Алюміній і сплави на його основі

Тема 9. КОЛЬОРОВІ МЕТАЛИ ТА СПЛАВИ

У сучасному машинобудуванні та інших галузях промисловості широко використовуються кольорові метали і, особливо, сплави, незважаючи на їх більш високу вартість. Це пов’язано з тим, що вони мають ряд переваг перед сплавами на основі заліза, основними з яких є висока питома міцність і висока корозійна стійкість. Крім того, перехід промисловості на сплави легких металів значно розширює сировинну базу металургії.

У машинобудуванні найбільш широко використовуються сплави на основі алюмінію, міді, магнію і титану.

Алюміній – один з найбільш легких металів. Його атомний номер 13, атомна маса 26,97, кристалічна гратка – гранецентрована кубічна з параметром а =0,4041 нм, густина g=2700 кг/м³, температура плавлення tпл=660^оС; механічні характеристики: границя міцності на розтяг sВ=110 МПа, твердість 25НВ, відносне видовження d=40%. Алюміній – хімічно активний метал, але, внаслідок утворення на поверхні щільної плівки з Al2O3, має високу корозійну стійкість. Він також добре піддається деформуванню і зварюванню.

Сталими домішками в алюмінію є залізо, кремній, мідь, цинк, марганець і деякі інші. В залежності від їх сумарної місткості первинний алюміній поділяють на алюміній особливо чистої, високої і технічної чистоти.

Алюміній особливої чистоти (марка А999) містить 0,001 % домішок, алюміній високої чистоти (А995, А99, А97 і А95) - від 0,005 до 0,05 %, алюміній технічної чистоти (А85, А8, А7, А7Е, А6, А5, А5Е і А0) – від 0,15 до 1,0 %.

Алюміній особливої чистоти застосовують для дослідницьких робіт, у напівпровідниковій і ядерній техніці. У промисловості використовують переважно алюміній високої і технічної чистоти, з якого виготовляють електропроводи, кабелі, конденсатори, фольгу, а найбільше – для виготовлення сплавів. Як конструкційний матеріал, алюміній через його низьку міцність практично не використовують.

У машинобудуванні широко застосовують алюмінієві сплави, які, окрім основного металу і домішок, мають спеціально введені легуючі елементи (мідь, марганець, цинк, літій, нікель і титан), що змінюють структуру і властивості у бажаному напрямі. Ці елементи утворюють з алюмінієм обмежені α-тверді розчини зі змінною розчинністю другого компонента, та інтерметалеві сполуки типу CuAl2 (θ-фаза), Mg2Si (β-фаза), Al3Mg2, Al2CuMg (S-фаза), Al2CuLi, Al2Mg3Zn3 (T-фаза) та інші.

Сплави алюмінію мають високі механічні і технологічні властивості, більшість з них характеризуються високими тепло- і електропровідністю, доброю стійкістю до корозії. Питома міцність деяких із них наближається до високоміцних сталей.

За технологічною ознакою вони поділяються на дві групи:

- сплави, що деформуються (деформівні);

- ливарні сплави.

Дата добавления: 2014-11-29