8 (913) 791-58-46
Заказать звонок

Применение алюминия


Применение алюминия и его соединений — урок. Химия, 8–9 класс.

Алюминий применяется чаще всего как простое вещество.

 

Этот лёгкий и устойчивый к коррозии металл широко используется для получения сплавов, которые находят применение в авиационной и космической технике, речных судах и катерах, автомобилях, а также в промышленности для изготовления посуды, бытовой техники и др.

 

Рис. \(1\). Применение алюминия

 

Высокие электропроводность и теплопроводность алюминия позволяют использовать этот металл для производства электрических проводов и радиаторов систем отопления.

 

Краской-серебрянкой, содержащей алюминиевую пудру, покрывают крыши, заборы, другие поверхности. Такое покрытие хорошо смотрится и устойчиво к внешним воздействиям.

 

Широко используются соединения алюминия. Так, минерал корунд (природный оксид алюминия) очень твёрдый и применяется как абразивный материал для обработки твёрдых поверхностей. Его разновидности, минералы рубин (красный) и сапфир (синий) — драгоценные камни. Из них изготавливают ювелирные украшения.

 

Каолинит (белая глина), которая содержит окись алюминия, служит сырьём для производства цемента.

Источники:

Рис. 1. Применение алюминия  © ЯКласс

Применение алюминия - области применения металла

Алюминий

По масштабам применения алюминий и его сплавы занимают второе место после железа и его сплавов. Широкое применение алюминия в различных областях техники и быта связано с совокупностью его физических, механических и химических свойств: малой плотностью, коррозионной стойкостью в атмосферном воздухе, высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью и сравнительно высокой прочностью. Алюминий легко обрабатывается различными способами — ковкой, штамповкой, прокаткой и др.

Чистый алюминий

Чистый алюминий применяют для изготовления проволоки (электропроводность алюминия составляет 65,5% от электропроводности меди, но алюминий более чем в три раза легче меди, поэтому алюминий часто заменяет медь в электротехнике) и фольги, используемой как упаковочный материал. Основная же часть выплавляемого алюминия расходуется на получение различных сплавов. Сплавы алюминия отличаются малой плотностью, повышенной (по сравнению с чистым алюминием) коррозионной стойкостью и высокими технологическими свойствами: высокой тепло- и электропроводностью, жаропрочностью, прочностью и пластичностью. На поверхности сплавов алюминия легко наносятся защитные и декоративные покрытия.

Применение сплавов алюминия

Разнообразие свойств алюминиевых сплавов обусловлено введением в алюминий различных добавок, образующих с ним твердые растворы или интерметаллические соединения. Основную массу алюминия применяют для получения легких сплавов — дуралюмина (94% Al, 4% Cu, по 0,5% Mg, Mn, Fe и Si), силумина (85-90% Al, 10-14% Si, 0,1% Na) и др. Этот сплав после закалки приобретает особую твёрдость и становится примерно в 7 раз прочнее чистого алюминия. В то же время он почти втрое легче железа. Его получают, сплавляя алюминий с небольшими добавками меди, магния, марганца, кремния и железа. Широко распространены силумины – литейные сплавы алюминия с кремнием. Производятся также высокопрочные, криогенные (устойчивые к морозам) и жаропрочные сплавы. На изделия из алюминиевых сплавов легко наносятся защитные и декоративные покрытия. Легкость и прочность алюминиевых сплавов особенно пригодились в авиационной технике. Например, из сплава алюминия, магния и кремния делают винты вертолетов. Сравнительно дешевая алюминиевая бронза (до 11% Al) обладает высокими механическими свойствами, она устойчива в морской воде и даже в разбавленной соляной кислоте. Из алюминиевой бронзы в СССР с 1926 по 1957 чеканились монеты достоинством 1, 2, 3 и 5 копеек. В металлургии алюминий используется не только как основа для сплавов, но и как одна из широко применяемых легирующих добавок в сплавах на основе меди, магния, железа, никеля и др.

Сплавы алюминия находят широкое применение в быту, в строительстве и архитектуре, в автомобилестроении, в судостроении, авиационной и космической технике. В частности, из алюминиевого сплава был изготовлен первый искусственный спутник Земли. Сплав алюминия и циркония — циркалой — широко применяют в ядерном реакторостроении. Алюминий применяют в производстве взрывчатых веществ. Алюмотол, литая смесь тринитротолуола с порошком алюминия, – одно из самых мощных промышленных взрывчатых веществ. Аммонал – взрывчатое вещество, состоящее из аммиачной селитры, тринитротолуола и порошка алюминия. Зажигательные составы содержат алюминий и окислитель – нитрат, перхлорат. Пиротехнические составы «Звездочки» также содержат порошкообразный алюминий. Смесь порошка алюминия с оксидами металлов (термит) применяют для получения некоторых металлов и сплавов, для сварки рельсов, в зажигательных боеприпасах.

Особо следует отметить окрашенные пленки из оксида алюминия на поверхности металлического алюминия, получаемые электрохимическим путем. Покрытый такими пленками металлический алюминий называют анодированным алюминием. Из анодированного алюминия, по внешнему виду напоминающему золото, изготовляют различную бижутерию.

При обращении с алюминием в быту нужно иметь в виду, что нагревать и хранить в алюминиевой посуде можно только нейтральные (по кислотности) жидкости (например, кипятить воду). Если, например, в алюминиевой посуде варить кислые щи, то алюминий переходит в пищу и она приобретает неприятный «металлический» привкус. Поскольку в быту оксидную пленку очень легко повредить, то использование алюминиевой посуды все-таки нежелательно.

В настоящее время четвертая часть всего алюминия идет на нужды строительства, столько же потребляет транспортное машиностроение, примерно 17% часть расходуется на упаковочные материалы и консервные банки, 10% – в электротехнике.

Применение алюминия в промышленности

Алюминий – уникальный по физико-химическим параметрам материал, с небольшой плотностью, относительно малым весом, отличными антикоррозионными свойствами, высокой электро и теплопроводностью.

Алюминий хорошо поддаётся обработке давлением в холодном состоянии.

Особенно широкое распространение получили сплавы алюминия. Основная причина этого в том, что чистый алюминий обладает недостаточной механической прочностью для решения большинства технических задач. Путём введения легирующих элементов в алюминиевый сплав, прокат на выходе приобретает новые положительные свойства. Значительно увеличивается прочность, твердость, жаростойкость алюминиевого сплава, снижается электропроводность и коррозионная стойкость.

В силу своих отличных свойств, алюминий и его сплавы нашли широкое применение во многих отраслях промышленности:

  • авиастроении
  • автопроме
  • машиностроении
  • электротехнической промышленности
  • приборостроении
  • строительстве
  • химической промышленности
  • производстве товаров народного потребления

В авиастроении алюминиевые сплавы благодаря своей легкости и прочности стали главным материалом используемым в производстве. Из сплавов алюминия производят авиаконструкции, моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и другие детали.

