Алюминий – это металл серебристого цвета. В окружающей среде не встречается. Сплавы на основе алюминия используются повсеместно: в машиностроении, в рамах велосипедов, в бытовых приборах, даже повсюду окружающие нас электрические провода, содержат разные сплавы алюминия. Но следует разделить между собой алюминиевые и дюралевые сплавы, так как они обладают разными характеристиками и свойствами, проходят при изготовлении разную обработку, поэтому используются в разных сферах применения.
Классы алюминиевых сплавов
Алюминиевые сплавы подразделяется на три класса:
- чистые сплавы;
- литейные;
- деформируемые.
Чистые
К сплавам алюминия относится так называемый чистый сплав. Такой алюминий содержит в себе от 98% алюминия, остальные 2% занимают другие металлы. Такой металл обладает низкой прочностью и поэтому используется не везде, имеет ограниченное применение. Чаще всего используется в тех местах, где нужна высокая проводимость электричества или нужна высокая стойкость от ржавчины.
Литейные
Литейные сплавы используются для отливок различных элементов. В составе такой сцепки металлов алюминий занимает от 88%, другие металлы могут занимать до 12%. Литейный сплав обладает хорошим преимуществом – его можно использовать без термических обработок. Литейные сцепки, имеющие хороший химический состав, обладают высокой устойчивостью к нагрузкам и приемлемой пластичностью.
По характеристикам литейные алюминиевые сплавы подразделяются на:
- Силумины.
- С добавлением меди.
- С добавлением магния.
Для начала опишем сплав силумин. В своем составе он содержит большое количество кремния. Возьмем в пример марку силумина АЛ2, которую широко используют на производствах. В своем составе материал содержит от 10 до 13% кремния. Кремний является довольно дешевым продуктом, который хорошо препятствует появлению ржавчины.
Марка АЛ2 не используется для изготовления элементов, которые в будущем будут подвергаться большим нагрузкам. Для повышения выдерживаемой нагрузки в такие марки обычно добавляют магний.
Дальше идут марки с добавлением меди. В пример можно взять сплав АЛ7. Такой вид не подойдет для создания, например, корпуса для машины. Он обладает низкой устойчивостью к ржавчине. Но благодаря добавлению меди сплав имеет высокую прочность и хорошо подойдет для изготовления арматуры.
Теперь разберем марки с добавлением магния. В таком случае возможно комбинирование с добавление титана, бериллия и других металлов. Благодаря своей высокой коррозионной стойкости такой тип сплавов повсеместно используется для построения самолетов и даже кораблей. Марка легко поддается обработке режущими инструментами. Чтобы повысить литейные характеристики, в магниевые марки часто добавляют кремний, но не более 1,5 процентов.
Деформируемые
Деформируемые марки содержат в своем составе от 93% алюминия. В такую сцепку на основе алюминия добавляют до 7% других металлов. Благодаря подбору разного количества других металлов (например, медь, марганец и др.) получаются высокопрочные металлы с хорошей пластичностью. Широко используемым деформируемым сплавом является, так называемый дюралюминий.
Дюралюминий широко используется в производстве. Благодаря набору положительных характеристик его используют для создания проводов, для создания корпусов для самолетов и в других отраслях.
Дюралюминий является сплавом алюминия с медью и некоторыми дополнительными металлами в составе. Как вы уже поняли, дюралюминий обладает высокой популярностью применения в производстве. Данный металл обозначается буквой Д.
Раньше в производстве массово применяли дюралюминий марки Д1. В наше время, данную марку заменили более совершенным с маркировкой Д16. Такой вид алюминия обладает большой прочностью, но не отличается высокой стойкостью против ржавчины. Дюралюминий хорошо поддается сварке, но его не рекомендуется паять из-за вероятности появлений трещин.
Для того, чтобы данная марка без лишних проблем обрабатывалась режущими инструментами, такому сплаву проводят специальную термообработку. Благодаря такой обработке повышаются и другие качества дюралюминия. Например, повышается стойкость к ржавчине.
Деформируемые марки в виде дюралюминия используются для изготовления высококачественных изделий: прутков, листов, труб, профилей и т. д.
Марки алюминиевых сплавов и их характеристики
Марки алюминиевых сплавов различаются более, чем на 10 видов. Разберем несколько таких марок.
А – технический алюминий. В такое комбинирование металлов добавляют до 6% магния. Отличается своей высокой свариваемостью, а также долгое время может сохранять твердость и прочность.
В – высокопрочный алюминиевый сплав. В состав такой марки обычно добавляют медь и магний, благодаря добавлению меди марка и становится высокопрочной, но теряет способность сопротивления ржавчине.
AB – авиаль. В данную марку добавляют магний и кремний. Свое название «Авиаль» он получил из-за того, что его часто используют в строении самолетов. Такой сплав обладает высокой пластичностью. Такую марку используют даже в изготовлении смартфонов.
Еще несколько важных характеристик алюминиевых сплавов
Хороший материал на основе алюминия или дюралюминия должен обладать не только высокой прочностью и эластичностью, но также должен обладать нормальной плотностью, хорошо противостоять ржавчине, а также иметь приемлемую температуру плавления, в зависимости от условий, в которых будет использоваться сплав.
Плотность
Сплавы из алюминия выделяются по нескольким признакам. Первым из этих признаков является плотность. Данный показатель у сплава зависит от того, сколько к алюминию добавили других металлов, то есть железа, меди, магния и др. С уроков физики известно, выше плотность – выше масса. Но при добавлении даже большого количества иных металлов, плотность сильно не меняется и находится в определенных пределах: от 2.65 до 2.85 г/см3.
Температура плавления
Также каждая марка отличается по температуре плавления. Например, возьмем в пример чистоту алюминия 99.97%. Данный сплав обладает температурой плавления 659 градусов. А если к алюминию добавить некоторое количество магния, то температура плавления алюминия будет сильно снижаться до 450-ти градусов. Если же добавить меди, то температура плавления станет выше, вплоть до 548 градусов. Более подробную информацию о температуре плавления отдельных марок можно извлечь из таблиц с температурами плавления для конкретных дюралевых или алюминиевых сплавов.
Сопротивляемость ржавчине
Большинство сплавов на основе алюминия обладают коррозийной стойкостью. Но при добавлении меди – стойкость против ржавчины может полностью исчезнуть. Хорошей коррозионной стойкостью обладают алюминий с добавлением марганца. Если же будущий материал будет иметь постоянный контакт с водой, то здесь в состав вместе с алюминием стоит добавлять магний. Поэтому дюралевые сплавы в данном случае более интересны.