряд особенностей: повышенную жидкотекучесть, обеспечивающую получение тонкостенных и сложных по конфигурации отливок; сравнительно невысокую линейную усадку; пониженную склонность к образованию горячих трещин. Кроме того, алюминиевые сплавы обладают высокой склонностью к окислению, насыщению водородом, что приводит к таким видам брака отливок, как газовая пористость, шлаковые включения и оксидные включения. Поэтому при разработке технологии плавки и изготовлении фасонных отливок любым из способов литья необходимо учитывать особенности отдельных групп алюминиевых сплавов. Наибольшее распространение в промышленности имеют сплавы А1—Si, Al—Si—Mg (АК12, АК9ч, АК9пч, АК7ч, АК7пч, АК8л, АК9, АК7), которые отличаются хорошими технологическими свойствами,

Достоинством сплавов на основе системы Al—Si является повышенная коррозионная стойкость во влажной и морской атмосферах (АК12, АК9ч и АК7ч). Недостатки этих сплавов — повышенная газовая пористость и пониженная жаропрочность. Технология литья этих сплавов более сложная и требует применения операций модифицирования и кристаллизации под давлением в автоклавах. Особенно это относится к сплаву АК9ч. Из сплава АК12 (эвтектический) изготовляют малонагруженные детали (приборов, агрегатов и двигателей, бытовых изделий) литьем в песчаные формы, кокиль, под давлением, в оболочковые формы и по выплавляемым моделям. Получаемые отливки плотны, герметичны, имеют концентрированную усадочную раковину. Доэвтектические силумины (АК9ч, АК7ч, АК7пч, АК8л) несколько уступают по технологическим свойствам эвтектическому сплаву АК12, но имеют более высокие механические свойства за счет образования соединения Mg2Si, которое влияет на прочность сплава. Применяются сплавы в закаленном и искусственно состаренном состояниях. Пониженное содержание кремния позволяет использовать сплавы без модифицирования в тех случаях, когда необходимы повышенные скорости охлаждения — литье под давлением и в кокиль. При литье в песчаные формы и по выплавляемым моделям силумины модифицируют. Сплавы АК7 и АК9 отличаются от сплавов АК9ч и АК7ч повышенным содержанием примесей, но меньшей пластичностью. Поэтому их не рекомендуют для деталей, работающих в условиях повышенных вибраций.

Применяют сплавы АК9ч, АК7ч, АК9, АК7 для наиболее ответственных отливок, сложных и крупногабаритных деталей, работающих при больших нагрузках (картер двигателя внутреннего сгорания), для литья мало и средненагруженных деталей приборов, агрегатов и двигателей, а также для бытовых изделий. Сплавы склонны к взаимодействию с газами и образованию газовой пористости. Герметичные крупногабаритные отливки получают в автоклавах при избыточном давлении или применяют комбинированное рафинирование (фильтрацию, вакуумирование). Сплавы АК7пч, АК9пч упрочняются за счет добавок Fe, Mg, Ti и Be. Сплав АК8л обладает хорошими литейными свойствами, его прочность превосходит прочность других силуминов. Полученные из этого сплава отливки высокогерметичны. Сплав АК8л предназначен для литья сложных по конфигурации корпусных деталей, работающих под высоким давлением (до 45 МПа) и температуре не выше 200 °С.

Сплавы на основе системы Al—Si— Сu (АК5М2, АК5М, АК5Мч, АК5М7, АК6М2, АК8м) содержат кроме кремния и меди магний. Эти сплавы отличаются высокой жаропрочностью (рабочие температуры 250—275 °С), но уступают сплавам А1—Si и Al—Si—Mg по литейным свойствам, коррозионной стойкости и герметичности; не требуют модифицирования и кристаллизации под давлением. Сплав АК5м и АК5Мч обладает более высокой жаропрочностью, чем сплавы АК9пч и А7пч, за счет легирования структуры медью, а сплава АК5Мч— титаном (до 0,15 %). Сплав АК5М в термически обработанном состоянии применяют для литья средненагруженных корпусных деталей, работающих при повышенных температурах и давлениях до 23 МПа, а также при температурах до 250 °С (например, головки цилиндров двигателей воздушного охлаждения, детали агрегатов и т. д.). Сплав АК5М7, обладающий более гетерогенной структурой, чем сплавы и АК5М, изготовляют из вторичных отходов. Химический состав сплава варьируется в широких пределах, поэтому его физико-химические свойства нестабильны. Применяют для литья поршней. Литейные свойства и жаропрочность сплава АК5М7 значительно ниже, чем у поршневых сплавов АК12М2МгН, АК12ММгН и др. Сплавы АК5М2, АК7М2 легируют различными элементами; свойства близки к свойствам сплава АК5М7, применяют для малонагруженных деталей. Сплав АК8М по свойствам аналогичен сплаву АК9ч, но имеет жаропрочность ниже; применяют при литье под давлением.

Прочность сплавов на основе системы Al—Mg (АМг10, АМг10ч, АМг5К, АМг11, АМг6л, АМг6лч, АМ5Мц) с увеличением концентрации магния до 13 % возрастает, но пластичность начинает снижаться при содержании более 11 % Mg; основной упрочняющей фазой является химическое соединение р (Al3Mg2). Для литейных сплавов используют сплавы с содержанием Mg, %: 4,5—7 — сплавы средней прочности, применяемые без термической обработки (АМг5к, АМг6л)

; 9,5—13 — сплавы повышенной прочности, применяемые в закаленном состоянии (АМг10, АМг11). Для улучшения технологических свойств в большинство сплавов вводят до 0,15—0,2 % титана и циркония. Образующиеся на их основе интерметаллиды TiAl3 и ZrAl3 более тугоплавкие, чем основа сплава, и являются модификаторами первого рода. Механические свойства повышаются на 20—30 %. Сплавы системы Al—Mg обладают повышенной склонностью к взаимодействию с газами и к образованию газовой и газоусадочной пористости, а при взаимодействии с азотом и парами воды образуются неметаллические включения и оксидные плены. Плавку сплавов следует проводить под слоем флюса, а если в их состав входит Be, — без флюса. Сплавы АМг10 применяют только в закаленном состоянии. Особенностью сплавов АМг10, АМг10ч является повышенная чувствительность к естественному старению. Поэтому литые детали из этих сплавов можно применять для рабочих температур —60 °С -+80 °С. Детали из сплавов АМг10 применяют в судостроении (в условиях высокой влажности), в летательных аппаратах, где важно значение удельной прочности. Сплавы АМг6л, Амг6лч и АМг5Мц, не содержащие Si, применяют без термической обработки. Механические свойства этих сплавов невысоки, пластичность низкая. Их рекомендуется применять для литья в кокиль и песчаные формы средненагруженных деталей, работающих в коррозионных средах. Сплавы АМг6л и АМг6лч применяются в литом состоянии без термической обработки и в закаленном состоянии. Сплавы АМг6л и АМг6лч в литом состоянии предназначены для изготовления деталей, несущих средние статические и небольшие ударные нагрузки, а в термически обработанном состоянии сплав Амг6лч применяют для изготовления деталей, работающих при средних статических и ударных нагрузках. Сплав АМг5Мц применяют в литом состоянии для изготовления арматуры трубопроводов пресной воды, масляных и топливных систем, а также для деталей судовых механизмов и оборудования. Сплавы АМг5Ки АМг11, содержащие 0,8—1,3 % Si, имеют более высокие литейные свойства, так как кремний увеличивает количество эвтектики, в результате чего: повышается жидко- текучесть и плотность отливок, снижается их склонность к образованию горячих трещин. Рекомендуется применять эти сплавы для литья в кокиль, песчаные формы и, особенно, под давлением. Из сплава АМг5К изготовляют детали морских судов, а также детали, работающие при 180—200 °С (например, головки двигателей воздушного охлаждения).      

Эвтектические специальные силумины (АК12ММгН, АК12М2МгН), обладая хорошими литейными свойствами, отличаются более высокой жаропрочностью, так как содержат 0,8—1,3 % Ni, образующего сложные фазы в виде жесткого каркаса; добавка титана улучшает технологические свойства. Сплавы имеют малую склонность к объемным изменениям в процессе эксплуатации при повышенных температурах; применяются для изготовления поршней; в этом случае отливки используют без закалки. Для снятия внутренних напряжений поршни термически обрабатывают.

Заэвтектический силумин АК21М2Н2,5 имеет хорошую жидкотекучесть, твердость и износостойкость. Структура сплава состоит из первичных кристаллов кремния и эвтектики. Добавки никеля и хрома обеспечивают высокую жаропрочность до 300—320 °С. Применяют сплав для литья поршней и других ответственных деталей, работающих при повышенных температурах.

Цинковый силумин АК7Ц9, содержащий 7—12 % Zn, который хорошо растворим в твердом алюминии, создает растворное упрочнение, что позволяет использовать сплав в литом состоянии (без термической обработки). Сплав АК7Ц9 обладает хорошими технологическими свойствами, способностью сохранять прочность, твердость и сопротивление действию знакопеременных нагрузок после кратковременных и длительных нагревов до температур 300—500 °С. Применяют сплав для литых деталей в моторостроении и других отраслях промышленности. Сплав АК7Ц9 используют при литье в песчано-глинистые формы, кокиль и под давлением. Имеет пониженную коррозионную стойкость и сравнительно высокую плотность.

Высокопрочные алюминиевые сплавы

ArticleNameВысокопрочные алюминиевые сплавыArticleAuthorData

ФГУП ВИАМ, г. Москва, Россия

В. В. Антипов, зам. ген. директора, е-mail: [email protected]
О. Г. Сенаторова, нач. сектора

Е. А. Ткаченко, нач. сектора

Abstract

В статье приведен обзор достижений ФГУП ВИАМ в области высокопрочных сплавов (σв = 500–700 МПа) традиционной системы Al — Zn — Mg — Cu, созданных и освоенных под научным руководством академика И. Н. Фридляндера. Показана важная закономерность изменения комплекса свойств (механических, усталостных и коррозионных) в зависимости от содержания основных легирующих элементов Cu и Zn. Показаны эффективность малых добавок переходных элементов-антирекристаллизаторов, в том числе впервые установленная в мировой практике роль добавки Zr (субструктурное упрочнение, повышение прокаливаемости и пластичности), а также пределы ее содержания для исключения появления избыточных интерметаллидов ZrAl3. Описаны три группы высокопрочных и сверхпрочных алюминиевых сплавов и их применение в летательных аппаратах и атомной технике. К первой группе относятся базовые высокопрочные сплавы типа В95, которые широко используют в современных авиационных конструкциях. В 1970–1980 гг. их свойства (особенно вязкость разрушения и коррозионные свойства) были кардинально улучшены за счет ограничения содержания примесей и введения многоступенчатого старения (Т2, Т3) в соответствии с новой концепцией допускаемого повреждения при проектировании. В настоящее время в авиационных конструкциях (например, для верхней поверхности крыла) осваиваются сверхпрочные (σв = 615 МПа) сплавы типа В96ц-3пч. Более прочный сплав В96ц (σв = 650 МПа) используется для газовых центрифуг в атомной технике. Важную группу составляют высокопрочные ковочные сплавы типа В93 и 1933 с повышенной вязкостью разрушения для внутреннего силового набора (фитингов, лонжеронов и др.).