В электротехнике серебристо-белый металл и его сплавы широко применяют в производстве кабельно-проводниковой продукции, конденсаторов, выпрямителей переменного тока.

В приборостроении алюминий используют для изготовления фото- и киноаппаратуры, радиотелефонной аппаратуры, разнообразных контрольно- измерительных приборов.

Алюминий благодаря его высокой коррозионной стойкости и не токсичности нашел широкое применение при изготовлении оборудования для производства и хранения концентрированной азотной кислоты, пероксида водорода, органических веществ и пищевых продуктов.
Фольга из алюминия - широко распространённый упаковочный материал. Из алюминия изготавливают тару для консервирования и хранения продуктов сельского хозяйства, а также используют для строительства зернохранилищ и других быстровозводимых сооружений, используемых на селе.
Алюминиевые сплавы применяются в военной промышленности при производстве авиации, артиллерии, танков, ракет и взрывчатых веществ.
Чистый алюминий, с минимальным содержанием сторонних примесей активно используют в ядерной энергетике, полупроводниковой электронике, радиолокации.

Алюминиевое напыление широко используют в качестве антикоррозионного покрытия для защиты металла от воздействия разнообразных химических веществ и атмосферной коррозии.

Высокую отражающую способность алюминия используют при производстве нагревательных, осветительных рефлекторов и зеркал

Алюминий применяют в металлургии в качестве восстановителя при получении таких металлов как хром, кальций, марганец. Алюминий используют для раскисления стали и сварки стальных элементов.

В гражданском строительстве сплавы алюминия используют для создания каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. За рубежом, а в частности в Канаде, доля алюминия в этой отрасли составляет ≈ 30 % от общего потребления, в Соединённых Штатах - более 20 %.

Резюмируя вышесказанное можно с уверенностью сказать, что алюминий и его сплавы прочно удерживают лидирующее место среди цветных металлов по масштабам использования их в производстве и промышленности.

Алюминий, что такое, основные свойства, где применяется – Алюминиевая Ассоциация

Алюминий чрезвычайно распространен в природе: по этому параметру он занимает четвертое место среди всех элементов и первое — среди металлов (8,8% от массы земной коры), но не встречается в чистом виде. Его в основном добывают из бокситов, хотя известно несколько сот минералов алюминия (алюмосиликаты, алуниты и т. п.), абсолютное большинство которых не подходит для получения металла.

Алюминий обладает замечательными свойствами, которые объясняют широчайший спектр его применения. По объемам использования в самых разных отраслях промышленности он уступает только железу. Ковкий и пластичный, алюминий легко принимает любые формы. Оксидная пленка делает его устойчивым к коррозии, а значит, срок службы изделий из алюминия может быть очень долгим. Кроме того, к списку достоинств необходимо добавить высокую электропроводимость, нетоксичность и легкость в переработке.

Всем этим объясняется огромное значение легкого металла в мировой экономике. Без него аэрокосмическая индустрия никогда не получила бы развития. Алюминий необходим для производства автомобилей, вагонов скоростных поездов, морских судов. Самые разные виды продуктов из алюминия используются в современном строительстве. Алюминий является основным материалом для высоковольтных линий электропередачи. Примерно половина посуды для приготовления пищи, продаваемой каждый год во всем мире, сделана именно из этого металла. Невозможно представить магазин без алюминиевых банок для напитков и аптеку без лекарств, упакованных в алюминиевую фольгу.

Значение алюминия для современной экономики сложно переоценить. Потребление алюминия в промышленности тесно связано с развитием наиболее высокотехнологичных производственных отраслей (автопром, авиация, аэрокосмические проекты, электроника и пр.).

Таким образом, потребление алюминия и алюминиевых сплавов косвенно характеризует уровень развития технологий и инновационность экономики в целом.

Алюминий: свойства, получение и применение

АЛЮМИНИЙ, Al (от лат. alumen — название квасцов, применявшихся в древности как протрава при крашении и дублении * а. aluminium; н. Aluminium; ф. aluminium; и. aluminio), — химический элемент III группы периодической системы Менделеева, атомный номер 13, атомная масса 26,9815. Состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 27. Открыт датским учёным Х. Эрстедом в 1825.

Физические свойства алюминия

Алюминий — серебристо-белый лёгкий металл. Решётка алюминия кубическая гранцентрированная с параметром а = 0,40413 нм (4,0413 Е). Алюминий высокой чистоты (99,996%) характеризуется следующими физическими свойствами: плотность (при 20°С) 2698,9 кг/м3, t плавления 660,24°С, t кипения 2500°С, теплопроводность (при 190°С) 343 Вт/м • К, удельная теплоёмкость (при 100°С) 931,98 Дж/кг • К, электропроводность по отношению к меди (при 20°С) 65,5%, коэффициент термического расширения (от 20 до 100°С) 2,39 • 10-5 град-1. Алюминий обладает невысокими прочностью (предел прочности при растяжении 50-60 МПа) и твёрдостью (170 МПа, по Бринеллю), но высокой пластичностью (до 50%). Алюминий хорошо полируется, анодируется и имеет высокую отражательную способность (90%). Алюминий стоек к действию различных типов природных вод, азотной и органической кислот. На воздухе алюминий покрывается тонкой прочной плёнкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления и коррозии.

Химические свойства алюминия

В обычных условиях алюминий проявляет степень окисления +3, при высоких температурах +1, редко +2.

Алюминий обладает большим сродством к кислороду, образуя окись Al2О3; в порошкообразном состоянии при накаливании в токе кислорода он сгорает, развивая температуру около 3000°С. Эту особенность алюминия используют в алюминотермии для восстановления некоторых металлов из их окислов. При высокой температуре алюминий соединяется с азотом, углеродом и серой, образуя соответственно нитрид AlN, карбид Al4С3 и сульфид Al2S3. С водородом алюминий не взаимодействует; гидрид (AlH3)х получают косвенным путём. Алюминий легко растворяется в щелочах с выделением водорода и образованием алюминатов. Большинство солей алюминия хорошо растворимо в воде.

Алюминий в природе

Алюминий — один из самых распространённых (после кислорода и кремния) элементов в породах земной коры — 8,8% (по массе). Максимальное содержание алюминия отмечено в осадочных породах — 10,45% (по массе), содержание в средних, основных, кислых и ультраосновных соответственно 8,85%, 8,76%, 7,7%, 0,45% (по массе). Известны сотни минералов, в которые он входит в виде главного или достаточно распространённого элемента. Основные носители алюминия — алюмосиликаты. Минералы с максимальным содержанием алюминия — корунд, гиббсит, бёмит, диаспор. Главный источник получения алюминия — бокситы. Кроме того, алюминий частично извлекают из высокоглинозёмистых щелочных пород (уртиты и др.) и алунитов.

