Алюминиевые сплавы и их свойства

Алюминиевые сплавы обладают малой плотностью (2,5 - 3,0 г/см 3 ) в сочетании с достаточно хорошими механическими свойствами и удовлетворительной устойчивостью к окислению. По своим прочностным характеристикам и по износостойкости они уступают сталям, некоторые из них также не обладают хорошей свариваемостью, но многие из них обладают характеристиками, превосходящими чистый алюминий.
Особо выделяются алюминиевые сплавы с повышенной пластичностью, содержащие до 2,8% Mg и до 2,5% Mn - они обладают большей, чем чистый алюминий прочностью, легко поддаются вытяжке, близки по коррозионной стойкости к алюминию.
Дуралюмины - от французского слова dur - твердый, трудный и aluminium - твердый алюминий. Дуралюмины - сплавы на основе алюминия, содержащие:
1,4-13% Cu ,
0,4-2,8% Mg ,
0,2-1,0% Mn ,
иногда 0,5-6,0% Si ,
5-7% Zn ,
0,8-1,8% Fe ,
0,02-0,35% Ti и др.
Дуралюмины - наиболее прочные и наименее коррозионно-стойкие из алюминиевых сплавов. Склонны к межкристаллической коррозии. Для защиты листового дуралюминия от коррозии его поверхность плакируют чистым алюминием. Они не обладают хорошей свариваемостью, но благодаря своим остальным характеристикам применяются везде, где необходима прочность и легкость. Наибольшее применение нашли в авиастроении для изготовления некоторых деталей турбореактивных двигателей.
Магналии - названы так из-за большого содержания в них магния ( Mg ) , сплавы на основе алюминия, содержащие:
5-13% Mg ,
0,2-1,6% Mn ,
иногда 3,5-4,5% Zn ,
1,75-2,25% Ni ,
до 0,15% Be ,
до 0,2% Ti ,
до 0,2% Zr и др.
Магналии отличаются высокой прочностью и устойчивостью к коррозии в пресной и даже морской воде. Магналии также хорошо устойчивы к воздействию азотной кислоты HNO 3 , разбавленной серной кислоты H 2 SO 4 , ортофосфорной кислоты H 3 PO 4 , а также в средах, содержащих SO 2 .
Применяются как конструкционный материал в:
авиастроении;
судостроении;
машиностроении (сварные баки, заклепки, бензопроводы, маслопроводы) ;
для изготовления арматуры строительных сооружений;
для изготовления деталей холодильных установок;
для изготовления декоративных бытовых предметов и др.
При содержании Mg выше 6% магналии склонны к межкристаллической коррозии. Обладают более низкими литейными свойствами, чем силумины .
Силумины - сплавы на основе алюминия с большим содержанием кремния ( Si ) .
В состав силуминов входят:
3-26% Si ,
1-4% Cu ,
0,2-1,3% Mg ,
0,2-0,9% Mn ,
иногда 2-4% Zn ,
0,8-2% Ni ,
0,1-0,4% Cr ,
0,05-0,3% Ti и др.
При своих относительно невысоких прочностных характеристиках силумины обладают наилучшими из всех алюминиевых сплавов литейными свойствами. Они наиболее часто используются там, где необходимо изготовить тонкостенные или сложные по форме детали.
По коррозионной стойкости занимают промежуточное положение между дуралюминами и магналиями.
Нашли свое основное применение в:
авиастроении;
вагоностроении;
автомобилестроении и строительстве сельскохозяйственных машин для изготовления картеров, деталей колес, корпусов и деталей приборов.
Авиали- Авиали обладают высокой коррозионной стойкостью и хорошей коррозионно-механической прочностью в атмосферных условиях и в водных растворах при комнатной температуре.Механические свойства изделий из авиаля зависят от температуры прессования и степени деформации при правке
САП - сплавы, состоящие из Al и 20-22% Al 2 O 3 .
Получают спеканием окисленного алюминиевого порошка. После спекания частицы Al 2 O 3 играют роль упрочнителя.
Прочность данного соединения при комнатной температуре ниже, чем у дуралюминов и магналиев, но при температуре превышающей 200 °С превосходит их.
При этом САП обладают повышенной стойкостью к окислению, поэтому они незаменимы там, где температура эксплуатации превышает 400 °С.

Заключение

Уже сейчас трудно найти отрасль промышленности, где бы не использовался алюминий или его сплавы - от микроэлектроники до тяжёлой металлургии. Это обуславливается хорошими механическими качествами, лёгкостью, малой температурой плавления, что облегчает обработку, высоким внешними качествами, особенно после специальной обработки. Учитывая перечисленные и многие другие физические и химические свойства алюминия, его неисчерпаемое количество в земной коре, можно сказать, что алюминий - один из самых перспективных материалов будущего..

.Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой.

К таким сплавам относятся дюралюмины ( сложные сплавы систем алюминий – медь – магний или алюминий – медь – магний – цинк). Они имеют пониженную коррозионную стойкость, для повышения которой вводится марганец.

Дюралюмины обычно подвергаются закалке с температуры 500^oС и естественному старению. Максимальная прочность достигается через 4…5 суток. Широкое применение дюралюмины находят в авиастроении, автомобилестроении, строительстве.

Высокопрочными стареющими сплавами являются сплавы, которые кроме меди и магния содержат цинк

Ковочные алюминиевые сплавы АК: АК8 применяются для изготовления поковок. Поковки изготавливаются при температуре 380…450^oС, подвергаются закалке от температуры 500…560^oС и старению при 150…165^oС в течение 6…15 часов.

В состав алюминиевых сплавов дополнительно вводят никель, железо, титан, которые повышают температуру рекристаллизации и жаропрочность до 300^oС.

Изготавливают поршни, лопатки и диски осевых компрессоров, турбореактивных двигателей.