References

1. Фридляндер И. Н. Высокопрочные деформируемые алюминиевые сплавы. — М. : Оборонгиз, 1960. — 291 с.
2. Фридляндер И. Н., Сенаторова О. Г., Ткаченко Е. А. Высокопрочные сплавы системы Al – Zn – Mg – Cu // Машиностроение. Энциклопедия. Т. 3. Цветные металлы и сплавы. — М. : Машиностроение, 2001. С. 94–128.
3. Фридляндер И. Н. Воспоминания. О создании авиакосмической и атомной техники из алюминиевых сплавов. — М. : Наука, 2005. С. 275.
4. Фридляндер И. Н., Сенаторова О. Г., Ткаченко Е. А., Молостова И. И. Развитие и применение высокопрочных сплавов системы Al – Zn – Mg – Cu для авиакосмической техники // 75 лет ВИАМ. Авиационные материалы и технологии : науч.-техн. сб. — М. : ВИАМ, 2007. С. 155–163.
5. Fridlyander I. N., Senatorova O. G. Development and application of high-strength Al – Zn – Mg – Cu alloys // Proc. of ICAA-5. Grenoble, France, 1996. P. 1813–1818.
6. Tkachenko E. A., Valkov V. J., Baratov V. I., Fridlyander I. N. The Properties and Structure of High-strength Aluminium 1933 Alloy Forgings // Ibid. P. 1819–1823.
7. Семенов А. Е., Корзина Н. С., Соловьева В. В. Интерметаллические соединения в изделиях сплава В96ц // Конструкционные сплавы : сб. № 5. — М. : Металлургия, 1968. С. 225–228.
8. Антипов В. В. Стратегия развития титановых, магниевых, бериллиевых и алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии : науч.-техн. сб. — М. : ВИАМ, 2012. С. 157–166.
9. Антипов В. В., Сенаторова О. Г., Ткаченко Е. А., Вахромов Р. О. Алюминиевые деформируемые сплавы // Там же. С. 167–182.
10. Vakhromov R. O., Antipov V. V., Tkachenko E. A. Research and Development of High-strength of Al – Zn – Mg – Cu Alloys // Proc. of ICAA-13. Pittsburg, USA, 2012. P. 1515–1520.

Сплавы алюминия

Получение сплавов на основе алюминия предусматривает его легирование. Это обобщающий термин, объединяющий ряд технологических операций, предусматривающих внесение в расплав иных элементов (присадки, добавки) с целью улучшения свойств базового материала. Они выполняются на различных этапах производства сплавов.

Алюминиевые сплавы

Эта продукция в России выпускается на основании положений нормативов 1583-93, 4784-2019. Последний документ гармонизирован с основными международными стандартами, касающимися подобных сплавов: 209-2007 (ISO), 573-3-2013 (EN).

Основная классификация делит все алюминиевые сплавы на три группы по такому критерию, как способ производства:

  • деформируемые;
  • литейные;
  • спечные.

Каждая из них, в свою очередь, подразделяется на две подгруппы:

  • прошедшие упрочнение термообработкой;
  • не упрочняемые.

Легирование позволяет придать конечному материалу высокую жаропрочность, твёрдость, повысить прочностные показатели, изменить иные физические или химические свойства исходного металла.

Чтобы добиться упомянутых свойств, в исходный алюминий вводятся различные легирующие элементы.

Силумин

Кроме чистого Al в качестве исходного сырья при производстве сплавов применяют справ Al+Si, содержание кремния, в котором, может составлять (10-13) %. В него добавляются Ca, Mn, Fe, Ti, общее содержание которых лежит в диапазоне (0,5-1,7) %. Такие сплавы именуются силуминами.

Чтобы изготовить деформируемые сплавы в исходный Al, чаще всего, вводят легирующие элементы, которые в нём растворяются. Их объёмы не должны превышать предела растворимости последних.

Твёрдый раствор деформируемых сплавов, в процессе нагрева для последующей обработки давлением, должен обладать гомогенной структурой. Это обеспечивает max пластичность и min прочность.

Для сплавов рассмотренной группы наиболее востребованными являются такие легирующие элементы, как Mg, Zn, Gu, Mn. В незначительных количествах вводится Ni, Fe, ряд иных элементов.

Дюралюмин

Это сплав Al+Cu. Количество последней может достигать (2,2-7,0) %. В состав также обязательно входят, в незначительных количествах, примеси Fe и Si. Возможно добавление Mn и Mg.

Cu, при комнатной температуре, растворяется в Al в объёме 0,5%. Если t эвтектическая (548°С), объём увеличивается до 5,7%.

Сплавы, содержащие Mg, Mn

Эти добавки для не упрочняемых сплавов на основе алюминия, используются наиболее часто.

Иные легирующие элементы

В число легирующих элементов, позволяющих улучшать исходные характеристики чистого алюминия, могут входить иные легирующие элементы:

  • бериллий – позволяет снизить окисление при высоких температурах;
  • бор – повышает электропроводимость, применяется в качестве рафинирующей добавки;
  • висмут – повышает обрабатываемость сплавов резанием;
  • галлий – в незначительных количествах добавляется в расплавы, из которых, в дальнейшем, производятся расходуемые аноды.

Использование сплавов на основе Al

Значительная часть алюминиевых сплавов характеризуется значительной коррозионной стойкостью к воздействию факторов атмосферного характера, морской воде, различным химически активным веществам, большей части продуктов питания.

Применение сплавов алюминия в машиностроении, судостроении (особенно для выпуска маломерных судов) постоянно растёт. Но главным потребителем является авиастроение.

Сплавы способны длительное время контактировать с различными кладочными и штукатурными растворами, иными строительными смесями. Особенно, если они, в процессе эксплуатации, не подвержены частому намоканию.

Также рекомендуем прочитать:

Плоский алюминиевый лист и его основные свойства.

Многофункциональность рифленого алюминия

Сырье, из которого производится алюминий

Марки алюминиевых сплавов и их применение


Химический состав

СтандартMnCrSiFeCuAlBTiZnZrMgBe
ОСТ 1 90026-80≤0.1≤0.05≤0.1≤0.152-2.6Остаток8-90.1-0.22.3-3
TУ 1-804-106-2012≤0.1≤0.05≤0.2≤0.32-2.6Остаток≤0.005≤0.058-90.1-0.22.3-3≤0.002
ОСТ 1 90048-90≤0.1≤0.05≤0.3≤0.42-2.6Остаток≤0.038-90.1-0.22.3-3
TУ 1-804-088-2012≤0.1≤0.05≤0.2≤0.32-2.6Остаток≤0.038-90.1-0.22.3-3≤0.002

Al — основа. По ОСТ 1 90026-80 химический состав приведен для сплава повышенной чистоты В96Цпч (1960пч). Суммарное содержание прочих примесей ≤ 0,10 %. Содержание каждой в отдельности прочей примеси ≤ 0,050 %. По ОСТ 1 90048-90 химический состав приведен для сплава В96Ц (1960). Массовая доля каждой прочей (не регламентированной) примеси ≤ 0,05 %, суммарная массовая доля прочих примесей ≤ 0,10 %. По ТУ 1-804-106-2012 химический состав приведен для сплава В96Ц (1960). Суммарная массовая доля прочих примесей ≤ 0,10 %. Содержание бериллия и бора не определяется, а гарантируется расчетом. По ТУ 1-804-088-2012 химический состав приведен для сплава В96Ц (1960). Суммарная массовая доля прочих примесей ≤ 0,10 %. Содержание бериллия не определяется, а гарантируется расчетом.

Материал велосипедных рам

Алюминиевые сплавы
Сплав АД33Т1 , закаленный и искусственно состаренный, аналог сплава 6061Т6, который часто используют для изготовления труб и профилей различного сечения. Т1 и Т6 — обозначения режима термообработки. Повышенная пластичность этого сплава позволяет изготавливать трубы сложного профиля и переменной толщины стенки. Пластичность, возможность термоупрочнения, коррозионная стойкость и хорошая свариваемость делают сплав АД33 (или 6061) отличным материалом для изготовления велосипедных рам. Другой сплав 7005 или по ГОСТ—4784-97 сплав , применяемый для изготовления рам, выигрывает по прочности, проигрывая в пластических свойствах при деформации, и требует большей точности режима сварки и последущей термообработки. 7000-я группа сплавов склонна к коррозионому растрескиванию под напряжением, что вынуждает более тщательно защищать раму от коррозии.

Основные методы литья цинка

Конструкционные алюминиевые сплавы дюралюмины

В цветной металлургии применяют несколько технологий получения отливок, и это несколько затрудняет работу технолога в части определения того, каким образом будет изготовлена деталь. Перед тем как сделать окончательный выбор в пользу той или иной технологии необходимо понять следующее:

Метод центробежного литья

  1. Выбранный метод отливки должен гарантировать то, что полученные детали будут полностью отвечать требованиям нормативно-технической и рабочей документации. Все, параметры, заложенные в деталь будут соблюдены, а припуски на механическую обработку не должны превышать норм, определенных в соответствующих стандартах.
  2. Техпроцесс должен обладать соответствующей производительностью и экономичностью.
  3. Использование избранного процесса, должно основываться на эксплуатации существующего оборудования и оснастки.

Метод литья цинка в песчаные формы

Для получения отливок из цинковых сплавов используют следующие основные разновидности литья, при этом надо учитывать их особенности. Например, литье в песчаные или металлические формы – это самый распространенный и, наверное, экономичный вид получения необходимых заготовок. Но необходимо учитывать то, что после литья в песок потребуется проведение дополнительной обработки поверхности, так как ее качество оставляет желать лучшего.В условиях производства небольших партий деталей имеет смысл подумать о литье в кокиль. Но в этом случае препятствием может стать высокая стоимость оснастки.

Центробежное литье

Результатом постоянного совершенствования литейных технологий стало появление машин для выполнения центробежного литья. Принцип этого способа получения отливок прост – расплав подается в формы, вращающиеся вокруг своей оси, под воздействием центробежной силы его «размазывает» по форме и через заранее определенное время будет сформирована готовое изделие. Такая технология позволяет выплавлять изделия без пузырьков воздуха.

Существуют машины горизонтального и вертикального действия. Их применяют для получения отливок с большими размерами. Использование оборудования такого класса оправдано с точки зрения экономики при организации массового производства.

Эта технология позволяет получать пустотелые отливки, при этом нет необходимости в использовании дополнительных приспособлений, например, стержней. Отливка, полученная по такой технологии, имеет плотную и мелкозернистую структуру материала.Вместе с тем оборудование для выполнения работ по этой технологии стоит довольно дорого. Кроме того, в силу ряда причин, в частности, из-за малой податливости формы, возможно, появление дефектов в виде трещин.

Литье под давлением

Литье под давлением цинковых сплавов основано на следующем принципе – расплав подается в форму под воздействием давления от 7 до 700 МПа.

Его уровень зависит от состава сплава и характеристик будущей детали. На существующем оборудовании, возможно, изготовление деталей весом от нескольких грамм до десятков килограмм.Достоинства и недостатки технологии литьяИз множества литьевых технологий для работы с цинковым сплавами применяют следующие

Литье в кокиль

Гарантирует получение заготовок с высоким качеством поверхности, как правило, такие детали не нуждаются в операциях по механической обработке. Но, кокиль, обладает высокой ценой ввиду высокой трудоемкости его получения.

Высокая скорость охлаждения приводит к тому, что снижается текучесть расплава и это может привести к появлению разного рода дефектов. Практическое отсутствие газопроницаемости формы приводит к тому, что газы, образующиеся в процессе литья, остаются в заготовке.Литье цинковых сплавов под давлением позволяет получать сложные изделия с минимизированными размерами стенок. Качество получаемой продукции позволяет избежать дальнейшей мехобработки. Такое литье отличает уровень производительности.Вместе с тем для его обеспечения требуется дорогое оснащение. Кроме этого, существуют ограничения на габаритные размеры отливаемых деталей.

Международная маркировка

Чушки и отливки, предназначенные для отправки за рубеж, маркируются в соответствии с международными стандартами.

В США общественной организацией «American Society for Testing and Materials»

разработана система стандартов ASTM, аналогичная ГОСТ 1583-9. Литейные сплавы маркируются буквой «В», дальше стоит номер, соответствующий марке алюминия. По государственному стандарту металл для литья на основе алюминия маркируется «АА», значение цифровой маркировки:

  • 2ХХХ.0 – алюминий легирован медью;
  • 3ХХХ.0 – кремниевый сплав с магнием или медью;
  • 4ХХХ.0 – добавлен только кремний;
  • 5ХХХ.0 – алюминиево-магниевые системы;
  • 7ХХХ.0 – легирующий компонент цинк.
  • ХХХ – марки сплавов.