Основной особенностью геохимического поведения алюминия в эндогенных процессах является его довольно равномерное распределение в кристаллизующихся алюмосиликатах — полевых шпатах, слюдах, амфиболах и пироксенах. Для постмагматических и гидротермальных образований он не характерен. Единственным своеобразным, но достаточно редким минералом алюминия, связанным с пегматитами, является криолит Na3AlF6. В экзогенных процессах алюминий — весьма слабый мигрант вследствие высокой гидролизуемости его солей с выпадением в осадок малорастворимой гидроокиси Al(OH)3, слабой растворимости его других соединений, высокой кристаллохимической устойчивости алюмокремнекислородных радикалов в алюмосиликатах. Главным концентратором алюминия в экзогенных процессах является каолин, образующийся как остаточный продукт в процессе выветривания кислых, средних и основных пород. Впоследствии при размыве и переотложении каолинитовых кор выветривания алюминий попадает в осадочные породы, главным образом глины. В особо контрастных условиях выветривания (влажные тропики, высокая температура среды) разложение в горных породах достигает стадии формирования остаточных (элювиальных) бокситов. Мало алюминия в живых организмах и гидросфере, хотя и известны отдельные организмы — концентраторы алюминия (плауны, некоторые виды моллюсков). Вместе с тем в почвах и в некоторых водах, богатых органическим веществом, отмечается определённая миграционная подвижность алюминия в виде органо-минеральных соединений. Особая подвижность алюминия устанавливается в некоторых вулканогенно- гидротермальных ультракислых и кислых растворах. Основные генетические типы месторождений и схемы обогащения см. в ст. Алюминиевые руды, Бокситы. 

Получение

Металлический алюминий в промышленности получают электролизом раствора глинозёма в расплавленном криолите или расплаве AlCl3; А. высокой чистоты (99,996%) вырабатывают электролитическим рафинированием с помощью т.н. трёхслойного способа. Принципиально та же технология, но с использованием органических электролитов позволяет доводить чистоту рафинируемого алюминия до 99,999%.

Применение

Благодаря лёгкости, достаточной прочности, способности сплавляться со многими другими металлами и хорошей электропроводности алюминий находит широкое применение в электротехнике, а также как конструкционный материал в машиностроении, авиастроении, строительстве и др. Чистый и сверхчистый алюминий применяют в полупроводниковой технике и для покрытия разного рода зеркал. Алюминий получил применение в ядерных реакторах в связи с относительно низким сечением поглощения нейтронов. В ёмкостях и таре из алюминия транспортируют жидкие газы (метан, кислород, водород), некоторые кислоты (азотную, уксусную), хранят пищевые продукты, воду, масла. Как легирующую добавку алюминий используют в сплавах Cu, Mg, Ti, Ni, Zn, Fe. В ряде случаев алюминий идёт на изготовление взрывчатых веществ (алюминал, алюмотол и др.).

Алюминий: опыт применения

В последние годы алюминий получил широкое применение в промышленности благодаря своему низкому весу и ряду других качеств, которые делают его привлекательной альтернативной стали. Более того, по прогнозам рынок сварки алюминия будет продолжать расти со скоростью 5,5% в год, в частности, из-за продолжающегося распространения алюминия в автомобильной области.

В том, что касается сварки, алюминий уникален. Он имеет свои особенности и не стоит надеяться, что для работы с алюминием Вам хватит опыта работы со сталью. Например, алюминий имеет высокую теплопроводимость и низкую температуру плавления, которые при несоблюдении должных процедур сварки легко приводят к прожиганию и деформациям.

В этой статье мы рассмотрим различные легирующие элементы и их влияние на свойства алюминия, затем поговорим о сварочных процедурах и оптимальных параметрах сварки. Наконец, мы рассмотрим несколько технологических инноваций, которые могут сделать сварку алюминия немного проще.


Легирующие элементы

Чтобы понять алюминий, сначала нужно разобраться с металлургией алюминиевых сплавов. Алюминий может иметь множество первичных и вторичных легирующих элементов, которые придают ему улучшенные механические характеристики, коррозионную стойкость и/или упрощают сварку.
Первичные легирующие элементы алюминиевых сплавов — это медь, кремний, марганец, магний и цинк. Перед тем, как начать говорить о них более подробно, нужно отметить, что сплавы делятся на два типа: пригодные к тепловой обработке и не пригодные.

 

Пригодность к тепловой обработке
Сплавы, пригодные к тепловой обработке, после сварки можно нагреть до определенной температуры, чтобы восстановить утраченные во время сварки механические характеристики. Тепловая обработка сплава подразумевает нагревание до достаточно высокой температуры, чтобы легирующие элементы перешли в состояние твердого раствора, и затем контролируемого охлаждения для образования перенасыщенного раствора. Следующий этап процесса — поддерживание низкой температуры в течение времени, достаточного для отложения нужного объема легирующих элементов.

В случае сплавов, непригодных к тепловой обработке, механические характеристики можно улучшить за счет холодной обработки или упрочнения под механическими нагрузками. Для этого в структуре металла должны произойти механические деформации, которые вызывают повышение сопротивления деформации и снижение жидкотекучести.


 

 

Другие различия
Алюминиевые сплавы могут иметь следующие обозначения  в зависимости от состояния термообработки: F = после отливки, O = отожженное, H = после механического упрочнения; W = с тепловым растворением и T = после термообработки, которая может подразумевать собственно температурную обработку или старение холодной обработкой. Например, сплав может иметь обозначение 2014 T6. Это значит, что в его состав входит медь (серия 2XXX), а T6 указывает на то, что сплав прошел термообработку и искусственное старение.

В рамках этой статьи мы будем говорить только о пластичных сплавах, то есть алюминиевых сплавах, раскатанных из заготовки или отштампованных по формам заказчика. Учтите, что сплавы также могут быть литыми. Литые сплавы используются для изготовления деталей из расплавленного металла, который заливают в формы. Литые сплавы могут быть дисперсионно-твердеющими, но никогда — твердеющим под механическими нагрузками. Пригодность к сварке таких сплавов зависит от типа литья — в многократную форму, под давлением или в песчаную форму — так как для сварки важна поверхность материала. Литые сплавы обозначаются трехзначным числом с одним десятичным знаком, например, 2xx.x. Для сварки пригодны алюминиевые литые сплавы 319.0, 355.0, 356.0, 443.0, 444.0, 520.0, 535.0, 710.0 и 712.0.


Легирующие элементы

Теперь, когда мы разобрались с основной терминологией, давайте поговорим о различных легирующих элементах.:

Медь (имеет обозначение серии пластичных сплавов 2XXX) обеспечивает алюминию улучшенные механические характеристики. Эта серия сплавов пригодна для тепловой обработки и в основном используется для изготовления деталей авиационных двигателей, заклепок и крепежа. Большинство сплавов серии 2ХХХ плохо подходит для дуговой сварки из-за склонности к горячему растрескиванию. Эти сплавы серий обычно сваривают материалами серий 4043 или 4145, которые имеют низкую температуру плавления и снижают вероятность горячего растрескивания. Исключениями из этого правила являются сплавы 2014, 2219 и 2519, для которых хорошо подходит проволока 2319.

