Aplicarea aluminiului și a aliajelor sale. Aplicarea aluminiului

Aluminiul este folosit pentru producerea de produse și aliaje pe baza acestuia.

Alierea este procesul de introducere a elementelor suplimentare în topitură care îmbunătățesc elementele mecanice, fizice și proprietăți chimice materialul principal. Aliarea este un concept general al unui număr de proceduri tehnologice efectuate la diverse etape obţinerea de material metalic în vederea îmbunătăţirii calităţii produselor metalurgice.

Introducerea diverselor elemente de aliereîn aluminiu își schimbă semnificativ proprietățile și uneori îi conferă noi proprietăți specifice.

Rezistența aluminiului pur nu satisface nevoile industriale moderne, prin urmare, pentru fabricarea oricăror produse destinate industriei, nu sunt utilizate aluminiu pur, ci aliajele sale.

Cu diferite dopaje cresc se dobândește rezistența, duritatea, rezistența la căldurăși alte proprietăți. În același timp, apar modificări nedorite: scade inevitabil conductivitate electrică, în multe cazuri se agravează rezistenta la coroziune, aproape întotdeauna crește densitate relativă. Excepție este aliajul cu mangan, care nu numai că nu reduce rezistența la coroziune, dar chiar o crește ușor, și magneziul, care crește și rezistența la coroziune (dacă nu este mai mare de 3%) și reduce densitatea relativă, deoarece este mai ușor. decât aluminiul.

Aliaje de aluminiu

Aliajele de aluminiu sunt împărțite în două grupe în funcție de metoda de fabricare a produselor din acestea:
1) deformabil (au plasticitate ridicată când este încălzit),
2) turnătorie (au fluiditate bună).

Această diviziune reflectă proprietățile tehnologice de bază ale aliajelor. Pentru a obține aceste proprietăți, în aluminiu sunt introduse diferite materiale. elemente de aliereși în cantități inegale.

Materiile prime pentru producerea aliajelor de ambele tipuri sunt nu numai aluminiu pur din punct de vedere tehnic, ci și aliaje duble de aluminiu cu siliciu, care conțin 10-13% Si și diferă ușor unele de altele în cantitatea de impurități de fier, calciu. , titan și mangan. Conținut general impuritățile din ele sunt 0,5-1,7%. Aceste aliaje se numesc silumini. Pentru obținerea aliajelor forjate, în aluminiu se introduc elemente de aliere preponderent solubile în cantități care nu depășesc limita solubilității lor la temperaturi ridicate. Când sunt încălzite sub presiune, aliajele deformabile trebuie să aibă o structură omogenă a soluției solide, care oferă cea mai mare ductilitate și cea mai scăzută rezistență. Acest lucru determină buna lor lucrabilitate sub presiune.

Principalele elemente de aliere din diferite aliaje forjate sunt cupru, magneziu, mangan și zinc, în plus, se introduc în cantități relativ mici siliciul, fierul, nichelul și alte câteva elemente;

Duralumin - aliaje de aluminiu și cupru

Aliajele tipice întăribile sunt duraluminiu - aliaje aluminiu-cupru care conțin impurități permanente de siliciu și fier și pot fi aliate cu magneziu și mangan. Cantitatea de cupru din ele este în intervalul 2,2-7%.

Cuprul se dizolvă în aluminiu într-o cantitate de 0,5% la temperatura camerei și 5,7% la temperatura eutectică de 548 C.

Tratament termic al duraluminului constă din două etape. Este mai întâi încălzit deasupra liniei de solubilitate limită (de obicei la aproximativ 500 C). La această temperatură, structura sa este o soluție solidă omogenă de cupru în aluminiu. Prin întărire, adică răcire rapidă în apă, această structură se fixează la temperatura camerei. În acest caz, soluția devine suprasaturată. In aceasta stare, i.e. în stare întărită, duraluminiul este foarte moale și ductil.

Structura duraluminiului întărit are o stabilitate redusă și chiar și la temperatura camerei apar spontan schimbări în ea. Aceste modificări se rezumă la faptul că atomii de cupru în exces sunt grupați în soluție, dispuși într-o ordine apropiată de cea caracteristică cristalelor compusului chimic CuAl. Compusul chimic nu a fost încă format, cu atât mai puțin separat de soluția solidă, dar din cauza distribuției neuniforme a atomilor în rețeaua cristalină a soluției solide, apar distorsiuni în acesta, care duc la o creștere semnificativă a durității și rezistenței cu o scădere simultană a ductilității aliajului. Procesul de modificare a structurii unui aliaj întărit la temperatura camerei se numește îmbătrânirea naturală.

Îmbătrânirea naturală are loc deosebit de intens în primele ore, dar este complet finalizată, dând aliajului rezistența maximă, după 4-6 zile. Dacă aliajul este încălzit la 100-150 C, atunci îmbătrânire artificială. În acest caz, procesul are loc rapid, dar are loc mai puțină întărire. Acest lucru se explică prin faptul că la o temperatură mai mare, mișcările de difuzie ale atomilor de cupru se produc mai ușor, astfel faza CuAl este complet formată și separată de soluția solidă. Efectul de întărire al fazei rezultate se dovedește a fi mai mic decât efectul de denaturare a rețelei de soluție solidă care apare în timpul îmbătrânirii naturale.

O comparație a rezultatelor îmbătrânirii duraluminului la diferite temperaturi arată că întărirea maximă se obține cu îmbătrânirea naturală timp de patru zile.

Aliaje de aluminiu cu mangan și magneziu

Dintre aliajele de aluminiu care nu se întăresc, aliajele pe bază de Al-Mn și Al-Mg au căpătat cea mai mare importanță.