В Японии литейные сплавы на основе алюминия маркируются «АС», затем цифры и буквы указывают легирующие компоненты. Тройные кремниево-магниевые системы обозначают 4А, с добавками меди – 8С. Кремниевый алюминий, легированный магнием – 4В, 4С, с добавками никеля – 5А. Алюминиево-магниевые системы – 7В. Металл без термообработки обозначается буквенным символом «F».

В Германии действует система DIN. Сначала указывается метод литья:

  • G – допускается кокильное и в песчаные формы;
  • GK – только в кокиль;
  • GD – подача расплава под давлением.

После указания легирующих компонентов с процентной концентрацией маркируют способ термического упрочнения: «g» соответствует гостовскому обозначению «Т4», «wa» – «Т6». В скобках указаны присутствующие элементы, не являющиеся легирующими.

Во Франции сначала стоит буква «А», затем общепринятые обозначения легирующих добавок с процентным содержанием. Чушки и отливки без термообработки помечаются «Y-30». Закалка и полное искусственное старение обозначается «Y-33», «Y-35» соответствует термообработке, маркируемой «Т7» (закалка со стабилизацией (отпуск с растяжением или сжатием).

По величине интервала концентрации легирующих добавок в России требования мягче.

Виды литейных алюминиевых сплавов

Сплавы цам — состав, свойства и область применения

Все литейные сплавы алюминия можно условно разделить на несколько основных групп:

  1. Высокопрочные и жаропрочные сплавы. Наиболее распространенным материалом из этой группы можно назвать алюминиевый сплав АЛ19. Его легируют путем добавления титана, за счет чего придаются более высокие механические свойства. Добавление легирующих элементов может проводится при низких или комнатных температурах. Жаропрочность определяет то, что механические свойства и линейные размеры остаются неизменными даже при нагреве состава до температуры 350 градусов Цельсия. Сплавы этой группы хорошо свариваются, а также обладают высокой обрабатываемостью. Стоит учитывать, что за счет легирования коррозионная стойкость относительно невысокая. Существенно повысить прочность можно путем закалки или старения. Подобные марки литейных алюминиевых сплавов широко используются при литье крупногабаритных отливок по песчаной форме.
  2. Конструкционные герметичные алюминиевый сплав обладают более высокими литейными свойствами. Распространенные марки: АЛ4 и АЛ9. Также следует отметить достаточно высокую коррозионную стойкость. Стоит учитывать тот момент, что термическая обработка в этом случае не проводится. При закалке или старении эксплуатационные качества не улучшаются. Хороший комплекс технологических свойств определяет популярность алюминиевого сплава.
  3. Коррозионностойкие металлы. К данной группе относится маркировка АЛ27 и АЛ8. Следует учитывать, что подобный тип металла обладает высокой стойкостью к воздействию повышенной влажности. Высокая коррозионная стойкость во многих агрессивных средствах существенно расширяет область применения металла. Кроме этого, структура определяет хорошую свариваемость и обрабатываемость резанием. Однако отметим, что металл обладает низкой жаропрочностью – структура не может выдержать воздействие температуры выше 80 градусов Цельсия. За счет легирования снижаются и литейные свойства. Исключением можно назвать сплав АЛ24, основные свойства которого сохраняются при температуре до 150 градусов Цельсия.

Последняя группа сплавов получила достаточно широкое распространение при изготовлении корпусов и деталей, на которые оказывается воздействие морской воды. Из-за высокой концентрации соли на поверхности довольно часто образуется коррозия.

К литейным сплавам принято относить составы, в которых есть от 10 до 13% кремния. Довольно часто в состав добавляются магний, медь и другие присадки, способные существенно повысить прочность. Также в состав добавляют титан и цирконий. В свою очередь, марганец может существенно повысить антикоррозионные свойства.

Рассматривая маркировку отметим, что для этого применяется обозначение от АЛ2 до АЛ20. Эти материалы сегодня еще называют силуминами. Их химический состав, от которого зависят механические качества, может существенно отличаться. Именно поэтому следует подробно рассматривать состав каждой марки.

Литейный алюминий

Литейные марки алюминия относятся к серии 1хх литейных сплавов по международной классификации алюминия и его сплавов. Хотя часто их называют сплавами (alloys), нет оснований относить их полноправным сплавам: они содержат не менее 99,00 % алюминия и формально не имеют легирующих элементов, однако, в отличие от марок первичного алюминия в них контролируют отношение содержания железа и кремния.

Эти марки-сплавы литейной серии 1хх применяются для отливки роторов электрических двигателей (таблица 6). Роторы обычно отливаются на машинах литья под высоким давлением, которые специально разработаны для этой цели. Типичный алюминиевый ротор показан на рисунке 1. Эти марки литейного алюминия серии 1хх применяются также в некоторых других случаях, которые не требуют сложных форм отливок.

Таблица 6 — «Роторные» марки литейного алюминия [4]

Рисунок 1 — Типичный алюминиевый ротор электрического двигателя [4]

В этих роторные «сплавах» установлены не только пределы чистоты алюминия, но и также отношение содержания железа и кремния. Это обеспечивает образование интерметаллических частиц, которые в меньшей степени, чем другие отрицательно влияют на литейные свойства этих «сплавов», а также на их электрическая проводимость.

Поскольку нелегированный алюминий стоит дешевле, чем роторные сплавы, были попытки заменить их на марки первичного алюминия при изготовлении роторов. Например, слитки первичного алюминия Р1020 имеют ту же чистоту, как и «сплав» 170.2, но без контроля соотношения содержания железа и кремния, а также неконтролируемое содержание титана и ванадия. Опыт показал, что игнорирование этих различий ведет к разбросу характеристик электрической проводимости и низким литейным свойствам алюминия при отливке роторов [5].

Самый чистый «роторный» алюминий (170.1) является самым трудным для литья: он в самой большой степени подвергается усадочному растрескиванию. Наоборот, наименее чистый алюминий 100.1 льется намного легче при минимальном растрескивании . Более чистые марки алюминия, например, 99,80% и 99,85 %, еще более склонны к растрескиванию при их литье, чем марка алюминия 170.1 [4].

Оборудование для литья под давлением

Центральным узлом любого оборудования, предназначенного для литья пластика под давлением, является пресс-форма, от качества которой довольно сильно зависит качество готовой продукции. Кроме пресс-форм требуются также средства подготовки и подачи сырья, подогрева и поддержания температуры, подачи расплава в пресс-форму, постепенного охлаждения пресс-формы, заполненной под давлением исходным материалом, а также средства механизации и автоматизации процесса, облегчающие работу, увеличивающие ее производительность и повышающие качество готовой продукции. В зависимости от конкретных условий, указанный комплект может быть полным, включающим в себя все перечисленное и даже более, или неполным, ограничивающимся пресс-формой и минимумом навесного оборудования.

Надо сказать, соответствующее оборудование (машины для литья под давлением) изготавливается в современном мире самое различное, поэтому познакомиться со всем его многообразием нет никакой возможности. Но, как пример, мы можем рассмотреть чуть подробнее саму процедуру литья под давлением. Упрощенно сам принцип этой технологии выглядит примерно так:

Рисунок: слева – исходный пласт-порошок поступает в цилиндр, справа — процесс прессования.

Порошок полимера (например, полиэтилена) подается через приемный бункер литьевого аппарата в цилиндр, в котором под воздействием подогрева расплавляется. После этого цилиндр примыкает своим соплом к собранной форме, а плунжер от воздействия подаваемого на него давления перемещает расплавленный материал влево (см.рис.), заполняя им полость формы. В итоге объем формы заполняется расплавленным полимером, после чего плунжер убирается в крайнюю правую позицию (см.рис). После этого расплаву дается возможность остыть, тем самым образовав готовое твердое изделие. После достаточного остывания форма разделяется, и из нее вынимается готовое изделие. Далее весь цикл начинается заново.

Таким образом, в данном технологическом процессе можно условно выделить такие фазы:

  1. дозируется исходный материал и далее отмеренная доза загружается в рабочий цилиндр;
  2. плавление исходного материала;
  3. подача (как правило, путем впрыска) расплавленного исходного пластика в сцепленную форму;
  4. выдерживание пластика в форме под давлением в течение необходимого времени;
  5. охлаждение достигшего заданной формы изделия во всем объеме;
  6. разделение формы с удалением из нее уже готового изделия.

Температуру пластикации материала необходимо поддерживать на уровне, превышающем температуру текучести пластика на 10 – 20°С. Если поднять значение температуры еще выше, то уменьшится вязкость расплава, а значит, облегчатся условия формовки изделия, повысится производительность процесса, однако одновременно с этим резко увеличивается и скорость старения пластика, что недопустимо.

Рабочую температуру формы следует держать несколько ниже температуры размягчения пластика, однако слишком заниженное ее значение может стать существенной преградой для нормального заполнения формы во время впрыска расплавленного пластика. Ввиду противоречивости требований выбрать оптимальное значение температуры проще всего экспериментально. Время изготовления готового изделия определяется суммой времен подачи порошка, его плавления, впрыскивания расплавленного материала внутрь полости формы, выдержки заготовки под необходимым давлением, охлаждения.

Выдержка изделия под давлением должна заканчиваться, как только застынет расплав во впускных каналах формы. Требуемая продолжительность времени зависит от свойств конкретного пластика, от температуры расплавленного пластика, от температуры формы, от свойств литниковой системы. Длительность охлаждения зависит от степени нагрева материала и формы, объемом изделия. Именно это время (длительность охлаждения) вносит самый большой вклад в общую длительность цикла.

Наибольшая доля отходов при литье под низким давлением – это пластик, застывший в литниках. Однако все отходы литья, осуществляемого по данной технологии, могут быть использованы повторно.

Примеров подобного оборудования в Интернете можно найти множество в силу распространенности как полиэтилена, так и технологий его получения и применения, например, видео процесса литья под давлением вы можете увидеть ниже.

https://youtube.com/watch?v=iaDOjuoOZxI

Усадка

Для алюминиевых сплавов в зависимости от состава практическая усадка составляет 2-7%. В процессе кристаллизации металла объем алюминиевого литейного сплава уменьшается. Свойство изменения длины связей между молекулами может стать причиной образования поверхностных дефектов – усадочных раковин. Некоторые марки алюминия склонны к образованию макроусадочных углублений, это говорит о значительном фазовом изменении объема. Такие дефекты возникают на отливках из чистого алюминия или гомогенных структурах с небольшим содержанием легирующих добавок.

Раковины способны образоваться внутри отливки, они называются закрытыми. Существенно снижают прочностные свойства металла. Мелкая или микроусадочная пористость не так опасна, она характерна:

  • для пищевых алюминиевых литейных сплавов, используемых при производстве кухонной утвари;
  • многокомпонентные системы с широким интервалом кристаллизации.

Выявляют причины значительной усадки экспериментальным путем по типу затвердевания отливок, насколько равномерно проходит фазовый переход от жидкой фазы к твердой, Усадка при кристаллизации алюминиевого литья составляет 2–7% в зависимости от компонентного состава металла.

Усадка зависит не только от химических свойств сплава, но и от технологии. Раковины нередко образуются под действием собственного веса отливки, если кристаллизация пленки начинается намного раньше затвердевания остального металла. Другие возможные причины дефектов:

  • неправильная набивка полукокильной формы;
  • перегрев изложницы.

Склонность алюминиевого литейного сплава к пористости снижает эксплуатационные свойства готовых отливок. Пористая структура впитывает влагу, повышается риск коррозии. При производстве литых заготовок для нагруженных деталей, работающих в критических условиях, под воздействием запыленности, загазованности, используют сплавы с повышенной жидкотекучестью, небольшой усадкой, устойчивостью к пористости. У таких металлов снижен риск брака.

Влияние легирующих добавок

Металлы в составе композиций улучшают и изменяют физические и химические свойства основного металла. Основной упор делается на повышении механических характеристик. Алюминий улучшает общую структуру, литейные свойства, повышает прочность. Цинк также повышает прочность и способствует уменьшению зерен в отливке. Основная цель введения марганца, кроме увеличения прочности – повышение химической стойкости к воздействию агрессивных сред и снижение вредного влияния примеси железа.