Марганец (серия 3XXX) при добавлении в алюминий образует непригодные к тепловой обработке сплавы для наплавки и производства общего назначения. Сплавы серии 3ХХХ имеют средние механические характеристики и используются для производства формовкой, в том числе листового алюминия для автотрейлеров и бытового применения. С помощью упрочнения под механическими нагрузками этим сплавам можно придать нужную жидкотекучесть и антикоррозионные свойства. Сплавы серии 3ХХХ не склонны к образованию горячих трещин и хорошо поддаются сварке. Для этого обычно используются материалы серий 4043 или 5356. Впрочем, невысокие механические характеристики не позволяют использовать их для изготовления металлоконструкций.

Кремний (серия 4XXX) позволяет снизить температуру плавления алюминия и улучшить жидкотекучесть. В основном эта серия используется в качестве присадочного материала. Сплавы 4ХХХ отличаются высокими сварочно-технологическими характеристиками и считаются не пригодными к термообработке. В частности, сплав 4047 стал предпочтительным выбором в автомобильной промышленности, потому что он обладает очень высокой жидкотекучестью и хорошо подходит для пайки и сварки.

Магний (серия 5XXX) при добавлении в алюминий обеспечивает высокие сварочно-технологические характеристики с минимальным снижением механических свойств и устойчивость к образованию горячих трещин. Более того, серия 5ХХХ имеет самые высокие сварочно-технологические характеристики среди всех алюминиевых сплавов, не пригодных к тепловой обработке. Благодаря коррозионной устойчивости эти сплавы используют для изготовления резервуаров для химикатов и сосудов высокого давления и температуры, а также металлоконструкций, железнодорожных вагонов, самосвалов и мостов. При сварке с присадочными материалами серии 4ХХХ они теряют жидкотекучесть из-за образования Mg2Si.

Кремний и магний (серия 6XXX) — в этой серии сплавов используются оба этих легирующих элемента. В основном они применяются в автомобильной, трубной, железнодорожной и строительной отрасли, а также для штамповки выдавливанием. Серия 6ХХХ несколько склонна к горячему растрескиванию, но эту проблему можно решить, правильно подобрав сварочные материалы. Сплавы этой серии можно сваривать материалами серий 5XXX и 4XXX без риска трещин – однако для этого необходимо обеспечить должное разбавление основного материала присадочным. Чаще всего для этого используют материалы 4043.


 

 

Цинк (серия 7XXX) при добавлении в алюминий вместе с магнием и медью образует пригодный к тепловой обработке сплав с самыми высокими механическими характеристиками. В основном используется в авиационной отрасли. Сплавы серии 7ХХХ часто плохо подходят для сварки из-за склонности к образованию трещин (из-за широкого температурного интервала плавления и низкого солидуса). Сплавы 7005 и 7039 пригодны для сварки присадочными материалами серии 5ХХХ.

Другие элементы (серия 8XXX) — в эту серию включены все остальные легирующие элементы алюминиевых сплавов (например, литий). Большинство из этих сплавов редко подвергаются сварке, хотя они отличаются очень высокой жесткостью и в основном используются в аэрокосмической отрасли. В качестве присадочного материала для этих сплавов используется серия 4ХХХ.

Чистый алюминий (серия 1XXX) — алюминий без легирующих элементов считается непригодным к тепловой обработке и в основном используется для изготовления резервуаров и труб для химикатов ввиду его высокой коррозионной устойчивости. Эти материалы также часто используют в электрических шинах благодаря высокой электропроводимости. Для сварки серии 1ХХХ хорошо подходят сплавы 1070, 1100 и 4043.

Помимо основных легирующих элементов, также существует и множество вторичных, куда входят хром, железо, цирконий, ванадий, висмут, никель и титан. Эти элементы могут придать алюминию коррозионную устойчивость, повышенные механические характеристики и пригодность к тепловой обработке.

Физические свойства
После того, как мы разобрались с металлургией алюминиевых сплавов, давайте рассмотрим физические свойства алюминия и того, как они соотносятся с другими металлами, например, сталью.

 

 

 

Главная причина настолько широкого распространения алюминия — это его физические свойства. Например, алюминий в три раза легче стали и в то же время при соответствующем легировании имеет более высокую прочность. Он проводит электричество в шесть раз лучше углеродистой стали и почти в 30 раз лучше нержавеющей стали. Высокая проводимость делает влияние вылета проволоки в режиме MIG менее значительной по сравнению со сталью.


 

Кроме того, алюминий имеет высокую коррозионную устойчивость, легко меняет форму и соединяется, а также нетоксичен и может использоваться в пищевой отрасли. Так как это немагнитный металл, во время сварки можно не опасаться отклонения дуги. Благодаря в 5 раз более высокой теплопроводимости по сравнению со сталью алюминий легко поддается сварке в сложных пространственных положениях. Впрочем, алюминий имеет свои недостатки, так как он быстро отводит тепло, что затрудняет сплавление и снижает глубину проплавления.

Так как алюминий имеет низкую температуру плавления — 660 градусов Цельсия (в два раза меньше, чем у стали) — при том же диаметре проволоки для его плавления требуется намного меньшая сила тока. Более того, при равной силе сварочного тока скорость расплавления проволоки примерно в два раза выше стали.


Химические свойства

В том, что касается химического состава, алюминий имеет высокую способность к растворению атомов водорода в жидкой форме и низкую — при температуре затвердевания. Это означает, что даже небольшое количество растворенного в жидком наплавленном металле водорода после затвердевания алюминия будет стремиться выйти из металла, что приведет к образованию пористости.

Кроме того, при механической обработке алюминий вступает в реакцию с кислородом и мгновенно образует слой оксида алюминия. Этот слой очень пористый и может легко удерживать в себе влагу, масло и другие материалы. Пленка оксида обеспечивает хорошую коррозионную устойчивость, но перед сваркой ее следует удалить, так как из-за высокой температуры плавления (2050°C) она ограничивает глубину проплавления. Для этого применяются механическая очистка, растворители, химическая очистка и травление.

 

 

Механические свойства
Механические свойства алюминия, например, предел текучести, предел прочности и относительное удлинение, зависят от комбинации основного металла и сварочных материалов. При сварке шва с разделкой кромок прочность соединения зависит от зоны теплового воздействия. В случае непригодных к тепловой обработке сплавов зона теплового воздействия окажется полностью отожжена и зона теплового воздействия станет самым слабым местом. Для полного отжига пригодных к тепловой обработке сплавов требуется намного больше времени при температуре отжига в сочетании с медленным охлаждением, поэтому надежность сварного шва в этом случае падает меньше. Такие аспекты, как предварительный подогрев, отсутствие охлаждения меду проходами сварки и лишнее тепло из-за низкой скорости сварки или поперечных колебаний, увеличивают как пиковую температуру, так и длительность воздействия повышенной температуры, что увеличивает риск падения механических характеристик.

При угловой сварке механические характеристики зависят от состава используемых сварочных материалов. При изготовлении металлоконструкций использование 5ХХХ вместо 4ХХХ может обеспечить в два раза более высокую прочность.