Mangan și magneziu, ca și cuprul, au solubilitate limitată în aluminiu, care scade odată cu scăderea temperaturii. Cu toate acestea, efectul de întărire în timpul tratamentului termic este mic. Acest lucru este explicat după cum urmează. În timpul procesului de cristalizare în fabricarea aliajelor care conțin până la 1,9% Mn, excesul de mangan eliberat din soluția solidă ar trebui să formeze cu aluminiu un compus chimic Al (MnFe) solubil în acesta, care este insolubil în aluminiu. În consecință, încălzirea ulterioară deasupra liniei de solubilitate limită nu asigură formarea unei soluții solide omogene, aliajul rămâne eterogen, constând dintr-o soluție solidă și particule de Al (MnFe), iar acest lucru duce la imposibilitatea stingerii și îmbătrânirii ulterioare.

În cazul sistemului Al-Mg, motivul lipsei de întărire în timpul tratamentului termic este diferit. Cu un conținut de magneziu de până la 1,4%, întărirea nu poate avea loc, deoarece în aceste limite se dizolvă în aluminiu la temperatura camerei și nu are loc precipitarea fazelor în exces. Cu un continut mai mare de magneziu, intarirea urmata de imbatranire chimica duce la eliberarea unei faze in exces - compusul chimic MgAl.

Cu toate acestea, proprietățile acestui compus sunt astfel încât procesele care preced izolarea lui și apoi incluziunile rezultate nu produc un efect de întărire vizibil. În ciuda acestui fapt, introducerea atât a manganului, cât și a magneziului în aluminiu este benefică. Își măresc rezistența și rezistența la coroziune (cu un conținut de magneziu de cel mult 3%). În plus, aliajele de magneziu sunt mai ușoare decât aluminiul pur.

Alte elemente de aliere

De asemenea, pentru a îmbunătăți unele dintre caracteristicile aluminiului, următoarele sunt utilizate ca elemente de aliere:

Se adaugă beriliu pentru a reduce oxidarea la temperaturi ridicate. Mici adaosuri de beriliu (0,01-0,05%) sunt utilizate în aliajele de turnare de aluminiu pentru a îmbunătăți fluiditatea în producția de piese ale motoarelor cu ardere internă (pistoane și chiulase).

Borul este introdus pentru a crește conductivitatea electrică și ca aditiv de rafinare. Borul este introdus în aliajele de aluminiu utilizate în energia nucleară (cu excepția pieselor de reactor), deoarece absoarbe neutronii, împiedicând răspândirea radiațiilor. Borul este introdus într-o cantitate medie de 0,095-0,1%.

Bismut. Metalele cu puncte de topire scăzute, cum ar fi bismutul, plumbul, staniul, cadmiul sunt introduse în aliajele de aluminiu pentru a îmbunătăți prelucrabilitatea. Aceste elemente formează faze moi, fuzibile, care contribuie la fragilitatea așchiilor și la lubrifierea tăietorului.

La aliaje se adaugă galiu într-o cantitate de 0,01 - 0,1%, din care apoi se realizează anozi consumabili.

Fier. Este introdus în cantități mici (>0,04%) în producția de fire pentru a crește rezistența și a îmbunătăți caracteristicile de fluaj. Fierul reduce, de asemenea, aderența la pereții matrițelor atunci când turnați într-o matriță de răcire.

Indiu. Un adaos de 0,05 - 0,2% întărește aliajele de aluminiu în timpul îmbătrânirii, în special cu conținut scăzut de cupru. Aditivii de indiu sunt utilizați în aliajele pentru rulmenți aluminiu-cadmiu.

Cadmiu. Aproximativ 0,3% cadmiu este introdus pentru a crește rezistența și a îmbunătăți proprietățile de coroziune ale aliajelor.

Calciul conferă plasticitate. Cu un conținut de calciu de 5%, aliajul are efect de superplasticitate.

Siliciul este cel mai folosit aditiv în aliajele de turnătorie. In cantitate de 0,5-4% reduce tendinta de fisurare. Combinația de siliciu și magneziu face posibilă etanșarea la căldură a aliajului.

Staniul îmbunătățește performanța de tăiere.

Titan. Sarcina principală a titanului din aliaje este de a rafina granulele din piese turnate și lingouri, ceea ce crește foarte mult rezistența și uniformitatea proprietăților pe întregul volum.

Aplicarea aliajelor de aluminiu

Majoritatea aliajelor de aluminiu au rezistență ridicată la coroziune în atmosfera naturală, apa de mare, soluții de multe săruri și substanțe chimice și în majoritatea produse alimentare. Această din urmă proprietate, combinată cu faptul că aluminiul nu distruge vitaminele, îi permite să fie utilizat pe scară largă în producția de veselă. Structurile din aliaj de aluminiu sunt adesea folosite în apa de mare. Aluminiul este utilizat în cantități mari în construcții sub formă de panouri de placare, uși, rame de ferestre, cabluri electrice. Aliajele de aluminiu nu sunt supuse coroziunii severe pe o perioadă lungă de timp atunci când sunt în contact cu betonul, mortarul sau tencuiala, mai ales dacă structurile nu sunt umede frecvent. Aluminiul este, de asemenea, utilizat pe scară largă în inginerie mecanică, pentru că are calități fizice bune.