Добавка циркония уменьшает растворимость водорода в расплаве, которая в чистом составе составляет значительную величину. Связывая водород, цирконий также способствует уменьшению пористости и зернистости отливок.

Введение лития в некоторые составы позволяет получить магниевые сплавы с рекордно малой плотностью – в 2 раза меньшей, чем у алюминия, с сохранением высокой прочности и легкости механической обработки. Данные сплавы наиболее широко используются в аэрокосмической промышленности, где снижение общего веса конструкции увеличивает массу полезной нагрузки.

Внешний вид сплавов магния

Некоторые металлы, напротив, нежелательны даже в малых количествах. Так, примеси железа или никеля даже в объеме тысячных долей процента резко снижают коррозионную стойкость сплава. Растворенный водород увеличивает пористость материала, вызывает увеличение зерен, снижая, таким образом, прочность изделия.

Физические свойства

Алюминиевые литейные сплавы характеризуются:

  • невысокой плотностью, металл хорошо аккумулирует тепло;
  • коррозионной стойкостью, на это свойство оказывают влияние легирующие добавки;
  • высокой прочностью, отливка представляет собой монолит, не имеющий внутренних напряжений;
  • твердостью, литье не боится ударной нагрузкой, работает под разнонаправленной динамической, большой статической;
  • податливостью к механической обработке, литые заготовки инструментально доводят до нужной геометрии;
  • мелкозернистостью, однородная структура лучше распределяет воспринимаемые нагрузки, снижает вероятность дефектов на отливках.
  • Оптимальные механические, физические, химические свойства достигаются путем введения легирующих добавок. Сбалансированные составы устойчивы к деформации.

Характеристики и применение

Марка В95 обозначает алюминиевый деформируемый сплав повышенной прочности, который относится к системе Al-Zn-Cu-Mg (дюраль или дюралюминий). Буква «В» обозначает дюраль повышенной прочности, а цифра 95 указывает на процентную чистоту сплава. Химический состав материала согласно ГОСТ 4784-97: Al (алюминий) 86,3-91,5%, Mg (магний) 1,8-2,8%, Fe (железо) до 0,5%, Si (кремний) до 0,5%, Mn (марганец) 0,2-0,6%, Cu (медь) 1,4-2%, Ti (титан) до 0,05%, Zn (цинк) 5-7%, Cr (хром) 0,1-0,25%, Ni (никель) до 0,1%. Отбор и подготовку проб для определения химического состава цветных металлов и сплавов осуществляют по ГОСТ 24231-80.

Физические свойства сплава В95 при температуре 20°С:

  • модуль упругости первого рода 0,74·10-5 МПа;
  • плотность 2850 кг/м³;
  • удельное электросопротивление 54·109 Ом·м.

Дюраль марки В95 отличается максимальной прочностью по сравнению с другими алюминиевыми сплавами, высокой твердостью и вязкостью разрушения. У него средний уровень антикоррозионной стойкости, механической обрабатываемости и свариваемости. Для повышения пластичности металла используется различные методы термической обработки. Дюраль, закаленный и искусственно состаренный на максимальную прочность, маркируется В95Т1. Благодаря методу плакирования устраняется проблема низкой коррозионной стойкости дюралей. Из данного сплава изготавливают высоконагруженные конструкции и детали для авиастроения.

Зарубежные аналоги алюминиевого сплава В95:

  • США — 7075, A97075, AA7075;
  • Германия — 3.4365, AlZnMgCu1.5;
  • Япония — 7075;
  • Франция — 7075, A-Z5GU;
  • Англия — 7075, L95, L96;
  • Евросоюз — ENAW-7075, ENAW-AlZn5.5MgCu;
  • Италия — AiZn5.8MgCuCr, P-AlZn5.8MgCuCr;
  • Польша — AIZn6Mg2Cu;
  • Чехия — 424222;
  • Австрия — AIZn6Mg2Cu1.5, AlZnMgCu1.5;
  • Швейцария — AlZnMgCu.

Первичный алюминий

Марки алюминия в ГОСТ 11069

Главным показателем чистоты первичного алюминия является содержание железа и кремния (таблица 1):

  • Первичный алюминий технической чистоты, который получают электролизом из криолитно-глиноземного расплава. Он содержит от 99,85% алюминия (до 0,08% железа и 0,06% кремния) до 99,0% алюминия (до 0,50% железа и 0,50% кремния).
  • Алюминий высокой чистоты, который получают путем электролитического рафинирования алюминия технической чистоты. Он содержит от 99,995% алюминия (до 0,0015% железа и 0,0015% кремния) до 99,95% алюминия (до 0,030% железа и 0,030% кремния).

Особо чистый алюминий получают путем применения сложных методов очистки, например, зонной очистки. Он имеет чистоту не менее 99,999% (общее содержание всех примесей не превышает 0,001%).

Таблица 1 — Химический состав марок первичного алюминия по ГОСТ 11069

Для первичного алюминия, который применяется для производства сплавов, кроме общего содержания примесей важную роль часто играет также соотношение содержания железа и кремния. Это соотношение примесей влияет, в частности, на склонность к горячему растрескиванию первичного алюминия, а также марок и сплавов, изготовленных на его основе. Отношение содержания железа и кремния зависит от исходного сырья и технологии производства первичного алюминия.

Два способа способа обозначения первичного алюминия

Известно, что все производство первичного алюминия основано на процессе Холла-Эру. Главными примесями выплавленного первичного алюминия являются железо и кремний. Кроме того, в первичном алюминии обычно присутствуют второстепенные примеси, такие как, цинк, галлий, титан и ванадий. Обычно в международной практике главным критерием, который характеризует химический состав и ценность первичного алюминия, является минимальное содержание в нем чистого алюминия. Однако в Соединенных Штатах более важным критерием, который отражает ценность первичного алюминия, считается содержание в нем железа и кремния. Этот подход установила американская Алюминиевая Ассоциация.

Поэтому марки нелегированного алюминия могут обозначаться двумя способами:

  • по минимальному содержанию чистого алюминия, например, Al 99,70 % или
  • по максимальному содержанию кремния и железа – в виде Pхххх.

За буквой Р следуют цифры, которые указывают на максимальное содержание кремния и железа, например:

  • Р1020 – это нелегированный первичный алюминий – марка первичного алюминия, содержащая не более 0,10% кремния и не более 0,20% железа.
  • Р0506 – это марка первичного алюминия, содержащая не более 0,05% кремния и не более 0,06% железа.

Марки алюминия в EN 576 и ISO 115

Эти два различных подхода к оценке свойств первичного алюминия отражены в европейском стандарте EN 576:2004. Этот стандарт устанавливает требования к химическому составу различных марок первичного алюминия как в соответствии с международным подходом, так и — с американским подходом. Положения стандарта EN 576 в целом совпадают с положениями аналогичного международного стандарта ISO 115:2003.

Таблица 2 отражает международный подход, таблица 3 – подход американской Алюминиевой Ассоциации.

Таблица 2 – Нелегированный алюминий с установленным минимальным содержанием алюминия – Химический состав: максимальное содержание в процентах по массе

Таблица 3– Нелегированный алюминий без установленного минимального содержания алюминия — Химический состав: максимальное содержание в процентах по массе

Обозначение марок алюминия в таблице 2 имеет «американский» вид: состоит из четырех цифр, перед которыми стоит буква Р, а после них – буква, обозначающая серию, например, Р1020А:

  • Первые две цифры, ХХ, указывают на две цифры после запятой в максимальном содержании кремния: 0,ХХ.
  • Последние две цифры, YY, указывают на две цифры после запятой в максимальном содержании железа: 0,YY.
  • Для базовых марок за четырьмя цифрами следует буква А.

Вариации базовых марок алюминия, то есть имеющие такие же пределы содержания для кремния и железа, но различные пределы содержания для других элементов, обозначаются путем замены буквы А на другую букву, начиная с В, но кроме I, О и Q.

Марки алюминия на LME

Стандартной маркой первичного алюминия, которая является предметом международной торговли, в том числе, на Лондонской бирже металлов (LME) является марка алюминия с чистотой 99,70% [3]. Это эквивалент американской марки первичного алюминия P1020. Эта марка алюминия обеспечивает максимальное содержание железа в металле 0,20% и максимальное содержание кремния 0,10% (то есть 10 сотых частей кремния , 20 сотых частей железа, отсюда – Р1020).

Читать также: Чем очистить руки от клея супер момент

Металл с более низким содержанием алюминия, например, 99,50%, считается продукцией более низкого качества и обычно продается со скидкой. Этот металл может быть переплавлен и смешан на литейном производстве с более высокосортным металлом, чтобы получить слитки, которые соответствуют требованиям LME или готовую литейную продукцию. Основными примесями при получении более высокосортного металла являются железо и кремний. Повышение содержания алюминия выше 99,70% означает в основном пропорциональное снижение содержания железа и кремния, тогда как содержание других примесей остается практически неизменным [3].

Цинковый сплав в бижутерии вреден ли

Своим внешним видом такие ювелирные изделия напоминают благородные металлы, поэтому широкое применение они нашли в ювелирной промышленности. Их часто применяют для изготовления бижутерии. Украшения, сделанные из цинковых сплавов, смотрятся достаточно дорого, при этом, благодаря легкости обработки, просты в изготовлении.

Наиболее часто в производстве бижутерии используется латунь или томпак (золотистая латунь), он меньше подвержен воздействию коррозии, поэтому используется в процессе изготовления более дорогих украшений. Украшения из сплава меди и цинка с добавлением алюминия внешне очень похожи на серебряные.

Цинковый сплав ржавеет или нет

Для предотвращения возникновения ржавчины бижутерию с содержанием цинка обрабатывают специальным защитным составом, и такие украшения могут прослужить достаточно долго.

Темнеет или нет

Правда цинк, взаимодействуя с атмосферным кислородом и различными бытовыми жидкостями, включая воду, подвержен окислению даже при нормальных температурах, что способствует потемнению изделий из цинкового сплава. Такие украшения могут оставлять следы на одежде и коже, поэтому за ними нужен дополнительный уход.

Так же для предотвращения окисления на изделия из цинка некоторые производители гальваническим методом наносят напыление золота или серебра, но такая обработка значительно увеличивает стоимость украшений.

Месторождения цинка достаточно распространены на земле, и несмотря на его малое содержание в руде и сложность его очищения от примесей, получаемый из нее цинк и его сплавы с другими металлами находят все большее применение в различных отраслях промышленности.

Давайте разберемся подробнее, какие сплавы используются в бижутерии. При изготовлении используется целый ряд сплавов различных металлов с добавлениями тех или иных компонентов, все такие сплавы, как правило, обозначаются

. В современных ювелирных сплавах уже не используется никель — ведь именно его высокое содержание в сплаве, из которого изготовлено украшение, или покрытие из никеля вызывают аллергию. Рассмотрим же поподробнее, из чего именно сделаны прекрасные
серьги, колье, браслеты, кольца, подвески, каффы
и другие чудесные украшения и бижутерия, которые вы можете купить в нашем магазине.

Вторая часть нашего рассказа о ювелирных сплавах, которые используются для изготовления ювелирных украшений и бижутерии, которые можно купить в нашем магазине, посвящена сплавам на основе цинка. Чаще всего производители указывают в качестве материала «цинковый сплав». Один из самых распространенных сплавов подобного рода — латунь. Это сочетание цинка и меди с добавлением других металлов и компонентов. Иногда в качестве отдельного ювелирного сплава выделяют такую разновидность латуни, как томпак — этот сплав очень пластичен и не подвержен коррозии, благодаря чему очень популярен для изготовления .

Также термином «цинковый сплав» производители украшений и бижутерии обозначают сочетание цинка, алюминия и меди

. Часто этот сплав своим внешним видом имитирует серебро, поэтому и находит такое широкое применение в изготовлении украшений и бижутерии, которые сочетают в себе прекрасный дизайн и доступную стоимость.