Сплавы, непригодные к тепловой обработке, имеют высокую жидкотекучесть при использовании сварочных материалов той же серии, хотя при сварке материалами серии 4ХХХ жидкотекучесть становится меньше. Пригодные к тепловой обработке сплавы обычно имеют из-за нее низкую жидкотекучесть.

 

   

 

О металлургии подробнее
После того, как мы обсудили основные положения о металлургии алюминия, давайте применим эту информацию к практической сварке сплава. Сначала мы рассмотрим технологию, которая позволяет получить наилучшее качество сварки алюминия и решить такие распространенные проблемы, как недостаточное проплавление, высокий уровень разбрызгивания, прожигание и пористость.

Современные инверторные сварочные аппараты с запатентованной технологией управления формой волны сварочного тока компании Линкольн позволяют точно регулировать характеристики формы волны, чтобы оптимальным образом контролировать перенос капель расплавленного металла. Это помогает снизить разбрызгивание из-за низкой плотности алюминия, в то время как импульсы пикового тока обеспечивают должную глубину проплавления.

Кроме того, так как изменение химического состава оказывает большое влияние на физические характеристики сплава, эта возможность позволяет индивидуально подобрать форму волны для каждого конкретного сплава с учетом физических характеристик металла.

Так как алюминий имеет высокую способность к растворению водорода в жидком виде и низкую — при застывании, можно разработать пульсирующую форму волны, которая позволит сократить длину волны за счет снижения силы сварочного тока и риска возникновения пористости.

Недавно компания Линкольн вывела эту технологию на новый уровень благодаря программе Wave Designer Software®. Она позволяет сварочным инженерам и сварщикам в реальном времени корректировать и изменять текущую форму волны сварочного тока подключенного к сети аппарата на собственных персональных компьютерах. При использовании в сочетании с инверторными сварочными аппаратами это позволяет обеспечить высокое качество сварки в любых условиях.


Новые методы сварки

Применение источников питания на падающей ВАХ для сварки алюминия в защитном газе имеет долгую и успешную историю. При сварке алюминия падающая ВАХ позволяет обеспечить высокоэнергетический струйный перенос металла, который стабильно и равномерно реагирует на изменения собственно силы сварочного тока, несмотря на колебания длины дуги. В результате падающая ВАХ обеспечивает равномерную глубину проплавления по всей длине шва.

Совершенствование контроля дуги привело к появлению инверторных источников питания с программным управлением. "Оптимизация" характеристик дуги программными методами при MIG-сварке алюминия вышла на новый уровень благодаря разработанной компанией Линкольн Электрик технологии управления формой волны. В этом импульсном режиме с высокоскоростным синергетическим управлением падающая вольт-амперная характеристика модифицируется так, чтобы обеспечить несколько преимуществ при сварке алюминия. Например, сюда входит повышенный сварочный ток в момент пика импульса. Пики импульсов позволяют обеспечить равномерный профиль проплавления по всей длине шва. Также при этом снижается разбрызгивание, улучшается жидкотекучесть сварочной ванны, что позволяет увеличить скорость сварки, и снижается тепловложение и связанный с ним риск деформаций.

Технология управления формой волны выводит импульсную сварку на новый уровень. Она позволяет пользователю создать индивидуальную, "идеальную" для каждой конкретной задачи форму волны. Эта технология и ее возможности индивидуальной настройки поддерживается высокотехнологичными источниками питания, например, инверторными моделями семейства Power Wave®. Аппараты Power Wave можно использовать двумя способами. Оператор может выбрать предустановленную форму волны для сварки алюминия или же создать собственную с помощью программы Wave Designer™. Индивидуально разработанные формы волны затем переносятся с компьютера на аппарат Power Wave.


Анатомия формы волны

Но что именно представляет собой технология управления программы Wave Designer Pro? Благодаря этой технологии источник питания мгновенно регулирует сварочный ток по заданной программе. Учтите, что "форма волны" позволяет влиять на поведение каждой отдельной капли расплавленного присадочного материала. Область ниже формы волны отражает энергию, прилагаемую к этой капле. При струйном переносе металла сила тока на несколько миллисекунд увеличивается настолько, чтобы расплавить металл. В этот момент формируется и отделяется капля металла, которая затем начинает движение вдоль дуги. Теперь в период спуска капли к ней можно приложить дополнительную энергию, которая позволила бы сохранить или увеличить ее жидкотекучесть. После этого импульс переходит в фазу фонового тока, которая позволяет поддержать дугу, охладить материал и подготовиться к следующему пику.

Давайте рассмотрим форму волны подробнее. Фаза возрастания (А) — это период увеличения силы тока до пиковой (измеряется в амперах в миллисекунду), в течение которого формируется расплавленная капля на кончике электрода. По достижении пикового значения капля отделяется. Процентная доля "превышения" (B) придает дуге дополнительную жесткость и способствует отделению расплавленной капли от электрода. Длительность пиковой фазы (C) влияет на размер капли: чем она меньше, тем больше становится капля. С этого момента отделившаяся капля зависит от энергии, подаваемой на фазе убывания. Эта фаза состоит из периодов снижения пикового тока (D) и финального тока (E). Период снижения пикового тока позволяет при необходимости увеличить энергию расплавленной капли. Это улучшает жидкотекучесть сварочной ванны в период снижения пикового тока. Фаза финального тока начинается после снижения пикового. Она влияет на стабильность анода и регулировка силы финального тока может помочь избавиться от избыточного распыления мелких капель. С этого момента ток переходит к фоновому значению (F), которое позволяет сохранить дугу. Чем меньше длительность фазы фонового тока, тем больше частота пульсации. Чем выше частота пульсации, тем выше становится средняя сила тока. С другой стороны, увеличение частоты приведет к более сфокусированной дуге.

Форма волны также зависит от "адаптивной характеристики" импульсной MIG-сварки с синергетическим управлением. Адаптивность подразумевает способность дуги сохранять заданную длину дуги несмотря на изменения вылета электрода. Это важный аспект для стабильной сварки и надежности соединения.


Оптимизация сварки через регулировку формы волны

Регулировка формы волны сварочного тока позволяет получить необходимую скорость сварки, хороший внешний вид шва, упростить очистку поверхности после сварки и сократить уровень выделения дыма. Настоящая сила этой технология заключается в возможности самому настраивать форму волны  в программе Wave Designer Pro и том, насколько легко это сделать. Пользователь может в реальном временем менять дугу простым движением мыши в привычной среде PC Windows™. Пятиканальная панель ArcScope позволяет просматривать сделанные изменения, в том числе пиковые значения тока и напряжения, а также расчетное тепловложение. ArcScope собирает данные с частотой 10 КГц. «то ценное опциональное дополнение к программе Wave Designer. ArcScope дает сварочному инженеру визуальное представление разработанной им формы волны. После проведения оценки он может внести поправки.

