Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Класифікація алюмінієвих сплавів





 

Для одержання алюмінієвих сплавів із різними властивостями алюміній легують іншими металами, найбільш широко як легуючі еле­менти застосовують кремній, мідь, магній, цинк, марганець, а останнім часом - літій. Як легувальні домішки: титан, берилій, цирконій та ін. Найбільшого поширення набули сплави таких систем:

Al-Cu, Al-Si, Al-Mg, Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Si, Al-Mg-Si, Al-Zn-Mg-Cu.

У рівноважному стані ці сплави являють собою низьколегований твердий розчин та інтерметалідні фази: Al2Cu (θ-фаза);

Mg2Si; Al2CuMg (σ) Al6CuMg4 (τ); Al3Mg2Zn3; Al3Mg2; MgZn (η) та ін.

Сплави алюмінію можна поділити на 3 групи:

- призначені для одержання напівфабрикатів (листів, плит, прутків), а також кувань і штампувань шляхом прокатки, пресування, кування, штампування (деформовані сплави);

- ливарні, призначені для фасонного лиття;

- одержувані методом порошкової металургії спечені алюмінієві порошки (САП) і спечені алюмінієві сплави (САС).

Таблиця 9.2. Склад промислових деформованих алюмінієвих сплавів (інше алюміній, домішки не вказано)

Позначення марок Хімічний склад, %
Літерне Цифрове Алюміній Мідь Магній Марганець Цинк Залізо Кремній Нікель
MM Головний компонент 0,2 0,2...0,5 1,0...1,4 0,1 0,6
Мац « 0,1   0,2 1,0...1,6 0,1 0,7 0,6
АМцС « 0,1   0,05   1,0...1,4   0,1   0,25...0,45   0,15...0,35   —  
Д12 « 0,1   0,8...1,3   1,0...1,5   0,1   0,7   0,7   —  
АМг1 « 0,1   0,7...1,6   0,2   —   0,1   0,10   —  
АМг2 « 0,1   1,8...2,6   0,2...0,6   0,2   0,4   0,4   —  
АМг3С « 0,1   2,7...3,6   0,0...0,6   0,2   0,5   0,5   —  
АМг3 « 0,1   3,2...3,8   0,3...0,6   0,2   0,5   0,5...0,8   —  
АМг4 « 0,1   3,8...4,5   0,5...0,8   0,2   0,4   0,4   —  
АМг4,5 « 0,1   4,0...4,9   0,4...1,0   0,2   0,4   0,4   —  
АМг5 « 0,1   4,8...5,8   0,3... 0,8   0,2   0,5   0,5   —  
АМг6 « 0,1   5,8...6,8   0,5...0,8   0,2   0,4   0,4   —  
АД31 « 0,1   0,4...0,9   0,1   0,2   0,5   0,3...0,7   —  
АД33 « 0,15...0,4   0,8...1,2   0,15   0,25   0,7   0,4...0,8   —  

Продовження табл 9 2



Позначення марок   Хімічний склад, %  
Літерне Цифрове Алюміній Мідь Магній Марганець Цинк Залізо Кремній Нікель
АД35 Головний компонент 0,1 0,8...1,4 0,5...0,9 0,2 0,5 0,8...1,2
АВ « 0,1. 0,5 0,45...0,9 0,15 . 0,35 0,2 0,5 0,05...1,2
Д1 « 3,8. 4,8 0,4 0,8 0,4.. 0,8 0,3 0,7 0,07 0,1
Д16 « 3,8.. 4,9 1,2 1,8 0,3...0,9 0,3 0,5 0,5 0,1
В65 « 3,9. .4,5 0,15...0,3 0,3.. 0,5 0,1 0,2 0,25
Д18 « 2,2...3 0,2.. 0,5 0,2 0,1 0,5 0,5
АК6 « 1,8.. 2,6 0,4.. 0,8 0,4...0,8 0,3 0,7 0,7...1,2 0,1
АК8 « 3,9. 4,8 0,4...0,8 0,4 1,0 0,3 0,7 0,6...1,2 0,1
АК4 « 1,9...2,5 1,4...1,8 0,2 0,3 0,8 1,3 0,5...1,2 0,8...1,3
АК4-1 « 1,9...2,7 1,2.. 1,8 0,2 0,3 0,8...1,4 0,35 0,8...1,4
« 0,1 1,3...1,8 0,2 ..0,6 3,4...4 0,4 0,3
1925С « 0,1 0,8...1,4 0,0...0,5 4,3...5,5 0,4 0,4
« 0,8 1,3...1,8 1,3 . 1,8 0,2...0,7 0,7 0,7
В95 « 1,4.. 2 1,8...2,8 0,2...0,6 5,0...7 0,5 0,5 0,1
АЦпл « 0,025 0,9...1.3 0,3 0,3

 

 

§ 1З. Виробництво алюмінію

1. Алюмінієві руди. Найбільш поширеними алюмінієвими рудами е боксити, каоліни, нефеліни й алуніти, де алюміній міститься у вигляді глинозему Аl2О3 (у бокситах 40…60%, а в решті руд—22…32%).