Бижутерный сплав

— макроскопически однородный металлический материал, состоящий из смеси двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Как правило это
олово, никель, латунь, медь и др. металлы.

Общее представление о распространенных алюминиевых сплавах серии

Чистый алюминий редко используется в обычных промышленных целях. Обычно его сплавляют с другими металлами. Выбор добавок зависит от конечного предполагаемого использования продукта. В центре знаний ЭСАБ мы наткнулись на очень интересный текст под названием: «Как и почему легирующие элементы добавляются в алюминий». ESAB выделяет различные марки легированного алюминия, которые можно использовать для достижения наилучших результатов в соответствии с вашей производственной целью.

Свяжитесь со специалистом по лазерам

Рассмотрим серии сплавов, их характеристики и проблемы, возникающие при сварке этих сплавов. Имея более точную информацию о составе используемых сплавов, вы сможете добиться наилучших результатов. Это одна из причин, по которой сегодня компании стремятся обеспечить прослеживаемость своих производственных материалов. Они могут быть уверены, что у них есть именно те материалы, которые они ищут. Таким образом, мы изготавливаем лучшие продукты из подходящих материалов, отвечающих вашим производственным целям.

Алюминиевые сплавы группируются в серии в зависимости от состава их материала. Ниже приведено описание 7 серий, их различных составов и особенностей.

Серия 1000

Это самая чистая форма алюминия, она содержит 99,00% алюминия или более. Чистый алюминий довольно легкий и гибкий по сравнению с другими металлами.

Серия 2000

Алюминий этой серии легирован медью. Он может содержать от 2 до 10% меди.Медь добавляется к алюминию, чтобы сделать его более твердым, менее пластичным и снизить коррозионную стойкость. Сварка алюминия этой серии очень сложна из-за его склонности к растрескиванию.

Серия 3000

Серия 3000 изготовлена ​​из алюминия с добавлением марганца. Основным преимуществом которых является повышение прочности и деформационного упрочнения. Он сохраняет свою прочность при высокой температуре и не влияет на коррозионную стойкость чистого алюминия.

Серия 4000

Добавление кремния к алюминию снижает его температуру плавления и повышает пластичность.Он не подвергается термической обработке, за исключением случаев, когда добавляется магний, который затем превращает его в сплав серии 6000. Эти характеристики делают его идеальным сплавом для литья под давлением.

Серия 5000

При добавлении магния в алюминий значительно повышается его прочность. Он также затвердевает при деформации. Это делает его более подходящим для листов и плит.

Серия 6000

Серия 6000 включает как магний, так и кремний.Обладает повышенной пластичностью и поддается термообработке. Эти характеристики делают его идеальным для алюминиевых профилей.

Серия 7000

Алюминий и цинк являются основой этой серии. При добавлении к алюминию различных количеств цинка, магния и/или меди в результате получается алюминиевый сплав с повышенной прочностью. Этот сплав обычно не сваривается плавлением.

Прочие легирующие элементы

Существуют и другие элементы, которые в сочетании с алюминием обеспечивают желаемые характеристики.Например, в алюминий серии 1000 иногда добавляют железо, чтобы сделать его немного прочнее. Никель часто добавляют в алюминий серий 2000 и 6000, чтобы сделать его прочнее и повысить его прочность при высоких температурах. Хром используется в алюминиево-магниевых сплавах для предотвращения рекристаллизации, а в других сплавах — для уменьшения склонности к растрескиванию при сварке. Титан содержится в наполнителе сварного шва как способ улучшить структуру сварного шва. Литий повысит прочность алюминия, уменьшит старение и плотность.Свинец и висмут используются для улучшения обрабатываемости.

Заключение

Все эти сплавы практически невозможно идентифицировать невооруженным глазом. Любой, кто хочет сделать высококачественный сварной шов, должен знать природу свариваемых сплавов. Само собой разумеется, что решения по определению природы присадочного материала, принятые на основе недостаточной информации, скорее всего, не улучшат качество сварного шва. Поэтому часто важно знать точный состав материалов, с которыми вы работаете.Вот почему прослеживаемость является важным рыночным требованием для многих производителей. Laserax производит решения для лазерной маркировки, которые обеспечивают возможность отслеживания алюминия от литейного цеха до конечного потребителя. Посетите другие наши записи в блоге или обратитесь к одному из наших экспертов за дополнительной информацией об отслеживаемости алюминия.

 

 

Свяжитесь со специалистом по лазерам

Источники:

 

 

Знакомство с различными типами алюминиевых сплавов

Часто выбираемый из-за соотношения веса и прочности, алюминий является одним из самых распространенных и универсальных металлов, используемых в производстве.В большинстве производственных применений выбираются различные типы алюминиевых сплавов, потому что их свойства хорошо подходят для производственного процесса или конечного использования компонента или конструкции. Алюминиевые сплавы производятся путем добавления таких элементов, как цинк, медь, магний, марганец, железо и кремний, к чистому алюминию для улучшения его характеристик, главным образом за счет увеличения прочности. Процент легирующих элементов, добавляемых к чистому алюминию, влияет на свойства получаемого материала. Некоторые алюминиевые сплавы могут содержать до 15% легирующих элементов по весу.

Стандартный метод определения различных типов алюминиевых сплавов

Существует множество различных типов алюминиевых сплавов. Стандартный четырехзначный номер используется для различения различных сплавов на основе легирующих элементов. На данный момент мы сосредоточимся на первой цифре, которая идентифицирует серию или тип сплава, характеризуемого его основными легирующими элементами.

 

  • В серии 2— в качестве основного легирующего элемента используется медь .Его можно подвергнуть термической обработке для повышения прочности и ударной вязкости. Хотя медь улучшает обрабатываемость сплава, она снижает коррозионную стойкость по сравнению с другими алюминиевыми сплавами. Алюминий 2024 — широко используемый авиационный сплав.
  • В серии 5- в качестве основного легирующего элемента используется магний , хотя во многих других алюминиевых сплавах используется меньшее процентное содержание магния. 5 — сплавы обладают прочностью от умеренной до высокой, хорошей коррозионной стойкостью в морской среде (алюминий 5083) и хорошей свариваемостью.
  • В 6-й серии в качестве основных легирующих элементов используются магний и кремний . Эти сплавы могут подвергаться термообработке на твердый раствор для повышения прочности. 6 — сплавы используются при сварке, экструдированных архитектурных элементах (окна и двери), рамах грузовых и морских судов. 6061 является наиболее широко используемым сплавом в этой серии.
  • В серии 7— в качестве основного легирующего элемента используется цинк . Добавление меньшего количества магния также позволяет получить высокопрочный сплав, поддающийся термообработке.В некоторых сплавах 7-й серии также используются небольшие количества элементов меди и хрома. Алюминий 7050 и 7075 широко используется в авиастроении.

Понимание конкретных востребованных алюминиевых сплавов

Среди широкого спектра алюминиевых сплавов 2024, 5083, 6061, 7050 и 7075 часто запрашиваются производителями, производителями и механическими мастерскими в районе залива Сан-Франциско и его окрестностях. В приведенных ниже таблицах представлена ​​дополнительная информация об этих различных типах алюминиевых сплавов, чтобы лучше понять их свойства и конкретные области применения.

Алюминий 2024
Химический состав Свойства Приложения
алюминий 94,7%, медь 4,9%, магний 1,8%, кремний 0,5%, железо 0,5%, марганец 0,9%, хром 0,1%, цинк 0,25%, титан 0,15%. Указаны максимальные проценты; фактические проценты немного различаются в зависимости от производителя. Медь, магний и марганец значительно повышают прочность этого сплава.Однако высокое содержание меди снижает коррозионную стойкость. Этот сплав обладает хорошей устойчивостью к циклической усталости и идеально подходит для конструкций самолетов. У него хорошая обрабатываемость и чистота поверхности, хотя он хуже поддается механической обработке и его труднее сваривать, чем 6061. Он широко используется в аэрокосмических конструкциях, таких как крылья и фюзеляжи, которые испытывают циклические нагрузки, а также в колесах грузовиков, поршнях, червячных передачах, срезных штифтах, блоках гидравлического коллектора, ударных механизмах и компьютерных компонентах.

 

Алюминий 5083
Химический состав Свойства Приложения
алюминий 95,6%, хром 0,25%, медь 0,1%, железо 0,4%, магний 4,9%, марганец 1,0%, кремний 0,4%, титан 0,15%, цинк 0,25%. Указаны максимальные проценты; фактические проценты немного различаются в зависимости от производителя. Он отлично работает в экстремальных условиях, таких как морская вода и агрессивные химикаты. Алюминий 5083 обладает самой высокой прочностью среди нетермообрабатываемых алюминиевых сплавов и сохраняет исключительную прочность после сварки. Не рекомендуется использовать при температуре выше 65°C (145°F). Он широко используется в конструкциях, подверженных постоянным нагрузкам и износу, таких как судостроение, сосуды под давлением, кузова и кузова грузовиков и железнодорожные вагоны.

 

Алюминий 6061
Химический состав Свойства Приложения
алюминий 97.9%, магний 1,2%, кремний 0,80%, медь 0,4%, железо 0,7%, хром 0,35%, цинк 0,25%, титан 0,15%, марганец 0,15%. Указаны максимальные проценты; фактические проценты немного различаются в зависимости от производителя. Алюминий 6061 — один из наиболее часто используемых алюминиевых сплавов; он также известен как «конструкционный алюминий». Он обладает высокой устойчивостью к коррозии, нагрузкам и растрескиванию, хотя обеспечивает среднюю усталостную прочность. Тонкие срезы можно сваривать газовой вольфрамовой дугой; толстые секции можно сваривать с помощью газовой дуги.Остерегайтесь снижения прочности в зоне сварки. Он широко используется в авиационном, морском и электрическом оборудовании и оборудовании, а также в трубопроводах, велосипедных рамах, шарнирных пальцах, тормозных и гидравлических поршнях, клапанах и компонентах клапанов, строительных изделиях, уличной мебели и строительных конструкциях.

 

Алюминий 7050
Химический состав Свойства Приложения
алюминий 90.3%, цинк 6,7%, медь 2,6%, магний 2,6%, железо 0,15%, марганец 0,10%, кремний 0,12%, цирконий 0,12%, титан 0,06%. Указаны максимальные проценты; фактические проценты немного различаются в зависимости от производителя. Алюминий 7050 имеет высокую прочность, высокую усталостную стойкость из сплава цинка. Он также устойчив к коррозионному растрескиванию под напряжением, прочнее сплава 6061 и идеально подходит для толстолистового проката . Избегайте сварки, чтобы предотвратить растрескивание и пористость. Он наиболее широко используется там, где прочность является очень высоким приоритетом, например, в морских, автомобильных и аэрокосмических конструкциях и компонентах, а также в рамах дельтапланов и огнестрельном оружии.

 

Алюминий 7075
Химический состав Свойства Приложения
алюминий 89,0%, цинк 6,2%, магний 2,5%, медь 2,3%, хром 0,23%, цирконий 0,12%. Указаны максимальные проценты; фактические проценты немного различаются в зависимости от производителя. Алюминий 7075 — один из самых прочных алюминиевых сплавов.Он идеально подходит для компонентов и конструкций, подверженных высоким нагрузкам и сильному износу, вызывающему усталость. Содержание меди улучшает обрабатываемость, но снижает коррозионную стойкость. Лучше всего использовать в отраслях, где требуется легкий вес и прочность, например, в аэрокосмической, оборонной, червячных передачах и валах.

Различные типы алюминиевых сплавов доступны на месте

Industrial Metal Service специализируется на поставках алюминия для механических мастерских, производителей и производителей в районе залива Сан-Франциско.Мы также отправляем по всей стране в магазины, у которых нет местного надежного поставщика металла. Мы располагаем обширным ассортиментом алюминиевых сплавов и предлагаем клиентам возможность покупки нового материала, полученного на заводах в США, или проверенных остатков алюминиевого сплава, что обеспечивает значительную экономию по сравнению с покупкой нового материала.

