Алюминий и его сплавы

Дефекты строения реальных кристаллов

Строение реальных кристаллов отличается от идеальных наличием дефектов в правильном расположении атомов, что играет важное, а иногда и решающее влияние на поведение и свойства металлов. Классификация дефектов по размерному признаку состоит из четырех позиций: нульмерные, одномерные, двумерные и объемные.

Нульмерные (точечные) дефекты представляют собой вакансии, межузельные атомы, примесные атомы и др. Размеры точечных дефектов соответствуют приблизительно межатомному расстоянию.

Вакансией называется пустой узел кристаллической решётки; межузельным атомом называется атом, перемещенный из узла в позицию между узлами. Примесные атомы располагаются либо в узлах решетки, либо между узлами, образуя там так называемые твердые растворы замещения или внедрения.

Алюминий —металл серебристого цвета с плотностью 2,7 г/см³ и температурой плавления 660° С; имеет куби­ческую гранецентрированную кристаллическую решетку, не имеет аллотропических превращений. Алюминий характеризуется высокими тепло- и элек­тропроводностью, хорошей коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах. Последнее объясняется спо­собностью алюминия на воздухе покрываться прочной оксидной пленкой А1₂Оз, защищающей металл от даль­нейшего окисления. Алюминий характеризуется высокой пластичностью, хорошо обрабатывается давлением. Ме­ханические свойства прокатанного и отожженного алю­миния высокой чистоты: s_в = 58 МПа; s_0,2 = 20 МПа; d = =40%; y = 85 %; твердость НВ 25.

Благодаря удачному сочетанию физических, химиче­ских, механических и технологических свойств алюминий и его сплавы широко применяют в различных областях народного хозяйства: авиа- и ракетостроении, судостроении, электротехнике, в строительстве, транспортном машиностроении, пищевой промышленности, в металлургии и т.д.

По способу производства изделий алюминиевые спла­вы можно разделить на две группы: деформируе­мые (в том числе спеченные), идущие на изготовление полуфабрикатов — листов, прутков, профилей, поковок путем прокатки, прессования, ковки и т. д., и литейные, предназначенные для фасонного литья.

Деформируемые алюминиевые сплавы по объему про­изводства составляют около 80 %. Деформируемые спла­вы делятся на упрочняемые и неупрочняемые термиче­ской обработкой.

К термически неупрочняемым сплавам относятся сплавы алюминия с марганцем (АМц) и с магнием — магналии (АМг2, АМгЗ, ЛМгб и др.). Сплавы эти обла­дают средней прочностью, хорошей пластичностью и сва­риваемостью, а также высокой коррозионной стойкостью. Они применяются в судо- и авиастроении, в производст­ве сварных емкостей, холодильников и т. д. Механические свойства сплавов АМц следующие: s_в = 130 МПа (в отожженном состоянии) и 220 МПа (в нагартованном); d = 23 и 5% соответственно. Сплав Амг6 в отожженном состоянии имеет s_в = 340 МПа, d = 18%, а в нагартованном — s_в = 400 МПа, d = 10%.

К термически упрочняемым относят следующие алю­миниевые сплавы: на основе системы Al—Cu—Mg (дуралюмины Д1, Д16 и др.; s_в = 410...540 МПа, d = 11...15%); на основе А1—Cu—Mg—Si (авиали типа АВ; s_в = 220МПа, d = 22 %); на основе А1— Cu— Mg—Zn (высокопрочные сплавы В95, В96; s = 550...700 МПа; d = 7....8%); на основе А1—Mg—Ni—Si (жаропрочные сплавы АК4-1, Д20; s = 430 МПа, d = 12 %) н на основе Al—Cu—Mg—Мn (ковочные сплавы AК-6, АК-8; s = 480 МПа, d = 10%) и др.

Наибольшую известность получили дуралюмины. Термическая обработка дуралюминов заключается в за­калке при температуре 500°С с охлаждением в воде и последующим естественным или искусственным старением.

Различают старение искусственное (выдержка при определенной температуре и течение нескольких часов) и естественное (выдержка в течение нескольких суток при комнатной температуре).

Силумины — это литейные сплавы на основе алю­миния, содержащие

кремний и некоторые другие элемен­ты (АЛ2, АЛ4, АЛ9; s_в = 180...260 МПа, d = 14%).

Дата добавления: 2014-01-06