Dar principala industrie care este în prezent pur și simplu de neconceput fără utilizarea aluminiului este, desigur, aviația. În aviație, toate caracteristicile importante ale aluminiului au fost utilizate pe deplin

Aluminiul are o importanță enormă în industrie datorită ductilității sale crescute, nivel înalt conductivitate termică și electrică, coroziune scăzută, deoarece pelicula de Al2O3 formată la suprafață acționează ca un protector împotriva oxidării. Aluminiul produce produse laminate subțiri excelente, folii și profile de orice formă folosind presare și alte tipuri de procesare sub presiune. Este folosit pentru a crea diferite tipuri de fire utilizate în echipamentele electrice.
Aluminiul, ca și fierul, este foarte rar folosit formă pură. Pentru a le oferi calitățile utile dorite, în producție se adaugă cantități mici (nu mai mult de 1%) din alte elemente, numite elemente de aliere. In acest fel se obtin aliaje de fier, aluminiu si alte metale.

Parametrii fizici ai aliajelor de aluminiu

Aliajele de aluminiu au o densitate care diferă ușor de densitatea metalului pur (2,7 g/cm3). Acesta variază de la 2,65 g/cm3 pentru aliajul AMg6 până la 2,85 g/cm3 pentru aliajul V95.
Procedura de aliere nu are aproape niciun efect asupra modulului elastic și modulului de forfecare. De exemplu, modulul de elasticitate al duraluminiului întărit D16T este aproape același cu modulul de elasticitate al metalului pur A5 (E = 7100 kgf/mm2). Cu toate acestea, datorită faptului că fluiditatea maximă a aliajelor este cu câteva unități mai mare decât fluiditatea maximă a aluminiului pur, aliajele de aluminiu pot fi deja folosite ca material structural cu diferite niveluri de încărcare (totul depinde de marca aliajului). și starea acesteia).
Datorită indicelui de densitate scăzut, valorile specifice ale rezistenței maxime, fluidității maxime și modulului elastic (parametrii corespunzători împărțiți la valoarea densității) pentru aliajele puternice de aluminiu pot fi comparate cu aceleași valori specifice pentru oțel și titan. aliaje. Acest lucru face posibil ca aliajele de aluminiu cu rezistență ridicată să concureze cu oțelul și titanul, dar numai până la temperaturi care nu depășesc 200 C.
Cele mai multe aliaje de aluminiu au conductivitate electrică și termică, rezistență la coroziune și sudabilitate mai slabe în comparație cu aluminiul pur.
Se știe că aliajele cu un grad mai mare de aliere se caracterizează printr-o conductivitate electrică și termică semnificativ mai scăzută. Acești indicatori depind direct de starea aliajului.
Cele mai bune proprietăți de coroziune ale aliajelor de aluminiu se observă la aliajele AMts, AMg, AD31, iar cele mai rele sunt observate la aliajele de înaltă rezistență D16, V95, AK. În plus, performanța la coroziune a aliajelor întărite la căldură depinde în mare măsură de regimul de călire și de îmbătrânire. De exemplu, aliajul D16 este cel mai des folosit într-o stare naturală de îmbătrânire. Cu toate acestea, la temperaturi peste 80°C, performanța sa la coroziune este redusă semnificativ și îmbătrânirea artificială este adesea folosită pentru utilizare la temperaturi mai ridicate.
Aliajele AMts și Amg se pretează bine la toate tipurile de sudare. În timpul procesului de sudare a oțelului prelucrat la rece, recoacerea se efectuează în zona cusăturii de sudură, din acest motiv, rezistența cusăturii este egală cu rezistența materialului de bază în starea recoaptă.

Tipuri de aliaje de aluminiu

Astăzi producția de aliaje de aluminiu este foarte dezvoltată. Există două tipuri de aliaje de aluminiu:

• deformabile, din care creează foi, țevi, profile, pachete, ștanțare
• turnătorii din care se efectuează turnarea modelată.

Utilizarea pe scară largă a aliajelor de aluminiu se datorează proprietăților acestora. Astfel de aliaje sunt foarte populare în aviație, automobile, construcții navale și în alte domenii ale economiei naționale.
Aliajele care nu se întăresc Al - Mn (AMts) și Al - Mg (AMg) sunt materiale rezistente la coroziune din care sunt fabricate rezervoarele de gaz, rezervoarele de petrol și corpurile navelor.
Aliajele întăribile Al - Mg - Si (AB, AD31, AD33) sunt folosite pentru a crea pale și piese pentru cabinele elicopterelor și tamburele roților hidroavionului.
Un aliaj de aluminiu și cupru - duraluminiu sau duraluminiu. Aliajul cu siliciu se numește silumin. Un aliaj cu mangan - AMts are o rezistență crescută la coroziune. Elemente precum Ni, Ti, Cr, Fe din aliaj ajută la creșterea rezistenței la căldură a aliajelor, inhibă procesul de difuzie, iar prezența litiului și beriliului crește modulul elastic.
Aliajele de aluminiu rezistente la căldură ale sistemelor Al - Cu - Mn (D20, D21) și Al - Cu - Mg - Fe - Ni (AK - 4 - 1) sunt utilizate pentru a crea pistoane, chiulase, discuri, palete de compresor și alte piese care trebuie să funcționeze la temperaturi de până la 300°C. Rezistența la căldură poate fi obținută prin alierea Ni, Fe, Ti, (D20, D21, AK - 4 - 1).
Aliajele de aluminiu turnat sunt folosite pentru a crea piese turnate. Acestea sunt aliajele Al - Si (siliciu), Al - Cu (duralumin), Al - Mg (Amg). Dintre silumini, merită remarcate aliajele Al - Si (AL - 2), Al - Si - Mg (AL - 4, AL - 9, AL - 34), întărite prin tratament termic. Siluminii se pretează bine la turnare, precum și la tăiere și sudură pot fi, de asemenea, anodizate și chiar impregnate cu lacuri.
Aliaje turnate de înaltă rezistență și rezistente la căldură din Al - Cu - Mn (AL - 19), Al - Cu - Mn - Ni (AL - 33), Al - Si - Cu - Mg (AL - 3, AL - 5). ) sisteme. Cele care au suferit un proces de aliere cu crom, nichel, clor sau zinc pot rezista la temperaturi de până la 300°C. Ele sunt folosite pentru a crea pistoane, capete de bloc și cilindri.
Pulberea de aluminiu sinterizat (SAP) este produsă prin presarea pulberii de aluminiu (700 MPa) la o temperatură de 500 până la 600°C. SAP se caracterizează prin niveluri crescute de rezistență și rezistență la căldură până la 500°C.