 

Мы можем помочь вам ускорить ваш производственный процесс, предоставив вам алюминиевые сплавы, нарезанные по точным размерам, требуемым для вашего процесса обработки или изготовления, с помощью наших услуг по прецизионной резке по размеру.

Нужна ли вам регулярная поставка алюминиевого сплава для долгосрочных производственных нужд, индивидуальный заказ сплава для специального проекта или заказ в последнюю минуту, чтобы компенсировать некачественный процесс обработки, позвоните нам, и мы будем работать с вами, чтобы удовлетворить ваши потребности. Наш склад в Сан-Хосе, штат Калифорния, открыт с понедельника по пятницу с 7:00 до 16:00 и по субботам с 8:00 до 12:00.
Свяжитесь с нами

Различные марки алюминия и их применение

Какой сорт алюминия следует использовать для вашего проекта? Существует множество различных марок алюминия, и каждый из них имеет свои преимущества.В этой статье мы обсудим различия между алюминием 1100, 6061 и 3003 и дадим некоторые другие рекомендации о том, что использовать для вашего следующего проекта.

Различные марки алюминия

Первое, что вам нужно знать об алюминии, — это различные доступные марки алюминия. Алюминий бывает трех основных типов: 1100, 3003 и 6061. Марка алюминия определяет конечное применение и цену. Например, 1100 является более дешевым материалом, чем 6061, но его нельзя использовать для высокотемпературных изделий, таких как кухонная утварь или крышки кастрюль.

3003 Алюминий

Алюминий

3003 представляет собой чистый алюминий с добавлением марганца для повышения его прочности. Как сплав алюминия, он номинально содержит 1,2% Mn, 0,12% Cu и 98,6% Al. Он легко поддается сварке, имеет относительно низкую стоимость за фунт и может использоваться в большинстве областей применения. Он не обладает коррозионной стойкостью 6061 или 1100, но для некоторых целей является экономичной альтернативой этим сортам.

Алюминий

3003 является наиболее часто используемой формой алюминия.Это сплав общего назначения, который можно использовать для изготовления посуды и крышек кастрюль, но он не выдерживает высоких температур, например, в духовке или на гриле.

6061 Алюминий

Алюминий марки 6061 часто называют «алюминием рабочей лошадки». Обладает гораздо лучшей коррозионной стойкостью, чем сплавы серии 300. К другим преимуществам относятся его высокие термосвариваемые свойства, а также прочность по сравнению со сплавами 250 такой же толщины.

Этот алюминиевый сплав можно использовать для изделий, подверженных высокому уровню износа, таких как водосточные желоба или мебель с открытыми углами.Повышенная прочность также делает его лучшим вариантом для использования в ситуациях с высоким уровнем влажности, поскольку он обладает улучшенной коррозионной стойкостью по сравнению с другими марками.

1100 Алюминий

Это самая чистая форма алюминия, доступная на рынке, так как она производится с минимальной чистотой 99%. Обладает отличной обрабатываемостью и пластичностью. Это делает его отличным выбором для сложных операций формовки. Несмотря на то, что этот металл не затвердевает при обработке или нагревании, как другие металлы, его коррозионная стойкость и свариваемость делают его очень универсальным.Его высокая теплопроводность также дает ему преимущество в приложениях, требующих теплопроводности.

Алюминий 1100 — это универсальный металл, а это значит, что ему можно придавать различные формы и изделия. К ним относятся химическое оборудование, плавники, циферблаты, железнодорожные цистерны и заводские таблички в обрабатывающей промышленности. Этот мягкий, но прочный сплав также используется в таких отраслях, как сантехника и освещение, а также многими другими производителями в различных секторах, от кухонной утвари до заклепок для строительных проектов.

Алюминий — один из самых универсальных металлов на земле. Он имеет широкий спектр применения и является важным строительным материалом, который можно использовать по-разному, от строительства до кухонной утвари. Однако вам нужно найти подходящего поставщика, нужен ли вам алюминий 3003 или любой другой сорт. Для получения дополнительной информации о том, как получить алюминий высочайшего качества, тонкий листовой металл или комбинированные металлы, свяжитесь с отделом продаж тонких металлов сегодня.

Корпорация UACJ, крупная глобальная алюминиевая группа

Автомобили

Типы и области применения алюминиевых сплавов для автомобилей

Для различных конструкционных материалов и панелей кузова

В алюминиевом прокате UACJ используются наши передовые технологии контроля толщины листа и передовые технологии экструзии.Мы предлагаем ассортимент продукции, охватывающий широкий спектр автомобильных материалов, от панелей кузова до деталей интерьера, таких как трубопроводы, и до номерных знаков.
Алюминиевый прокат UACJ производится на наших передовых заводах в соответствии со строгими системами контроля качества и охраны окружающей среды с сертификацией ISO 9001 и ISO 14001, поддерживаемыми нашими передовыми технологиями контроля толщины листа и высококачественной экструзией.

Сплавы серии 1000

Обозначение сплава Особенности Использование в автомобилях
АА * ДЖИС ОАКЖ
1050 1050 А50 Отличная технологичность и обрабатываемость поверхности; самый коррозионностойкий из всех алюминиевых сплавов Теплоизоляторы
1100 1100 А30 Алюминий общего назначения чистотой 99.0% или выше. То же, что и A50, за исключением того, что внешний вид немного белее после анодирования
Теплоизоляторы, номерные знаки
1200 1200 А0 Теплоизоляторы

Серия 2000 Сплавы

Обозначение сплава Особенности Использование в автомобилях
АА * ДЖИС ОАКЖ
2014 2014 14С Коррозионная стойкость ниже из-за относительно более высокого содержания меди, но она обладает высокой прочностью и используется для конструкционных элементов Мотоциклетные рули, ABS
2017 2017 17С Амортизаторы, спицы рулевого колеса, шатуны
2024 2024 24С
2219 2219 Б19С Высокая прочность, отличные низко- и высокотемпературные свойства и свариваемость, но низкая коррозионная стойкость Роторы
CG29 Сплав с более высокой прочностью при повышенных температурах, чем у 2618 Шатуны, поршни
КБ256
КБ156
Бессвинцовые легкообрабатываемые сплавы Клапаны АТ

Серия 3000 Сплавы

Обозначение сплава Особенности Использование в автомобилях
АА * ДЖИС ОАКЖ
3003 3003 303С Приблизительно на 10% прочнее, чем 1100, с хорошей обрабатываемостью и коррозионной стойкостью Трубопровод
3004 3004 604С Прочнее, чем 3003, с превосходной способностью к глубокой вытяжке и хорошей коррозионной стойкостью Решетки капота, теплоизоляторы

Серия 4000 Сплавы

Обозначение сплава Особенности Использование в автомобилях
АА * ДЖИС ОАКЖ
4032 4032 32С Отличная термостойкость и стойкость к истиранию с низким коэффициентом теплового расширения Поршни
СК100 Сплав с превосходной стойкостью к истиранию и ковкостью; сильнее, чем 4032 Корпус гидроусилителя руля, спирали компрессора, толкатели клапанов
СК300 Усиленная версия SC100
ТФ06Б
ТФ08
ТФ10Б
Сплав с превосходной стойкостью к истиранию и ковкостью; сильнее, чем 4032
ТФ12Б Заэвтектический сплав с повышенной ковкостью Роторы компрессора

Серия 5000 Сплавы

.
Обозначение сплава Особенности Использование в автомобилях
АА * ДЖИС ОАКЖ
5052 5052 52С Сплав средней прочности с хорошей коррозионной стойкостью и технологичностью
Также обладает высокой усталостной прочностью
Панели счетчиков, барабаны АКПП, надувные подушки безопасности, крышки
5454 5454 Д54С На 20% прочнее, чем 5052
Хорошая коррозионная стойкость
Колесные диски, элементы подвески
5083 5083 183С
Сплав для использования в сварных конструкциях
Самый прочный из нетермообработанных сплавов
Баки, газовые баллоны
383С Версия 183S
с высокой пластичностью. Также обладает отличными сверхпластическими свойствами
483С
НП5/6
Экструзионная версия сплава 5083 Рельсы для крепления
5182 5182 А82С Почти такой же прочный, как 5083, с хорошей обрабатываемостью и коррозионной стойкостью Пылезащитные чехлы, каркасы сидений, корпуса воздухоочистителей, рессорные листы
ГМ145 Хорошая формуемость и коррозионное растрескивание под напряжением Панели кузова (внутренние)
5154 5154 А154С На 20% прочнее, чем 5052
Хорошая формуемость
Колеса, компоненты днища, компоненты трансмиссии, компоненты подвески
А254С На 20% прочнее, чем 5052
Сплав с хорошей формуемостью и устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением
ГК32 Хорошая формуемость и коррозионное растрескивание под напряжением
5022 ГК45 Высокопрочный сплав с высокой формуемостью для изготовления панелей кузова с низкой устойчивостью к спеканию покрытия Капот двигателя, люк, двери, центральные стойки, масляные поддоны, полы, колесные арки, задние крылья, поперечина, корпуса воздухоочистителей
ГК150 Чуть более прочный сплав, чем GC45 Панели кузова (внутренние)
5110А 5110 257С Высокобелый сплав с прочностью, эквивалентной 3003
Хорошая способность к глубокой вытяжке и коррозионная стойкость
Молдинги, накладки, светоотражающие панели, колпаки фар
5056 5056 356С Нетермообработанный сплав для сварных конструкций с превосходной стойкостью к морской воде Тормозные поршни, топливопроводы, нагнетатели подушек безопасности

Серия 6000 Сплавы

Обозначение сплава Особенности Использование в автомобилях
АА * ДЖИС ОАКЖ
СГ712
ТМ30
Закаливаемый сплав для кузовных панелей Капот двигателя, задние крылья, передние крылья, центральные стойки, колесные арки, люк, двери, поперечины
ТМ66 Закаливаемый сплав для кузовных панелей
Более высокое испытательное напряжение и прочность, чем у SG112, с хорошей формуемостью
6061 6061 61С
161С
Термообработанные, коррозионно-стойкие алюминиевые сплавы АБС, фитинги для антивибрационной резины, колеса, карданные валы, рычаги, тяги, подушки безопасности, балки, ресиверы
561С Рамы силовой установки
6013 СГ210 Высокопрочный алюминиевый сплав для ковки Рычаги подвески
6063 6063 63С
163С
Y63
Типичные сплавы для экструзии.
Меньшая прочность, чем у 6061, но превосходная экструдируемость и возможность изготовления сложных форм
Молдинги, каркасы сидений, борта кузова грузовика, поручни люка, трубопроводы
6005С 6005С 465С
L55
Экструзионный сплав с промежуточной прочностью между 6061 и 6063, с хорошей коррозионной стойкостью и свариваемостью Усиление бампера, боковые пороги, пространственные рамы, кронштейны подвески двигателя, каркасы сидений, ABS, наружные цилиндры амортизаторов
СГ109 Высокопрочный сплав с хорошей изгибаемостью и коррозионной стойкостью
Возможна полая экструзия
Усилитель бампера, распорки
СГ10
СГ310
Самый прочный из алюминиевых сплавов серии 6000 Колеса, карданные валы, рычаги, звенья
ГТ209
КС69С
Бессвинцовые сплавы для механической обработки Клапаны АТ

Серия 7000 Сплавы

Обозначение сплава Особенности Использование в автомобилях
АА * ДЖИС ОАКЖ
7075 7075 75С Типичный высокопрочный сплав для использования в самолетах Петли ремней безопасности, шпульки, натяжители
7178 7178 А78С Самый прочный из всех алюминиевых сплавов
Низкая коррозионная стойкость
Ключи
7003 7003 ЗК60
К73