Например, при сварке тонколистового алюминия технология управления формы волны поможет уменьшить тепловложение, деформации, разбрызгивание, устранить несплавление и прожигание. Это уже смогли подтвердить на своем опыте многие компании. Пользователь может составить программы сварки для определенного диапазона скорости подачи проволоки и/или силы тока и благодаря этому работать с очень широким диапазоном толщин материалов и скорости подачи проволоки.


Заключение

Алюминий имеет целый ряд отличительных особенностей, которые делают его привлекательным выбором для многих задач несмотря на то, что его сварка может быть связана с определенными сложностями. Тем не менее, хорошее понимание его металлургии и знание доступных на современном рынке инструментов и технологий позволят вам справиться с этой задачей.

Производство и применение алюминия

Алюминий является одним из самых распространенных металлов, который известен чуть ли не каждому человеку. Область применения данного металла весьма обширна и имеет широкое распространение. Алюминий обладает такими свойствами как хорошей плотностью, высокой электро- и теплопроводностью, относительно стойкий к понижению температуры, очень пластичен – из него могут получать тонкий лист или фольгу, прекрасно поддается сварке и у него хорошая светоотражающая поверхность. Это все и объясняет его широкое применение.

Как же производят алюминий? Несмотря на то, что алюминий является одним из наиболее востребованных металлом на сегодняшний день, его производство включает в себя несколько этапов, для которого нужно иметь квалифицированный персонал, сырьё, транспорт и оборудование. Одним из таких производителей является Самарская алюминиевая компания, филиалы которого есть в нескольких городах, в том числе и Ростове. На их сайте https://rostov.samalco.ru/ также можно приобрести такие виды алюминиевого проката как алюминиевый профиль и листы, поковки, прокат и прутки, трубы, ленты и другие полуфабрикаты из алюминия и его сплавов.

В чистом виде алюминий практически не встречается никогда. В основном в недрах присутствуют его соединения. Поэтому производство алюминия начинается с добычи бокситов – вид руды, в состав которого и входит алюминий. Их добывают как открытым способом в виде разрезов, так и закрытым в виде шахт. Затем идут такие этапы как производство глинозёма, дробление, выщелачивание (раздробленный оксид алюминия растворяют в концентрированной щёлочи), декомпозиция (когда в осадок выделяется кристаллический алюминат натрия), электролиз.

Но после того как получили чистый алюминий, его не могут использовать сразу в производстве, так как он недостаточно прочный. Поэтому используют примеси для увеличения прочности. Всё это входит в понятие литейное производство. Самым известным в литейном производстве является прокат. При таком способе алюминию можно придать любую форму, которая необходима для дальнейшего использования. Это могут быть шины, листы разной толщины или фольга. После из таких заготовок можно будет произвести различные профили, прутки, трубы, которые будут иметь широкое применение в разных экономических отраслях.

Какова сфера применения алюминия? Алюминий

  • может являться восстановителем для редких металлов,
  • использоваться в черной металлургии в качестве раскислителей и сталелитейном производстве,
  • в качестве добавки к другим металлам для различных сплавов,
  • для ювелирных изделий,
  • столовые приборы (сейчас в основном в качестве снаряжения для туристов и армейской посуды),
  • стекловарении,
  • пищевая промышленность (в качестве пищевой добавки Е173 и в составе некоторых лекарств),
  • военная промышленность
  • в ракетной технике,
  • алюмоэнергетика – в процессе окисления алюминия добывают водород из воды, а также электроэнергетика – в электрохимических генераторах за счет воздействия кислородом воздуха.

Благодаря этому металлу начали свою работу многие из вышеперечисленных областей. Поэтому он так популярен среди других металлов, несмотря на сложный процесс его получения.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен Добавить в избранное Версия для печати

Алюминий - свойства и применение

В каждом польском доме можно найти множество изделий из алюминия, очень дешевого и популярного материала. Однако мало кого интересуют его свойства, благодаря которым он используется во многих отраслях промышленности. В чем заключается явление этого алюминия?

Свойства алюминий
Это чрезвычайно легкий, но прочный элемент, его плотность в три раза ниже, чем у стали.По этой причине он может успешно заменить его во многих секторах, являясь гораздо более дешевой альтернативой. Еще одно преимущество заключается в том, что, в отличие от стали, прочность алюминия еще больше увеличивается при низких температурах. Материал также является экологически чистым, алюминий можно многократно перерабатывать, не разрушая его структуру. Кроме того, он чрезвычайно гибкий и пластичный, вы можете придать ему любую форму. Мало того, отдельные элементы из алюминия можно легко соединять вместе, создавая сложные конструкции.Алюминий также обладает защитными свойствами, он используется с рентгеновскими лучами как строительный материал для экранов. Нельзя забывать о прекрасной теплопроводности и электропроводности алюминия. Этот элемент является гораздо лучшим проводником, чем более дорогая медь.

Методы обработки
Благодаря высокой пластичности этого материала, его можно обрабатывать разными способами. Наиболее часто используемые фрезы для алюминия используются для вырезания любых рисунков на штампованном листе металла.Также широко используются механическая обработка, обработка пластмасс, а также нарезание резьбы.

Приложение
Из-за вышеупомянутых многочисленных преимуществ алюминия можно предположить, что он широко используется во многих отраслях промышленности. В пищевой промышленности алюминий используется для изготовления банок из-под газировки или пива. Более твердые сплавы используются для изготовления деталей самолетов и спортивного инвентаря. Алюминий, сплавленный с магнием, используется для изготовления бытовой техники и автомобильных компонентов.С другой стороны, этот алюминий в сочетании с кремнием обладает антикоррозийными свойствами, поэтому его используют при производстве колесных дисков.

Источник: Интернет-магазин фрезеровки

.

Использование алюминия на транспорте - TruckFocus.pl

Требования безопасности и стандарты защиты окружающей среды заставляют транспортную отрасль искать наиболее оптимальные материалы. Использование алюминия увеличивается с 1970-х годов. Благодаря своим характеристикам, его сплавы постепенно вытесняют популярные строительные материалы, такие как сталь, пластик и медь.

Алюминий в грузовых автомобилях; фото: Hydro Extrusion Poland

Использование алюминия в автомобильной и транспортной промышленности связано с необходимостью повышения комфорта, но, прежде всего, с целью снижения затрат и обеспечения высочайшего уровня безопасности.Это важно как для индивидуальных пользователей, так и для транспортных компаний. Вес машин явно влияет на количество сожженного топлива и, следовательно, на транспортные расходы и - особенно в случае предпринимателей - на прибыль и рентабельность. При рассмотрении проблемы чрезмерных выбросов выхлопных газов экологический след автомобилей оказывается еще более важным.