Cale de aliaj de aluminiu

Anumite caracteristici ale aliajelor de aluminiu corespund unor grade specifice ale acestor aliaje. Standardele internaționale și naționale recunoscute (în trecut existau DIN german, iar astăzi EN european, ASTM american și ISO internațional), precum și GOST-urile rusești, iau în considerare aluminiul pur și aliajele sale separat. Conform acestor documente, aluminiul pur este împărțit în clase și nu în aliaje.
Toate clasele de aluminiu sunt împărțite în:

• aluminiu de înaltă puritate (99,95%)
• aluminiu tehnic care conține aproximativ 1% impurități sau aditivi.

Standardul EN 573-3 definește diferite versiuni de puritate ale aluminiului, de exemplu, „aluminiu EN AW 1050A”, și aliaje de aluminiu, de exemplu, „aliaj EN AW 6060”. În același timp, aluminiul este adesea numit aliaj, de exemplu, „aliaj de aluminiu 1050A”.
În standardele ruse, de exemplu, în documentul GOST 4784-97 „Aluminiu și aliaje de aluminiu forjat” și alte documente despre aluminiu și aliaje de aluminiu, în loc de termenul „desemnare” este folosit termenul similar „grad”, numai în limba engleză. „grad” echivalent. Conform standardelor existente, trebuie să utilizați expresii precum „aluminiu de calitate AD0” și „aliaj de aluminiu de calitate AD31”.
Cu toate acestea, adesea termenul „grad” este folosit numai pentru aluminiu, iar aliajele de aluminiu sunt numite pur și simplu „aliaje de aluminiu” fără nicio marcă, de exemplu, „aliaj de aluminiu AD31”.
Uneori oamenii confundă termenul „brand” cu termenul „etichetare”. GOST 2.314-68 definește termenul de marcare ca un set de semne care caracterizează un produs, de exemplu, denumire, cod, număr de lot (serie), data producției, marca comercială a companiei. În acest caz, marca este o denumire de instalare sau de transport. Prin urmare, denumirea sau gradul aliajului este doar o mică parte a marcajului, nu marcajul în sine.
Calitatea de aluminiu sau aliaj se aplică la unul dintre capetele lingoului sau porcului. Folosind vopsea de neșters, se aplică dungi colorate, care servesc drept marcaje. De exemplu, conform GOST 11069-2001, aluminiul de calitate A995 este marcat cu patru dungi verticale verzi.
Conform documentului GOST 11069-2001, clasele de aluminiu sunt desemnate prin numere după punctul zecimal în procentul de aluminiu: A999, A995, A99, A85, A8, A7, A6, A5 și A0. În același timp, cel mai pur aluminiu este A999, care conține 99,999% aluminiu. Este folosit pentru experimente de laborator. ÎN sectorul industrial folosesc aluminiu de înaltă puritate - de la 99,95 la 99,995% și puritate tehnică - de la 99,0 la 99,85%.

Conditii (prelucrare) semifabricatelor din aliaje de aluminiu deformabile

Marcare		Condiție, scop
		După producție, fără suplimentar tratament termic. Gradul de întărire la rece și proprietăți mecanice necontrolate
		Laminat la cald
		Presat la cald
		Recoacet (moale). Cea mai mare ductilitate și stabilitate dimensională
		Prelucrat la rece (prelucrat la rece)
		Prelucrat intens la rece (prin rularea foilor aproximativ 20% pentru o întărire maximă)
		Trei sferturi (3/4) prelucrate la rece, rezistență crescută
		Semi-întărit (1/2), rezistență crescută
		Un sfert (1/4) prelucrat la rece, rezistență crescută
		Întărit* (instabil, de obicei este indicată durata îmbătrânirii naturale după întărire), rezistență crescută
		Călită + îmbătrânită natural. Obținerea unei rezistențe suficient de ridicate, ductilitate crescută, rezistență la fisurare și rezistență la oboseală
		Întărit + îmbătrânit artificial pentru rezistență maximă
		Călit + îmbătrânit artificial. Îmbunătățirea caracteristicilor de rezistență la coroziune, rezistență la fisurare, ductilitate cu o ușoară scădere a rezistenței. În marcajele rusești, o creștere a primei cifre a unei litere indică o creștere a gradului de îmbătrânire excesivă și de înmuiere.
	T31, T36, T37, T39	Călit + îmbătrânit natural + întărit la rece. Al doilea număr indică gradul de deformare la întărire la rece. Creșterea rezistenței, reducând în același timp plasticitatea și caracteristicile de rezistență la fisuri
	T81, T83, T86, T87	Întărit + întărit la rece + îmbătrânit artificial. Gradul de deformare (întărire) este indicat de al doilea număr. Întărirea
		Călit + îmbătrânit artificial + călit la rece. Rezistență crescută, mai ales atunci când este combinată cu procesul de formare a piesei

Vindem aliaje de aluminiu laminate en-gros si cu amanuntul. Catalogul contine 765 de produse situate in 11 categorii. Expedierea produselor în toată Rusia, sistem convenabil de plată și comandă.