Виробити чистий алюміній безпосереднім відновленням його з руд неможливо, оскільки домішки відновлюються раніш за нього. Тому у виробництві алюмінію є три самостійних техно­логічних процеси: 1) добування глинозему з алюмінієвих руд; 2) добування первинного алюмінію; 3) рафінування первинного алюмінію.

2. Добування глинозему. Залежно від складу алюмінієвих руд глинозем з них добувають такими способами: лужним, кислотним і електрометалургійним. В найбільш поширені такі способи: сухий лужний (спікання) — для перероблення бокситів з високим вмістом кремнезему й окису заліза; мокрий лужний — для перероблення малокремнезeмистих алюмінієвих руд; електрометалургійний — для перероблення бокситів, які містять у собі до 20% кремнезему.

При сухому і мокрому лужних способах обробляють алюмінієві руди лугами. Глинозем при цьому зв'язується в алюмінат натрію Аl2О3·Na2O. При вилуговуванні алю­мінат натрію переходить у розчин, а окиси і гідроокиси заліза, титану і кремнію випадають в осад. Після відокремлення від осаду розчин алюмінату натрію продувають газом CO2 (сухий спосіб) або піддають гідролізу (мокрий спосіб). У результаті розчин розкладається з виділенням кристалічного осаду—гід­рату окису алюмінію 2А1(ОН)3. Цей осад фільтрують, проми­вають, прожарюють і дістають чистий глинозем:

2Аl (ОН)3 = Αl2O3 + ЗН2O.

При електрометалургійному способі добування глинозему складається з двох стадій: електрометалургійної і хімічної. Перша стадія проходить так: агломерат (боксит, залізну руду, барієві солі і антрацит) розплавляють в електро­печах при температурі 1800°С. Продуктами плавлення є феро­силіцій і шлак у вигляді алюмінатів барію,їх зливають у ківш і витримують до температури твердіння шлаку (близько 1500° С). Потім рідкий феросиліцій випускають з ковша і вико­ристовують у металургійному виробництві, а твердий шлак по­дрібнюють і обробляють содою:

Αl2O3·ВаО + Na2CO3 = Аl2O3·Na2O + ВаСО3.

Утворений алюмінат натрію відомими вже нам способами переробляють у глинозем, а вуглекислий барій використовують Для виготовлення агломерату.

 

 

Рис. 42 Схема електролізної ванни для добу­вання алюмінію.

3. Електроліз глинозему. Первинний алюміній добувають елек­тролізом чистого гли­нозему, розчиненого в розплавленому кріо­літі Na3AlF6. Електро­лізна ванна — електролізер (рис. 42) — має стальний кожух 5, обкладений із середини вогнетривкою цеглою 6. Під ванни і її стінки 7 зроблено з вугляних блоків, до яких підведено катодні шини 8. Над ванною на анод­них шинах 1 підвішено вугляні електроди 2. Тепер найбільше застосовуються ванни з набивними анодами, в яких вугляна маса вміщена в прямокут­ні алюмінієві кожухи.

Перед початком електролізу на під ванни насипають тонкий шар меленого коксу, впритул до поду опускають електроди і вмикають постійний струм. Коли вугляна футеровка ванни на­гріється, у ванну поступово засипають кріоліт і розплавля­ють його, одночасно повільно піднімаючи електроди. Після утворення шару 200...250мм розплавленого кріоліту 10 у ванну завантажують глинозем 3, який і розчиняється в кріоліті. Про­цес електролізу відбувається при температурі 930...950°С. При проходженні струму через електроліт глинозем розкладається і на аноді виділяється кисень, який утворює з вуглецем чадний газ CO, а на катоді—алюміній. Рідкий алюміній 9 нагромад­жується на поді ванни і періодично видаляється сифоном або вакуум-ковшем. На бічній поверхні робочого простору ванни утворюється кірка 4 електроліту, яка захищає футеровку від руйнування під впливом розплавлених фтористих солей і від витікання струму.

В електролізній ванні, де сила струму становить 50000 а, а напруга—5...10 в, виробляють близько 350 кг алюмінію на добу.

4. Рафінування первинного алюмінію. Очищають алюміній від домішок звичайно в закритому ковші продуванням хлору протягом 10…15 хв., при температурі 750…770°С. Після цього його розливають у чушки. Для вироблення алюмінію високої чистоти (до 99,99% ΑΙ) його піддають електролітичному рафі­нуванню, при якому забруднений домішками алюміній є анодом, а чистий алюміній—катодом. Як електроліт використовують рідкі хлористі і фтористі солі.

 





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 2403; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.004 сек.