Алюминий и его сплавы.

Алюминий— металл серебристого цвета, характеризующийся низкой

плотностью (2,7 г/см3), высокой пластичностью (δ = 40%), низкими прочностью

(ση= 80МПа) и твердостью (НВ 25). Температура плавления — 659°С. Обладает

высокой электропроводностью и коррозионной стойкостью. Кристаллизуется в

кубической гранецентрированной решетке и полиморфных превращений не имеет.

Маркируется буквой А. В зависимости от количества примесей различают

алюминий особой чистоты А999 (99,999% А1), высокой чистоты А995, А99, А97 и

технической чистоты А85, А8, А7, А6, А5, АО. Применяется алюминий для

производства фольги, электрических проводов. Как конструкционный материал

используется редко вследствие малой прочности. Сплавы алюминия делятся на

литейные и деформируемые.

Литейные сплавы алюминиямаркируются буквами АЛ и числом,

показывающим условный номер сплава. Чтобы сплав обладал хорошими

литейными свойствами, он должен иметь низкий температурный интервал

кристаллизации. Кроме того, желательно, чтобы он имел низкую температуру

плавления. Этим требованиям удовлетворяют эвтектические сплавы. Наибольшее

распространение получили сплавы алюминия с кремнием, образующие эвтектику

при содержании 11,6% кремния. Эти сплавы называются силуминами.

Широко применяется силумин эвтектического состава АЛ2, содержащий 10-

12% кремния. Он имеет очень хорошие литейные свойства, но малую прочность

(σв= 180 МПа). Уменьшение содержания кремния и добавка меди, магния и

марганца ухудшает литейные свойства силуминов, но улучшает механические.

Кроме силуминов используются литейные сплавы алюминия с медью (АЛ7) и

магнием (АЛ8), не содержащие кремния. Они обладают значительно большей

прочностью, чем силумины, но их литейные свойства хуже.

Деформируемые сплавы алюминияделятся на упрочняемые и не

упрочняемые термической обработкой. К сплавам, не упрочняемым термической

обработкой относятся сплавы алюминия с марганцем (маркируется АМц) и

магнием (маркируются АМг1, АМг7). Эти сплавы имеют низкую прочность, но

высокую пластичность и коррозионную стойкость.

К сплавам, упрочняемым термической обработкой относятся дюралюминий,

ковочные сплавы, высокопрочные сплавы алюминия. Дюралюминий (дуралюмин)

представляет собой сплав алюминия с медью (до 5%), марганцем (до 1,8%) и

магнием (до 0,9%). Маркируется буквой Д и цифрой, показывающей порядковый

номер (Д1, Д16 и др.). Подвергается термической обработке, которая состоит из

закалки от температуры 500°С и естественного старения, заключающегося в

выдержке при комнатной температуре в течение нескольких суток. В результате та-

кой обработки прочность повышается в два раза (с 200-240 МПа до 450-500 МПа), а

пластичность практически не меняется. Достоинством дюралюминия является

высокая удельная прочность (отношение предела прочности к плотности), что

особенно важно в самолетостроении. Дюралюминий выпускается в виде листов и

прутков.

Высокопрочные сплавы алюминия содержат кроме меди и магния

дополнительно цинк (до 10%). Эти сплавы маркируются буквой В (В95, В96).

Подвергаются термообработке, аналогичной термообработке дюралюминия, но

естественное старение заменяется искусственным старением, заключающимся в

выдержке при температуре 120-140°С в течение 16-24ч. В результате предел

прочности доходит до 600-700 МПа.

Ковочные сплавы алюминия предназначены для производства деталей ковкой

и штамповкой. Маркируются буквами АК и числом, показывающим порядковый

номер. По химическому составу близки к дюралюминию (сплав АК1 совпадает по

составу с Д1), иногда отличаясь более высоким содержанием кремния (АК6, АК8).

Подвергаются аналогичной термообработке.

Малая плотность и высокая удельная прочность обусловили широкое

применение алюминиевых сплавов в самолетостроении. Они составляют до 75%

массы пассажирских самолетов. Из дюралюминия изготовляются обшивки,

каркасы, из высокопрочных сплавов — тяжелонагруженные детали, из ковочных —

кованые и штампованные детали (например, лопасти винта).