Aluminiu - proprietăți și caracteristici ale aliajelor

În ceea ce privește scara de utilizare, produsele din aluminiu ocupă un loc al doilea onorabil după produsele din oțel. Aluminiul laminat a devenit larg răspândit datorită calităților aliajului și caracteristici operaționale. Rezistență crescută la uzură, căldură și conductivitate electrică, rezistență la coroziune și influențe negative externe. Aluminiul este ușor de prelucrat prin metode mecanice: forjare, turnare sau ștanțare. Aluminiul laminat este folosit în construcții, construcții navale și industrie, precum și în aviație și astronautică.

În timpul producției, produsele trec printr-o mașină specială de laminare prin laminare la rece sau la cald. Procesul folosește oțel feros, neferos sau inoxidabil. Aluminiul este un material flexibil și ductil care este greu de găsit în forma sa pură. Pentru a conferi produselor finite proprietățile necesare, se adaugă elemente de aliere.

Firma noastra comercializeaza profile extrudate, laminate, trase sau forjate. Disponibil: țevi, tablă, unghiuri de profil, canale, grinzi, sârmă, țevi profilate. Produsele metalice laminate se disting printr-un grad crescut de rezistență și fiabilitate. Furnizăm în mod regulat metal laminat către șantiere de construcții Moscova și regiunea Moscovei. În timpul activității noastre, s-au stabilit parteneriate puternice cu fabrici metalurgice din Rusia și Europa de Vest.

Fără utilizarea aluminiului, ar fi imposibil să se creeze structuri moderne, mașini puternice și ușoare, rachete ultrarapide și avioane, precum și articole de uz casnic.

Al de la Latin Aluminium este un metal paramagnetic ușor, de culoare alb-argintiu, densitate 2712 kg/m³, ușor de format, turnat și prelucrare. Un metal cu conductivitate termică și electrică crescută și rezistență la coroziune, datorită formării unei pelicule protectoare de oxid de Al2O3. Punctul de topire al aluminiului tehnic este de 658°C, cu puritate crescută 660°C. Rezistența aluminiului turnat este de 10-12 kg/mm², deformabil 18-25 kg/mm², aliaje 38-42 kg/mm². Plasticitatea aluminiului tehnic este de 35%, iar aluminiul pur este de 50% metalul este rulat în foi subțiri și chiar folie. Aluminiu laminat cu conductivitate electrică crescută 37·10 6 cm/m și conductivitate termică 203,5 W/(m·K), cu reflectivitate crescută a luminii.

Aliaje de aluminiu - fracția de masă a elementelor în %

• Duraluminiu(duralumin, duraluminiu, de la numele orașului german în care a fost început producție industrială aliaj). Aliaj de aluminiu (bază) cu cupru (Cu: 2,2-5,2%), magneziu (Mg: 0,2-2,7%) mangan (Mn: 0,2-1%). Supus întăririi și îmbătrânirii, adesea îmbrăcat cu aluminiu. Este un material structural pentru ingineria aviației și transporturilor.
• Silumin- aliaje usoare de turnare de aluminiu (baza) cu siliciu (Si: 4-13%), uneori pana la 23% si alte elemente: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Ei produc piese de configurații complexe, în principal în industria auto și aeronautică.
• Magnalia- aliaje de aluminiu (bază) cu magneziu (Mg: 1-13%) și alte elemente, având rezistență ridicată la coroziune, sudabilitate bună și ductilitate ridicată. Produc piese turnate modelate (turnare magnalia), table, sârmă, nituri etc. (magnalia deformabilă).

Principalele avantaje ale tuturor aliajelor de aluminiu sunt densitatea lor scăzută (2,5-2,8 g/cm3), rezistența ridicată (pe unitate de greutate), rezistența satisfăcătoare la coroziune atmosferică, ieftinitatea comparativă și ușurința de producție și procesare.

Modulele elastice ale aluminiului și raportul lui Poisson

Aplicații ale aluminiului

Folosit pe scară largă ca profil structural în fabricarea de ustensile de bucătărie, folie în industria alimentară, și ca bandă de ambalare. Și, de asemenea, în industria aviației și aerospațială. Dezavantajul aluminiului ca material structural este rezistența sa scăzută, prin urmare, pentru a-l întări, aluminiul este aliat cu cupru și magneziu - duraluminiu.

Aluminiul este utilizat în inginerie electrică pentru fabricarea de fire, ecranare și chiar și în microelectronică la depunerea conductorilor pe suprafața cristalelor de microcircuit. Datorită complexului lor de proprietăți, țevile rotunde din aluminiu sunt utilizate pe scară largă în echipamentele de încălzire. Aluminiu conducte de profil utilizat în construcții și ansambluri industriale de structuri și la fabricarea mobilierului. Aliajele de aluminiu nu devin fragile la temperaturi ultra-scăzute, sunt folosite în tehnologia criogenică. Coeficientul de reflexie crescut, combinat cu costul redus și ușurința depunerii în vid, face ca tabla de aluminiu cu oglindă materialul optim pentru realizarea oglinzilor.

Aluminiul ondulat este folosit pentru decorarea structurilor de intrare și scară. La fabricarea straturilor de acoperire, anti-alunecare și decorative. În industria auto pentru producerea de praguri și trepte. Este fabricat din aliaje deformabile din clasele AMg2N2, AMg2NR și VD1NR. Foi cu suprafață mată, lenticulare, rombice, duet, diamant, cvintet și altele. Grosimea materialului este de 1,5 până la 4 milimetri, excluzând înălțimea protuberanțelor.