Экструзионный сплав для сварных конструкций.
Лучшая экструдируемость, чем у 7204

Усиление бампера, ползунки сидений, мотоциклетные рамы, дверные ударные балки, мотоциклетные диски
7204 7204 ЗК141
К70
Сплавы для сварных конструкций
Прочность сварной детали восстанавливается почти до прочности исходного материала за счет естественного старения
Домкраты, компоненты рулевого управления, поперечины, педали тормоза, сердцевины рулевого колеса, облицовка бампера
7204 7204 ЗК147
К70И
Домкраты
ЗК55 Свариваемый сплав, прочнее, чем 7204
Возможна полая экструзия
Усиление бампера, ударные балки, мотоциклетные рамы и диски
7046 ЗК170
7050 7050 ЗГ62 Высокопрочные алюминиевые сплавы Передняя вилка
ЗК88

* AA: Алюминиевая ассоциация (U.ЮАР)

Алюминиевый сплав — Общая информация

Алюминий является самым распространенным металлом в мире и третьим по распространенности элементом, составляющим 8% земной коры. Универсальность алюминия делает его наиболее широко используемым металлом после стали.
Хотя соединения алюминия использовались тысячи лет, металлический алюминий был впервые получен около 170 лет назад.
За 100 лет, прошедших с тех пор, как были произведены первые промышленные количества алюминия, мировой спрос на алюминий вырос примерно до 29 миллионов тонн в год.Около 22 миллионов тонн – это новый алюминий и 7 миллионов тонн – переработанный алюминиевый лом. Использование переработанного алюминия экономически и экологически выгодно. Для производства 1 тонны нового алюминия требуется 14 000 кВтч. И наоборот, для переплавки и переработки одной тонны алюминия требуется всего 5%. Нет никакой разницы в качестве между первичным и переработанным алюминиевыми сплавами.
Чистый алюминий мягкий, пластичный, устойчивый к коррозии и обладает высокой электропроводностью. Он широко используется для фольги и проводящих кабелей, но для обеспечения более высокой прочности, необходимой для других применений, необходимо легирование другими элементами.Алюминий — один из самых легких инженерных металлов, по соотношению прочности к весу превосходящий сталь.
Благодаря использованию различных комбинаций своих преимущественных свойств, таких как прочность, легкость, коррозионная стойкость, способность к переработке и формованию, алюминий используется во все большем количестве приложений. Ассортимент продукции варьируется от конструкционных материалов до тонкой упаковочной пленки.

Недвижимость

Основные преимущества использования алюминия напрямую связаны с его замечательными свойствами.Некоторые из этих свойств описаны в следующих разделах.

Отношение прочности к весу
Алюминий

имеет плотность примерно в три раза меньше плотности стали и преимущественно используется в тех случаях, когда требуется высокая прочность и малый вес. Сюда входят автомобили, в которых малая масса обеспечивает большую грузоподъемность и сниженный расход топлива.

Коррозионная стойкость

Когда поверхность металлического алюминия подвергается воздействию воздуха, практически мгновенно образуется защитное оксидное покрытие.Этот оксидный слой устойчив к коррозии и может быть дополнительно улучшен с помощью обработки поверхности, такой как анодирование.

 

 

 

Электрическая и теплопроводность

Алюминий является отличным проводником как тепла, так и электричества. Большим преимуществом алюминия является то, что проводимость алюминия по весу примерно в два раза выше, чем у меди. Это означает, что алюминий в настоящее время является наиболее часто используемым материалом в крупных линиях электропередачи.

Наилучшей альтернативой меди являются алюминиевые сплавы серии 1000 или 6000. Они могут быть использованы для всех приложений электропроводности, включая бытовую проводку.

Соображения веса означают, что большая часть воздушных линий электропередач высокого напряжения теперь использует алюминий, а не медь. Однако они имеют низкую прочность и должны быть усилены оцинкованной или покрытой алюминием высокопрочной стальной проволокой в ​​каждой пряди.

Свето- и теплоотражательная способность

 

Алюминий

является хорошим отражателем как видимого света, так и тепла, что делает его идеальным материалом для осветительных приборов, тепловых спасательных одеял и архитектурной изоляции.

Токсичность

Алюминий не только не токсичен, но и не выделяет никаких запахов или вредных веществ при контакте с ним. Это делает алюминий пригодным для использования в упаковке чувствительных продуктов, таких как продукты питания или фармацевтические препараты, где используется алюминиевая фольга.

Переработка

Возможность вторичной переработки алюминия не имеет себе равных. При вторичной переработке не происходит ухудшения свойств по сравнению с первичным алюминием.Кроме того, переработка алюминия требует всего около 5 процентов энергии, необходимой для производства первичного металлического алюминия.

 

Сочетание двух замечательных свойств алюминия делает необходимость вторичной переработки металла очевидной. Этим первым из этих факторов является то, что нет никакой разницы между первичным и переработанным алюминием. Второй фактор заключается в том, что переработанный алюминий использует только 5% энергии, необходимой для производства первичного материала.

В настоящее время около 60% металлического алюминия перерабатывается в конце своего жизненного цикла, но этот процент еще можно значительно улучшить.

Производство алюминия

Производство алюминия

 

Алюминий добывается из основной руды, бокситов. Значительные месторождения бокситов находятся по всей Австралии, Карибскому бассейну, Африке, Китаю и Южной Америке. Для добычи бокситов обычно используются открытые методы.

Бокситы очищаются по методу Байера. Этот процесс включает растворение тригидрата алюминия с получением оксида алюминия, а также оксидов железа и титана.Оксиды железа и титана являются побочными продуктами процесса и часто называются «красным шламом». Красный шлам необходимо утилизировать с особым вниманием к экологическим проблемам.

Для производства одной тонны глинозема требуется около двух тонн бокситов.

 

Плавка

Извлечение алюминия из глинозема достигается с помощью электролитического процесса. Используется ячейка или горшок, состоящий из стальной оболочки с футеровкой из углеродистой стали. Эта оболочка образует катод.Расходуемый угольный анод подвешен в жидком криолите (фторид натрия-алюминия), выдержанном внутри электролизера при температуре 950°C. Глинозем растворяют в криолите, пропуская через котел низкое напряжение при высокой силе тока. В результате на катоде осаждается чистый алюминий.

Вопросы окружающей среды

Алюминиевая промышленность очень хорошо осознает воздействие своей деятельности на окружающую среду. Добыча и выплавка алюминия, а также утилизация красного шлама могут оказать серьезное воздействие на окружающую среду, если не будут осуществляться должным образом.

Промышленность гордится своими усилиями и достижениями в реабилитации участков карьеров и восстановлении флоры и фауны на этих участках. Такие усилия были отмечены наградами Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде, и в настоящее время успешно восстанавливается растительность на участках захоронения красного шлама.

Экологические требования к выбросам из электролизера соблюдаются за счет использования специальной системы очистки.

Приложения

Свойства различных алюминиевых сплавов привели к тому, что алюминий стал использоваться в таких различных отраслях, как транспорт, приготовление пищи, производство энергии, упаковка, архитектура и передача электроэнергии.

В зависимости от применения алюминий может использоваться для замены других материалов, таких как медь, сталь, цинк, жесть, нержавеющая сталь, титан, дерево, бумага, бетон и композиты.

Некоторые примеры областей, где используется алюминий, приведены в следующих разделах

 

Упаковка

Коррозионная стойкость и защита от ультрафиолетового излучения в сочетании с сдерживанием влаги и запаха, а также тот факт, что алюминий не токсичен, не выщелачивает и не портит продукты, привели к широкому использованию алюминиевой фольги и листов в упаковке и защите пищевых продуктов.

Чаще всего алюминий используется для упаковки в алюминиевых банках для напитков. Алюминиевые банки в настоящее время составляют около 15% мирового потребления алюминия.

 

Транспорт

После первых дней пилотируемых полетов превосходное соотношение прочности и веса алюминия сделало его основным материалом для изготовления самолетов.

Те же самые свойства алюминия означают, что различные сплавы теперь также используются в пассажирских и грузовых железнодорожных вагонах, коммерческих транспортных средствах, военных транспортных средствах, кораблях и лодках, городских автобусах, велосипедах и все чаще в автомобилях.

Экологичность алюминия в отношении коррозионной стойкости и возможности вторичной переработки способствовала недавнему увеличению спроса на алюминиевые компоненты автомобилей.

 

Морские приложения

Алюминиевые листы и профили

широко используются для надстроек судов. Использование этих материалов позволяет проектировщикам увеличить вышеуказанный размер по ватерлинии судна, не создавая проблем с остойчивостью. Преимущество алюминия в весе позволило морским архитекторам повысить производительность за счет доступной мощности за счет использования алюминия в корпусах судов на воздушной подушке, быстрых многокорпусных катамаранах и глиссирующих судах.

Благодаря меньшему весу и более длительному сроку службы алюминий стал признанным материалом для вертолетных площадок и опорных конструкций вертолетных площадок на морских нефтяных и газовых буровых установках. Те же причины привели к широкому использованию алюминия в лестничных башнях нефтяных вышек и телескопических мостах для персонала.

 

Строительство и архитектура

Применение алюминия в строительстве охватывает широкий спектр областей применения. Области применения включают кровлю, изоляцию из фольги, окна, облицовку, двери, фасады магазинов, балюстрады, архитектурную фурнитуру и водосточные желоба.

Алюминий

также широко используется в виде накладок на пороги и промышленных полов.

 

Фольга

Алюминий

производится в коммерческой фольге толщиной 0,0065 мм (или 6,5 мкм). Материал толще 0,2 мм называется листовым или полосовым.

 

Алюминиевая фольга непроницаема для света, газов, масел и жиров, летучих соединений и паров воды. Эти свойства в сочетании с высокой формуемостью, термо- и морозостойкостью, нетоксичностью, прочностью и отражательной способностью к теплу и свету означают, что алюминиевая фольга используется во многих областях.Эти приложения включают в себя:

~ Фармацевтическая упаковка

~ Защита пищевых продуктов и упаковка

~ Изоляция

~ Электрическое экранирование

~ Ламинаты

 

Другие приложения

Вышеупомянутые приложения составляют примерно 85% ежегодно потребляемого алюминия. Остальные 15 % используются в различных приложениях, включая:

 

~ Лестницы

~ Газовые баллоны высокого давления

~ Спортивные товары

~ Механически обработанные компоненты

~ Дорожные ограждения и знаки

~ Мебель

~ Литографические печатные формы

Совок для алюминиевых сплавов


Алюминий — это универсальный металл, который часто используется в обрабатывающей промышленности.Он легкий, легкодоступный, и его можно чинить, придавая ему различные формы. Но есть определенные приложения, которые требуют другого типа металла, и в этом случае вместо него можно использовать алюминиевый сплав. Итак, что же такое алюминиевый сплав? Чтобы узнать больше об этом металле и его соответствующих свойствах, продолжайте читать.

Алюминиевый сплав

— это тип металла, в котором алюминий является основным металлом. Однако, как и другие сплавы, он имеет по крайней мере еще один вторичный металл. Некоторые из наиболее распространенных вторичных металлов, используемых в производстве алюминиевых сплавов, включают медь, магний, марганец, кремний, олово и цинк.Важно отметить, что вторичный металл напрямую влияет на свойства алюминиевого сплава. Вот почему производителям и потребителям важно выбрать правильный тип. Различные алюминиевые сплавы будут иметь разные свойства в зависимости от того, какой вторичный металл или металлы используются при его производстве.

Итак, как сегодня используется алюминиевый сплав? Существует бесчисленное множество применений этой группы универсальных металлов, одним из наиболее распространенных является аэрокосмическая промышленность. Алюминий сам по себе является невероятно легким металлом, что, безусловно, является привлекательной характеристикой для использования в аэрокосмической отрасли.Однако проблема с чистым алюминием заключается в том, что он слабее многих других, более тяжелых металлов. Это побудило многие компании объединить алюминий со вторичным металлом для достижения таких же (или аналогичных) легких свойств чистого алюминия, но с большей прочностью; таким образом, приводя к алюминиевому сплаву.

Качество алюминиевого сплава также зависит от нескольких факторов, в том числе от того, как он был сделан, кто его сделал, вторичные металлы, используемые в его производстве, и от того, содержит ли он загрязняющие вещества.Алюминиевый сплав более высокого качества должен содержать минимальное количество примесей или вообще не содержать их, что делает его идеальным для использования в аэрокосмической промышленности.

