Свойства алюминия

Лабораторная работа № 1

Исследование зависимостей «состав – структура – свойства» для сплавов на основе алюминия

Цель работы: изучение микроструктуры и свойств алюминия и его сплавов, установление связи между структурой, свойствами и диаграммой состояния, области применения алюминия и его сплавов.

Приборы и материалы: коллекция протравленных и не травленых микрошлифов алюминия и его сплавов и металлографический микроcкоп МИ-1.

Задания: 1. Ознакомиться с микроструктурой и свойствами алюминия и его сплавов. 2. Изучить основные операции термической обработки алюминиевых сплавов. 3. Изучить влияние естественного старения на свойства и структуру алюминиевых сплавов. 4. Составить отчет о проделанной работе.

Наиболее характерные свойства чистого алюминия – небольшая плотность (g = 2,7) и низкая температура плавления (660°С). По сравнению с железом, у которого g = 7,8, а T_пл = 1535°С, алюминий имеет почти в три раза более низкую плотность, вследствие чего этот металл, а также его сплавы широко применяются там, где малая плотность и большая удельная прочность (s_в/g) играют важную роль. Благодаря более низкой температуре плавления (по сравнению с железом) технология обработки алюминия и его сплавов резко отличается от технологии обработки стали.

Алюминий обладает высокой пластичностью и малой прочностью. Прокатанный и отожженный алюминий высокой чистоты имеет:

s_в = 58 МПа; s_0,2 = 20 МПа; твердость НВ 25;

сужение y = 85%; удлинение d = 40%.

Алюминий кристаллизуется в гранецентрированной решетке. Параметр решетки при 20°С равен 0,404 нм, атомный радиус – 0,143 нм. Алюминий не имеет аллотропических модификаций, обладает высокой теплопроводностью, электропроводностью и очень высокой скрытой теплотой плавления.

Несмотря на большое сродство к кислороду, алюминий весьма слабо подвергается коррозии на воздухе и в некоторых других средах. Это объясняется образованием в начальный момент очень тонкой (толщиной приблизительно 10 нм), плотной окисной пленки Al₂O₃, изолирующей металл от окружающей среды и защищающей его от коррозии. Чем чище алюминий и чем он более свободен от различных примесей, тем выше его коррозионная устойчивость.

Применять алюминий как конструкционный материал из-за низкой прочности нецелесообразно, однако некоторые его свойства – высокая пластичность, коррозионная стойкость и электропроводность – позволяют эффективно использовать его для других целей.

Выделяют три направления применения технического алюминия:

1) высокая пластичность позволяет производить из него глубокую штамповку, прокатку до малой толщины (например, алюминиевая фольга);

2) высокая электропроводность (65% от меди) дает возможность применять алюминий для электротехнических целей (проводниковый металл). Провод из алюминия равной электропроводности легче, чем из меди;

3) высокая коррозионная стойкость позволяет широко использовать его в быту, для транспортировки и хранения продуктов питания.

Дата добавления: 2014-11-29