Foile de aluminiu sunt folosite în structuri, combustibil, alimente și industriile chimice, de asemenea în construcții și inginerie mecanică. Produs prin deformare la cald și apoi la rece. Foaia este realizată dintr-un aliaj de aluminiu și acoperită cu un strat subțire de aluminiu pur. Materialul capătă o ductilitate deosebită, rezistență și rezistență la negativ factori externi. Datorită caracteristicilor sale de performanță, foile de aluminiu netede sunt cel mai adesea folosite în construcții ca material izolant sau de finisare.

În producția de aeronave, cercul de aluminiu este folosit ca material de bază datorită ușurinței sale. Tijele sunt folosite pentru a face părți ale cadrului de putere al aeronavelor și ale altor componente. Tijele de aluminiu sunt, de asemenea, solicitate în industria auto. Tijele sunt produse în conformitate cu GOST 4784, GOST 1131, GOST 11069.

ÎN industria constructiilor, placa de aluminiu este utilizată pe scară largă la fabricarea bordurilor de acoperiș care sunt montate pe clădiri. De asemenea, la crearea elementelor decorative și funcționale ale structurilor arhitecturale și de construcție. Potrivit pentru placarea fatadelor.

Sârma de aluminiu este utilizată în principal în lucrari de sudareși inginerie electrică. De asemenea, utilizat în construcții, inginerie mecanică, industria alimentară și a mobilei. Ca element de fixare universal, este utilizat la fabricarea de plase, accesorii de mobilier, arcuri, nituri și diverse elemente decorative.

Pentru fabricarea de structuri ușoare și durabile, nu putem înlocui colțurile din aluminiu. Se folosește pentru elemente de nave maritime, fluviale și de avioane, componente pentru mașini. Coltarul este folosit pentru inchiderea structurilor, decorative si moderat incarcate structuri portante. Ca semifabricat pentru fabricarea pieselor prin prelucrare ulterioară. Rezistența crește datorită tratamentului termic pentru a crește durata de viață, colțul este supus oxidării anodice.

În industria construcțiilor și în special în placare, se folosește canalul de aluminiu. Îndeplinește funcția de element de legătură, de bază, întâlnit în diverse buiandrugi, cornișe, uși și profile de ferestre. Structurile realizate cu canale din aluminiu se disting prin rigiditate ridicată, rezistență și ușurință. Datorită plasticității sale, poate fi folosit pentru a crea sisteme de inginerie și proiectare de diferite forme. Canalul anodizat are proprietăți de izolare electrică ridicată și nu este supus acumulării de sarcină statică, ceea ce este important atunci când se construiesc clădiri înalte. Este posibil să se fabrice structuri fără sudură, structuri pliabile care pot fi mutate parțial sau complet în altă locație. Această tehnologie, de exemplu, este folosită pentru a crea depozite și clădiri sezoniere sau temporare.

Benzile de aluminiu sunt folosite pentru a acoperi rosturile dintre plăci. Ca material pentru fabricarea elementelor decorative în producția de automobile, elementele de ornamente interioare sunt ștampilate din ele. Folosit în producția de avioane, industrie și alte domenii. Benzile sunt etanșe la apă și vapori. Non-toxic, poate fi folosit în condiții climatice dificile. În inginerie electrică, ecranarea și produsele conductoare sunt fabricate din benzi de aluminiu.

Elementul chimic aluminiu este un metal ușor cu o culoare argintie. Aluminiul este cel mai comun metal din scoarța terestră. Proprietățile fizice și chimice ale aluminiului i-au permis să găsească o largă aplicație în industria modernă și viața de zi cu zi.

Proprietățile chimice ale aluminiului

Formula chimică a aluminiului este Al. Numărul atomic 13. Aluminiul este o substanță simplă, deoarece molecula sa conține un atom dintr-un singur element. Nivelul de energie exterior al unui atom de aluminiu conține 3 electroni. Acești electroni sunt ușor cedați de atomul de aluminiu în timpul reactii chimice. Prin urmare, aluminiul are activitate chimică ridicată și este capabil să înlocuiască metalele din oxizii lor. Dar, în condiții normale, este destul de rezistent la interacțiuni chimice, deoarece este acoperit cu o peliculă durabilă de oxid.

Aluminiul reacţionează cu oxigenul numai la temperaturi ridicate. Ca rezultat al reacției, se formează oxid de aluminiu. Interacțiunea cu sulful, fosforul, azotul și carbonul are loc și la temperaturi ridicate. Dar aluminiul reacționează cu clorul și bromul în condiții normale. Reacționează cu iodul când este încălzit, dar numai dacă catalizatorul este apă. Aluminiul nu interacționează cu hidrogenul.

Cu metale, aluminiul este capabil să formeze compuși numiți aluminuri.

Aluminiul, îndepărtat de pelicula de oxid, reacționează cu apa. Hidroxidul care rezultă din această reacție este un compus ușor solubil.

Aluminiul reacționează ușor cu acizii diluați, formând săruri. Dar reacţionează cu acizii concentraţi numai atunci când este încălzit, formând săruri şi produşi de reducere a acidului.

Aluminiul reacționează ușor cu alcalii.

Proprietățile fizice ale aluminiului

Aluminiu - metal rezistent, dar în același timp plastic, ușor supus prelucrărilor mecanice: ștanțare, lustruire, întindere.

Aluminiul este cel mai ușor dintre metale. Are o conductivitate termică foarte mare. În ceea ce privește conductivitatea electrică, aluminiul nu este practic inferior cuprului, dar în același timp este mult mai ușor și mai ieftin.

Aplicarea aluminiului

Metalul aluminiu a fost obținut pentru prima dată de un fizician danez Hans Christian Oersted în 1825. Și în acele vremuri, aluminiul era considerat un metal prețios. Fashionistelor le plăcea să poarte bijuterii făcute din ea.