Отличительной характеристикой алюминиевого сплава является наличие белого слоя поверх оксида алюминия. Однако это явление происходит только в том случае, если металл не был защищен анодированием и покраской. Гальваническая коррозия также может возникнуть, когда алюминиевый сплав находится в прямом контакте с другими металлами, которые имеют более положительную коррозию, чем алюминий.

Надеюсь, это поможет вам лучше понять алюминиевый сплав и его свойства.

Ускоренное открытие высокопрочных алюминиевых сплавов с помощью машинного обучения

  • Уильямс, Дж. К. и Старке, Е. А. мл. Прогресс в конструкционных материалах для аэрокосмических систем. Acta Mater. 51 , 5775–5799 (2003 г.).

    КАС Статья Google ученый

  • Танг, Дж., Чжан, Х., Тенг, Дж., Фу, Д. и Цзян, Ф. Влияние содержания цинка на поведение статического разупрочнения и кинетику сплавов Al-Zn-Mg-Cu во время двойной -стадийная горячая деформация. J. Alloys Compd. 806 , 1081–1096 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Соколук, М., Цао, К., Пан, С. и Ли, X. Фазовый контроль с использованием наночастиц для дуговой сварки несвариваемого алюминиевого сплава 7075. Нат. коммун. 10 , 98 (2019).

    Артикул КАС Google ученый

  • Шарма, М. М. Микроструктурные и механические характеристики различных модифицированных сплавов серии 7XXX, полученных напылением. Матер. Характер. 59 , 91–99 (2008).

    КАС Статья Google ученый

  • Liddicoat, P.V. et al. Наноструктурная иерархия повышает прочность алюминиевых сплавов. Нац. коммун. 1 , 1–7 (2010).

    Артикул КАС Google ученый

  • Осамура К. и др. Разработка высокопрочных алюминиевых сплавов методом мезоскопического контроля структуры. Металл. Матер. Транс. А 26 , 1597–1599 (1995).

    Артикул Google ученый

  • Чен К., Лю Х., Чжан З., Ли С. и Тодд Р. И. Улучшение растворения компонентов и механических свойств алюминиевого сплава 7055 путем ступенчатой ​​термообработки. Дж. Матер. Обработать. Технол . 142 , 190–196 (2003).

  • Нин А., Лю З., Пэн Б. и Цзэн С.Перераспределение и переосаждение растворенного атома при регрессии и повторном старении сплавов Al-Zn-Mg-Cu. Пер. Цветные металлы. соц. Китай 17 , 1005–1011 (2007 г.).

    КАС Статья Google ученый

  • Дитта, А., Вей, Л., Сюй, Ю. и Ву, С. Влияние горячей экструзии и оптимальной обработки раствора на микроструктуру и свойства формованного распылением сплава Al-11,3Zn-2,65Mg-1Cu. J. Alloys Compd. 797 , 558–565 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Li, H., Cao, F., Shu, G., Ning, Z. & Sun, J. Эволюция микроструктуры и свойств сплавов Al-Zn-Mg-Cu-Zr, осажденных методом распыления, с добавлением скандия. J. Alloys Compd. 691 , 482–488 (2016).

    Артикул КАС Google ученый

  • Валиев Р.З., Еникеев Н. А., Мурашкин М. Ю., Казыханов В. У., Соваж X. О происхождении чрезвычайно высокой прочности ультрамелкозернистых алюминиевых сплавов, полученных интенсивной пластической деформацией. Скр. Матер. 63 , 949–952 (2010).

    КАС Статья Google ученый

  • Chen, Z., Mo, Y. & Nie, Z. Влияние содержания цинка на микроструктуру и свойства сверхвысокопрочных сплавов Al-Zn-Mg-Cu. Металл.Матер. Транс. А 44 , 3910–3920 (2013).

    КАС Статья Google ученый

  • Донг П., Чен С. и Чен К. Влияние содержания меди на микроструктуру и свойства сверхвысокопрочного сплава Al-9,3Zn-2,4Mg-xCu-Zr. J. Alloys Compd. 788 , 329–337 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Шу, В.Х. и др. Индивидуальное содержание Mg и Cu, влияющее на микроструктуру и механические свойства высокопрочных сплавов Al-Zn-Mg-Cu. Матер. науч. англ. А 657 , 269–283 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Li, Y., Zhang, ZR, Zhao, ZY, Li, H. & Zhuang, L. Влияние основных элементов (Zn, Mg и Cu) на восприимчивость к горячему разрыву во время литья алюминия 7ххх с прямым охлаждением сплавы. Металл.Матер. Транс. А 50 , 3603–3616 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Ин, Д. и др. Влияние микролегирующих добавок Sc и Zr и времени старения при 120 °C на коррозионное поведение сплава Al-Zn-Mg. Коррос. науч. 65 , 288–298 (2012).

    Артикул КАС Google ученый

  • Сяо, Ю. П., Пан, К.Л., Ли, В.Б., Лю, X.Y. и Хе, Ю.Б. Влияние регрессии и повторного старения на коррозионное поведение сплава Al-Zn-Mg-Cu. Матер. Дес. 32 , 2149–2156 (2011).

    КАС Статья Google ученый

  • Цю, Д., Тейлор, Дж. А. и Чжан, М. Х. Понимание совместного отравляющего действия Zr и Ti на измельчение зерна литых алюминиевых сплавов. Металл. Матер. Транс. А 41 , 3412–3421 (2010).

    КАС Статья Google ученый

  • Gao, T., Zhang, Y. & Liu, X. Влияние следов Ti на микроструктуру, старение и механические свойства сплава Al-Zn-Mg-Cu-Zr. Матер. науч. англ. А 598 , 293–298 (2014).

    КАС Статья Google ученый

  • Лю, Дж. и др. Влияние незначительного количества Sc и Zr на поведение при рекристаллизации и механические свойства новых сплавов Al-Zn-Mg-Cu. J. Alloys Compd. 657 , 717–725 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Zhang, X.G., Mei, F.Q., Zhang, H.Y., Wang, S.H. & Hao, H. Влияние добавок Gd и Y на микроструктуру и свойства сплавов Al-Zn-Mg-Cu-Zr. Матер. науч. англ. А 552 , 230–235 (2012).

    КАС Статья Google ученый

  • Чен, К.H., Fang, HC, Zhang, Z., Chen, X. & Liu, G. Влияние добавок Yb, Cr и Zr на рекристаллизацию и коррозионную стойкость сплавов Al–Zn–Mg–Cu. Матер. науч. англ. А 497 , 426–431 (2008).

    Артикул КАС Google ученый

  • Ю. X. X. и др. Характер затвердевания и устранение нерастворенной фазы Al2CuMg во время гомогенизации в сплаве Al-Zn-Mg-Cu, модифицированном церием. Редко встречающийся . 39 , 1279–1287 (2020).

    КАС Статья Google ученый

  • Association, A. Международные обозначения сплавов и пределы химического состава для деформируемого алюминия и деформируемых алюминиевых сплавов 10-12 (Aluminium Association, 2009).

  • Сюэ, Д. и др. Ускоренный поиск материалов с заданными свойствами за счет адаптивного дизайна. Нац. коммун. 7 , 11241 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Балачандран, П.В., Сюэ, Д., Тайлер, Дж., Хогден, Дж. и Лукман, Т. Адаптивные стратегии проектирования материалов с использованием неопределенностей. науч. Респ. 6 , 19660 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Юань, Р. и др. Ускоренное обнаружение больших электронапряжений в пьезоэлектриках на основе BaTiO3 с использованием активного обучения. Доп. Матер. 30 , 1702884 (2018).

    Артикул КАС Google ученый

  • Zhang, Z. et al. Ускоренное открытие механических свойств графена с помощью машинного обучения и высокопроизводительных вычислений. Углерод 148 115–123 (2019).

  • Wen, C. et al. Машинное обучение помогает создавать высокоэнтропийные сплавы с заданными свойствами. Acta Mater. 170 , 109–117 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Zhang, Y. et al. Неконтролируемое открытие твердотельных литий-ионных проводников. Нац. коммун. 10 , 5260 (2019).

    Артикул КАС Google ученый

  • Ван, К., Фу, Х., Цзян, Л., Сюэ, Д. и Се, Дж. Ориентированная на свойства стратегия проектирования высокоэффективных медных сплавов с помощью машинного обучения. NPJ Вычисл. Матер. 5 , 87 (2019).

    Артикул КАС Google ученый

  • Алиреза В. и др. Новый дизайн высокопрочных сплавов серии 7ххх из переработанного алюминия на основе байесовской оптимизации. JOM 70 , 2704–2709 (2018).

    Артикул КАС Google ученый

  • Крайдж, Д. Г. Статистический подход к некоторым основным задачам оценки шахт на Витватерсранде. Дж. Юг. фр. Инст. Мин. Металл. 52 , 119–139 (1951).

    Google ученый

  • Джонс, Д. Р., Шонлау, М. и Уэлч, В. Дж. Эффективная глобальная оптимизация дорогостоящих функций черного ящика. J. Глобальный оптим. 13 , 455–492 (1998).

    Артикул Google ученый

  • Ван Ю., Чен М., Чжоу Ф. и Ма Э. Высокая пластичность при растяжении в наноструктурированном металле. Природа 419 , 912–915 (2002).

    КАС Статья Google ученый

  • Тянь В., Сонгмей Л. И., Лю Дж., Мэй Ю. У. и Юцзе Д. У. Получение бимодальных зернистых сплавов авиационного алюминия 7075 и их коррозионные свойства. Чин. Дж. Аэронавт. 30 , 1777–1788 (2017).

    Артикул Google ученый

  • Чин, Н.К., Лендваи Дж., Пинг Д.Х. и Хоно К. Влияние меди на механические свойства и свойства осаждения сплавов Al-Zn-Mg. J. Alloys Compd. 378 , 52–60 (2004).

    КАС Статья Google ученый

  • Engler, O., Kong, X.W. & Yang, P. Влияние стимулированного частицами зародышеобразования на текстуры рекристаллизации в холоднодеформированных алюминиевых сплавах. Часть I. Экспериментальные наблюдения. Скр. Матер. 37 , 1665–1674 (1997).

    КАС Статья Google ученый

  • Hu, G., Chen, S., Jiang, H., Wang, P. & Chen, K. Влияние RE Ce на микроструктуру и свойства алюминиевого сплава 7A52. Пер. Цветные металлы. соц. Китай 26 , 1372–1382 (2016).

    Google ученый

  • Судзуки А., Шен К. и Ченнималай Кумар Н.Применение вычислительных средств при проектировании сплавов. МИССИС Бык. 44 , 247–251 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Джин Р., Чен В. и Суджанто А. Эффективный алгоритм построения оптимального плана компьютерных экспериментов. Дж. Стат. Строить планы. Вывод. 134 , 268–287 (2005).

    Артикул Google ученый

  • Вольперт, Д.H. & Macready, WG. Никаких бесплатных теорем для оптимизации. IEEE Trans. Эвол. вычисл. 1 , 67–82 (1997).

    Артикул Google ученый

  • Graff, W. R. & Sargent, D. C. Новый травитель для алюминиевых сплавов. Металлография 14 , 69–72 (1981).

    КАС Статья Google ученый

  • Лопхавен, С.N., Nielsen, H.B. & Sondergaard, J. DACE — набор инструментов Matlab для кригинга, версия 2.0. Отчет № IMM-REP-2002-12 (Технический университет Дании, 2002 г.).

  • Симпсон, Т. В., Мори, Т. М., Корте, Дж. Дж. и Мистри, Ф. Метамодели Кригинга для глобальной аппроксимации в междисциплинарной оптимизации проектирования на основе моделирования. AIAA J. 39 , 2233–2241 (2001).

    Артикул Google ученый

  • Мартин, Дж.Д. и Симпсон, Т. В. Использование моделей кригинга для аппроксимации детерминированных компьютерных моделей. AIAA J. 43 , 853–863 (2005).

    Артикул Google ученый

  • Разное
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.