Чистый алюминий с точки зрения прочности не является оптимальным решением для транспортной отрасли.Однако в основном он используется в качестве сплава с другими металлами. В основном это магний, кремний, медь и марганец. Алюминиевые сплавы отличаются разной прочностью, твердостью, пластичностью и коррозионной стойкостью. Поэтому следует тщательно выбирать подходящий сплав для элемента, который вы хотите изготовить. Некоторые сплавы универсальны, другие более хрупкие, а некоторые подходят для компонентов грузовых автомобилей. В последнем случае Hydro использует закаленные сплавы серии 6000:

- Они содержат магний и кремний, например, широко используются.в. в несущих элементах грузовых автомобилей, автобусов и вагонов. В некоторые сплавы для повышения ударной вязкости добавляют марганец или хром. В автомобильной промышленности также используются сплавы с более низкой прочностью, но для отделки и декоративных элементов, - поясняет Камил Гросицки, менеджер по производству из Hydro Extrusion Poland.

Алюминий в легковых автомобилях; фото: Hydro Extrusion Poland

Ограниченные выбросы выхлопных газов

Недостатком при выборе алюминия является дороговизна производства сплава.Однако в долгосрочной перспективе вложения окупаются. Алюминиевые компоненты, используемые в автомобилях, намного легче, чем компоненты из других металлов. Таким образом, общий вес автомобиля ниже, что означает более экономичный расход топлива и меньшие выбросы CO2 в атмосферу (считается, что килограмм алюминия в тягаче может снизить выбросы почти на 30 кг!). Следовательно, это подходящий способ адаптации к текущим требованиям по сокращению выбросов парниковых газов.Согласно данным за 2015 год, опубликованным Международным институтом алюминия, использование 20 миллионов тонн алюминия на транспорте позволяет сэкономить до 400 миллионов тонн углекислого газа, выбрасываемого в окружающую среду.

Транспортное приложение

Широко используемые стальные или чугунные компоненты в грузовиках напрямую влияют на большой вес этих грузовиков. Возможные травмы людей при столкновении с такой мощной машиной могут иметь фатальные последствия.Чтобы свести их к минимуму, можно использовать алюминий, который обладает очень хорошей способностью поглощать энергию, так что компоненты будут плавно изгибаться в ситуации столкновения, тем самым защищая пассажиров.

В настоящее время крупногабаритные грузовики грузоподъемностью до 15 тонн состоят примерно из 500 кг алюминия. Алюминий служит элементом шасси (кронштейны, крюки, коллекторы) и кабины (багажники, рейлинги, балки приборной панели, каркасы кроватей и дверей). Алюминий также может использоваться в компонентах двигателя.Этот металл часто используется в радиаторах, рамах подвески, ободах, дисках, тормозных суппортах и ​​многих других трансмиссиях. Алюминий часто используется в конструкции полуприцепов и кузовов с задней разгрузкой для крупногабаритных транспортных средств. Уменьшение их веса позволяет увеличить нагрузку и дополнительно сэкономить, поскольку в этом случае для транспортировки требуется меньше поездок и меньший автопарк. В свою очередь, алюминиевые детали кузовов автомобилей более устойчивы к коррозии и улучшают их эстетический вид.

Наблюдая за увеличением производства грузовиков, вы можете увидеть все больший интерес к алюминию и повышение его качества. В настоящее время ищутся решения, которые позволят оптимизировать производственные затраты и продлить срок службы алюминиевых компонентов. Компания Hydro разрабатывает точный химический состав каждого сплава и корректирует процесс производства компонентов, что позволяет повысить свойства получаемых металлов еще на стадии проектирования. Эстетический аспект также все больше выходит на первый план.Помимо безопасности и финансов, также важен эксклюзивный внешний вид, который способствует имиджу данной компании.

.90 000 свойств и приложений. Узнайте, для чего это сделано!

Алюминий - очень широко используемый в настоящее время металл, который был обнаружен относительно недавно, начиная с 19 века. Изделия из этого сплава можно найти в армии, гастрономии, аптеке и домашнем хозяйстве. Местами и способами обработки этого элемента можно часами обмениваться, поэтому сегодня мы остановимся на другом. Алюминий - свойства и основные принципы использования, прочтите самые важные факты!

Алюминий - свойства этого элемента любимы в промышленности

Изначально могло сложиться впечатление, что сталь является любимым металлом промышленного сектора, потому что все, что сделано из этого сплава, отличается своей прочностью, долговечностью и экономия.Однако такое мышление прекратилось довольно давно, хотя оно глубоко укоренилось во время промышленной революции XIX века.

С момента открытия алюминия восприятие стали значительно изменилось. Внезапно он оказался слишком тяжелым, хрупким и дорогим в использовании. Конечно, этот процесс изменения мышления занял годы, но по мере развития производства сплава, о котором идет речь, его характеристики становились все более важными. Сегодня алюминий ценится в первую очередь за низкие производственные затраты и ряд свойств, которые делают его идеальным материалом для сотрудничества при создании даже самых сложных конструкций.

D теплопровод

Если вам интересно, какой проводник тепла является хорошим выбором, обратите внимание на алюминий. Его электропроводность в три раза выше, чем у популярной стали. Поэтому промышленность систем охлаждения и отопления очень охотно использует этот материал. Достаточно отметить, что корпуса кондиционеров или теплообменников вместе с их трубопроводами часто изготавливаются из этого элемента.

Кстати, здесь стоит упомянуть и о коррозионной стойкости, что немаловажно при частом контакте материала с изменяющимися погодными условиями.И здесь алюминий своими свойствами доказывает свое преимущество, в том числе и перед сталью. Каждый предмет из этого сплава при контакте с воздухом образует оксид алюминия, который эффективно покрывает всю его поверхность. Таким образом, металлическая конструкция легко справляется с большинством кислот. Однако нужно быть осторожным с щелочными веществами, которые определенно вредны для алюминия.

Алюминий легко обрабатывается

Каждый дизайнер хочет работать с материалом, который работает с ним на каждом этапе производства.Это, безусловно, относится к алюминию. Пластические свойства этого сплава просто впечатляют. Начнем с того, что температура плавления составляет 660,4 градуса по Цельсию, что делает ее практически оптимальным уровнем для многих задач. Кроме того, как материал, алюминий отличается от железа невероятной легкостью, поскольку, по оценкам, он в три раза легче стали.

Если вы ищете материал, который можно с легкостью фрезеровать, резать, перфорировать, переворачивать, складывать и катать, трудно найти лучшего кандидата, чем алюминий.Свойства этого элемента практически безграничны, но нужно помнить одну вещь. Чистый алюминий имеет низкую прочность на разрыв, к счастью, эта проблема была решена, потому что достаточно добавить небольшое количество марганца, кремния, магния или меди, чтобы увидеть значительное увеличение механической прочности на разрыв.

.

Типы алюминия, классификация и маркировка

Ниже приведены типы алюминиевых сплавов, которые можно найти на нашем рынке, а также их химический состав и применимые стандарты.