Dar metoda industrială de producere a aluminiului a fost creată mult mai târziu - în 1855 de chimistul francez Henri Etienne Saint-Clair Deville.

Aliajele de aluminiu sunt folosite în aproape toate industriile de inginerie. Aviația modernă, industriile spațiale și auto și construcțiile navale nu se pot descurca fără astfel de aliaje. Cele mai cunoscute aliaje sunt duraaluminiul, siluminul și aliajele turnate. Poate cel mai popular dintre aceste aliaje este duraluminiul.

La prelucrarea aluminiului, prelucrarea la cald și la rece produce profile, sârme, țevi, benzi și foi. Foile sau benzile de aluminiu sunt utilizate pe scară largă în construcțiile moderne. Astfel, o bandă specială de aluminiu este utilizată pentru a sigila capetele diferitelor panouri de construcție pentru a oferi protecție fiabilă împotriva precipitațiilor și a prafului care pătrunde în interiorul panoului.

Deoarece aluminiul are o conductivitate electrică ridicată, este utilizat pentru fabricarea de fire electrice și bare electrice.

Aluminiul nu este un metal prețios. Dar unii dintre compușii săi sunt folosiți în industria de bijuterii. Probabil că nu toată lumea știe că rubinul și safirul sunt monocristale de oxid de aluminiu la care s-au adăugat oxizi de colorare. Culoarea roșie a rubinului este dată de ionii de crom, iar culoarea albastră a safirului se datorează conținutului de ioni de fier și titan. Oxidul de aluminiu cristalin pur se numește corindon.

ÎN conditii industriale creați corindon artificial, rubin și safir.

Aluminiul este folosit și în medicină. Face parte din unele medicamente care au efect adsorbant, învelitor și analgezic.

Este greu de găsit o ramură a industriei moderne care să nu folosească aluminiu și compușii săi.

Metalele sunt unul dintre cele mai convenabile materiale de prelucrat. Au și propriii lor lideri. De exemplu, proprietățile de bază ale aluminiului sunt cunoscute oamenilor de mult timp. Sunt atât de potrivite pentru utilizarea de zi cu zi încât acest metal a devenit foarte popular. Ce sunt atât o substanță simplă, cât și un atom, vom lua în considerare în acest articol.

Istoria descoperirii aluminiului

De mult timp, omul cunoaște compusul metalului în cauză - a fost folosit ca mijloc capabil de a umfla și de a lega componentele amestecului, de asemenea, acest lucru a fost necesar în fabricare articole din piele. Existența oxidului de aluminiu în formă pură a devenit cunoscută în secolul al XVIII-lea, în a doua jumătate a acestuia. Cu toate acestea, nu a fost primit.

Omul de știință H. K. Ørsted a fost primul care a izolat metalul de clorura sa. El a fost cel care a tratat sarea cu amalgam de potasiu și a izolat pulbere cenușie din amestec, care era aluminiu în formă pură.

Apoi a devenit clar că proprietățile chimice ale aluminiului se manifestă prin activitatea sa ridicată și capacitatea de reducere puternică. De aceea pentru o lungă perioadă de timp nimeni altcineva nu a lucrat cu el.

Cu toate acestea, în 1854, francezul Deville a reușit să obțină lingouri de metal prin electroliza topiturii. Această metodă este valabilă și astăzi. În special producția de masă de material valoros a început în secolul al XX-lea, când au fost rezolvate problemele generării de cantități mari de energie electrică în întreprinderi.

Astăzi, acest metal este unul dintre cele mai populare și utilizate în construcții și industria casnică.

Caracteristicile generale ale atomului de aluminiu

Dacă caracterizăm elementul în cauză prin poziția sa în tabelul periodic, atunci se pot distinge mai multe puncte.

1. Număr de serie - 13.
2. Situat în a treia perioadă mică, a treia grupă, subgrupa principală.
3. Masa atomică - 26,98.
4. Numărul de electroni de valență este 3.
5. Configurația stratului exterior este exprimată prin formula 3s 2 3p 1.
6. Numele elementului este aluminiu.
7. puternic exprimat.
8. Nu are izotopi în natură, există doar într-o singură formă, cu un număr de masă de 27.
9. Simbolul chimic este AL, citit ca „aluminiu” în formule.
10. Starea de oxidare este una, egală cu +3.

Proprietățile chimice ale aluminiului sunt pe deplin confirmate de structura electronică a atomului său, deoarece având o rază atomică mare și afinitate electronică scăzută, este capabil să acționeze ca un agent reducător puternic, ca toate metalele active.

Aluminiul ca substanță simplă: proprietăți fizice

Dacă vorbim despre aluminiu ca o substanță simplă, atunci este un metal strălucitor alb-argintiu. În aer se oxidează rapid și se acoperă cu o peliculă densă de oxid. Același lucru se întâmplă atunci când sunt expuse la acizi concentrați.

Prezența unei astfel de caracteristici face ca produsele din acest metal să fie rezistente la coroziune, ceea ce, în mod natural, este foarte convenabil pentru oameni. De aceea, aluminiul este atât de utilizat pe scară largă în construcții. De asemenea, sunt interesante pentru că acest metal este foarte ușor, dar durabil și moale. Combinația de astfel de caracteristici nu este disponibilă pentru fiecare substanță.

Există mai multe principale proprietăți fizice, care sunt tipice pentru aluminiu.

1. Grad ridicat de maleabilitate și ductilitate. Din acest metal este fabricată o folie ușoară, puternică și foarte subțire și, de asemenea, este rulată în sârmă.
2. Punct de topire - 660 0 C.
3. Punct de fierbere - 2450 0 C.
4. Densitate - 2,7 g/cm3.
5. Rețeaua cristalină este volumetrică centrată pe față, metal.
6. Tip de conexiune - metal.

Proprietățile fizice și chimice ale aluminiului determină domeniile de aplicare și utilizare a acestuia. Dacă vorbim despre aspectele cotidiene, atunci caracteristicile despre care am discutat deja mai sus joacă un rol important. Fiind un metal ușor, durabil și anticoroziv, aluminiul este utilizat în avioane și construcții navale. Prin urmare, aceste proprietăți sunt foarte importante de cunoscut.

Proprietățile chimice ale aluminiului

Din punct de vedere chimic, metalul în cauză este un agent reducător puternic care este capabil să prezinte o activitate chimică ridicată în timp ce este o substanță pură. Principalul lucru este să îndepărtați filmul de oxid. În acest caz, activitatea crește brusc.

Proprietățile chimice ale aluminiului ca substanță simplă sunt determinate de capacitatea sa de a reacționa cu:

• acizi;
• alcalii;
• halogeni;
• sulf.

Nu interacționează cu apa în condiții normale. În acest caz, a halogenilor, fără încălzire, reacţionează doar cu iod. Alte reacții necesită temperatură.

Pot fi date exemple pentru a ilustra proprietățile chimice ale aluminiului. Ecuații ale reacțiilor de interacțiune cu:

• acizi- AL + HCL = ACI3 + H2;
• alcalii- 2Al + 6H20 + 2NaOH = Na + 3H2;
• halogeni- AL + Hal = ALHal 3 ;
• gri- 2AL + 3S = AL 2 S 3.

În general, cea mai importantă proprietate a substanței în cauză este capacitate mare la recuperarea altor elemente din compușii lor.

Capacitate regenerativă

Proprietățile reducătoare ale aluminiului sunt clar vizibile în reacțiile de interacțiune cu oxizii altor metale. Le extrage cu ușurință din compoziția substanței și le permite să existe în în formă simplă. De exemplu: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

În metalurgie, există o întreagă metodă de producere a substanțelor bazate pe reacții similare. Se numește aluminotermie. Prin urmare, în industria chimică acest element este utilizat în mod specific pentru producerea altor metale.

Distribuția în natură

În ceea ce privește prevalența printre alte elemente metalice, aluminiul se află pe primul loc. Este conținut în scoarța terestră 8,8%. Dacă îl comparăm cu nemetale, atunci locul lui va fi al treilea, după oxigen și siliciu.

Datorită activității sale chimice ridicate, nu se găsește sub formă pură, ci doar ca parte a diferiților compuși. De exemplu, multe minereuri, minerale, stânci, care conțin aluminiu. Cu toate acestea, se extrage numai din bauxită, al cărei conținut în natură nu este foarte mare.

Cele mai comune substanțe care conțin metalul în cauză:

• feldspați;
• bauxită;
• granite;
• silice;
• aluminosilicați;
• bazalt si altele.

În cantități mici, aluminiul se găsește în mod necesar în celulele organismelor vii. Unele tipuri de mușchi și creaturi marine sunt capabili să acumuleze acest element în interiorul corpului lor de-a lungul vieții.

Chitanță

Proprietățile fizice și chimice ale aluminiului fac posibilă obținerea acestuia doar într-un singur mod: prin electroliza unei topituri a oxidului corespunzător. Cu toate acestea, acest proces este complex din punct de vedere tehnologic. Punctul de topire al AL 2 O 3 depăşeşte 2000 0 C. Din această cauză, nu poate fi supus electrolizei direct. Prin urmare, procedați după cum urmează.

Randamentul produsului este de 99,7%. Cu toate acestea, este posibil să se obțină un metal și mai pur, care este folosit în scopuri tehnice.

Aplicație

Proprietățile mecanice ale aluminiului nu sunt atât de bune încât să poată fi folosit în forma sa pură. Prin urmare, aliajele pe bază de această substanță sunt cele mai des folosite. Există multe dintre acestea, le puteți numi pe cele mai de bază.

1. Duraluminiu.
2. Aluminiu-mangan.
3. Aluminiu-magneziu.
4. Aluminiu-cupru.
5. Silumini.
6. Avial.

Principala lor diferență este, în mod natural, aditivii de la terți. Toate sunt pe bază de aluminiu. Alte metale fac materialul mai durabil, mai rezistent la coroziune, mai rezistent la uzură și mai ușor de prelucrat.

Există mai multe domenii principale de aplicare a aluminiului, atât sub formă pură, cât și sub formă de compuși (aliaje) ai acestuia.

Împreună cu fierul și aliajele sale, aluminiul este cel mai important metal. Acești doi reprezentanți ai tabelului periodic au găsit cea mai extinsă aplicație industrială în mâinile omului.

Proprietățile hidroxidului de aluminiu

Hidroxidul este cel mai comun compus pe care îl formează aluminiul. Proprietățile sale chimice sunt aceleași cu cele ale metalului în sine - este amfoter. Aceasta înseamnă că este capabil să prezinte o natură dublă, reacționând atât cu acizii, cât și cu alcalii.

Hidroxidul de aluminiu în sine este un precipitat gelatinos alb. Se obține ușor prin reacția unei sări de aluminiu cu un alcali sau prin reacția cu acizi, acest hidroxid dă sarea și apa corespunzătoare obișnuite. Dacă reacția are loc cu un alcalin, se formează hidroxocomplecși de aluminiu, în care numărul său de coordonare este 4. Exemplu: Na - tetrahidroxoaluminat de sodiu.