Наименования / Стандарты

PA Химический состав
Старый PN PN / EN Werkstoff DIN ASTM ГОСТ Другое
PA6 2017Ag 1110 / D1 -
PA7 2024 3.1354 AlCu4Mg1 /
AlCu4Mg2
2024 1160 / D16 -
PA13 5083 3.3547 AlMg4.5Mn 5083 (AMg4.5) 5754 3,3535 AlMg3 5754 - -
PA45 6061 3,3214 6AlMg1SiCu /
AlMg1SiCuCr28
60336128 60336 PA2315 AlSi1 6082 AD35 -
PA9 7075 3,4365 AlZnMgCu1,5 7075 - (~ W95) -
9 9 0027 5083
Название EN Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Zr
2017A 0,2028 макс. 3,50
4,50
0,40
1,00
0,40
0,80
0,10 макс
0,25
0,15 -
2024 0,50 макс
0,50
3,80
4,90

0,90
1,20
1,80
0, 10 макс
0,25
0,15 <0,10
0,40 макс
0,40
0,10 0,40
1,00
4,00
4,90
0,05
0,25
макс
0,25
макс
0,15
-
5754 0,40 900 макс.
0,40
0,10 0,50 2,60
3,60
0,30 макс.
0,20
0,15 -
6061 0,40
0,80
макс
0,70
0,10
0,40 900
0,15 0,80
1,20
0,04
0,35
макс
0,25
0,15 0,15
6082 0,70
1,30
макс
0,50
0,10 0,40
1,00
0,10 0,40 1,00 1,20 0,25 макс
0,20
0,10 -
7075 0,40 max
0,50
max
0,50
0,30 2,10
2,90
0,18
0,28
5,10
6,10
0,20 -

Что такое алюминий

Алюминий тот из наиболее распространенных элементов, после кремния и кислорода.Алюминий считается технически чистым алюминием. В результате электролитического рафинирования получают алюминий, содержащий от 99,950 до 99,955% Al. В свою очередь, металлургический алюминий, полученный электролизом оксида алюминия в расплаве криолита, содержит от 99,0 до 99,8% Al. Алюминий - широко используемый материал, свойства которого всем хорошо известны. Но как насчет сплавов этого материала? Их свойства очень разнообразны. Это может быть твердость, прочность, пластичность или коррозионная стойкость.Как видите, выбор правильного сплава очень важен для производственного процесса. Вы хотите узнать о свойствах и применении алюминия? Приглашаем к прочтению!

Свойства алюминия

Алюминий относится к мягким металлам с плотностью около 2,7 г / см 3 . Это элемент почти в три раза легче железа. Стоит отметить, что как чистый металл он не проявляет очень высоких прочностных свойств. Однако для этого достаточно добавить в него медь, кремний или железо.Это означает, что лучше всего работают алюминиевые сплавы. Если они подвергаются термообработке, их механические параметры могут быть даже в несколько раз лучше. Интересно, что алюминиевые сплавы из-за низкой плотности отличаются отличной удельной прочностью (по отношению к удельному весу). С другой стороны, ударная вязкость алюминиевых сплавов не снижается при низких температурах (в отличие от стали). Также нельзя не упомянуть, что алюминий обладает отличной коррозионной стойкостью, потому что он покрыт слоем собственных оксидов (пассивация).Кроме того, он также обладает отличной электрической и теплопроводностью. С другой стороны, самый большой недостаток алюминия - низкая усталостная прочность.

Чистый алюминий - мягкий и нерастяжимый материал. Поэтому в основном виде он используется в промышленности и строительстве. Однако, если нам нужны дополнительные механические свойства, стоит выбрать алюминий, обогащенный легирующими добавками в виде кремния, магния, марганца или меди.Благодаря этим добавкам можно производить алюминиевые сплавы с множеством различных свойств. Чтобы создать материал, отличающийся исключительной прочностью, устойчивостью к повреждениям или влиянию внешних факторов или отличной эстетикой, следует выбрать соответствующий сплав.

Принимая во внимание состав алюминиевых сплавов, существуют сплавы как универсальные, так и подходящие для конкретных применений. Например, из сплавов с хорошей формуемостью можно изготавливать тонкие элементы нестандартной формы.С другой стороны, другие сплавы обладают превосходной стойкостью к соленой воде, а третьи поддаются формованию.

В связи с тем, что существует множество типов алюминиевых сплавов, существует множество возможностей использования этого материала. Стоит помнить, что каждый сплав имеет свое обозначение и специфические характеристики. На сегодняшний день во всем мире действует несколько систем идентификации сплавов. Поэтому при поиске определенного алюминиевого сплава стоит знать его маркировку с использованием химических символов, цифровых символов или подписи, которые используются всемирно известными организациями, такими как Алюминиевая ассоциация.

Использование алюминия

Алюминий имеет чрезвычайно широкий спектр применения. В первую очередь, из-за большой пластичности из него изготавливают оконные, дверные и фасадные профили. Дополнительным преимуществом является то, что алюминий обладает высокой устойчивостью к негативному влиянию погодных условий. Кроме того, он используется в автомобильной и авиационной промышленности, а также в строительстве. Алюминий используется не только при производстве окон и дверей, но и для создания профилей для монтажа гипсокартона и плит OSB.

Однако этот элемент редко встречается в более сложных конструкциях, таких как, например, мосты. Однако он подходит для создания кровельных конструкций. Его применение в строительстве не очень широко. Стоит отметить, что это не из-за свойств алюминия. Причина, однако, в высокой цене.

Алюминиевые сплавы

Алюминиевые сплавы классифицируются по различным критериям, включая для неотвержденных и закаленных или литейных и пластмассовых работ.Классификация, наиболее часто используемая специалистами, - это классификация алюминиевых сплавов по химическому составу.

Коды алюминиевых сплавов - это четырехзначные числа, которые классифицируют все сплавы и являются универсальными. Вот они:

- чистый алюминий - серия 1000

- медь - серия 2000

- марганец - серия 3000

- кремний - серия 4000

- магний - серия 5000

- магний + кремний - серия 6000

- цинк - серия 7000

- другие легирующие элементы - серия 8000

Типы алюминиевых сплавов

Благодаря классификации, представленной выше, очень легко читать характеристики алюминиевых сплавов.Ниже представлена ​​четкая система разделения и маркировки:

- Алюминиевый сплав серии 1000 - относится к алюминию высокой чистоты (более 99%). В его состав входят материалы с высокой пластичностью и низкой прочностью. Этот алюминий используется в основном в транспорте, архитектуре и пищевой промышленности.

- Алюминиевый сплав серии 2000 - включает алюминиевые сплавы с содержанием меди несколько процентов и добавками марганца и магния. Это материалы с высокой прочностью и средней устойчивостью к ржавчине.Он в основном используется для производства деталей машин.

- Алюминиевый сплав серии 3000 - для алюминиевых сплавов с марганцем. В эту группу входят материалы с низкой прочностью и отличной коррозионной стойкостью. Эти сплавы используются в химической и пищевой промышленности, а также для производства отделочных и декоративных элементов.

- Алюминиевый сплав 4000 серия - Относится к алюминиево-кремниевым сплавам. Эти материалы отличаются отличной коррозионной стойкостью и высокой прочностью.Они используются при производстве колесных дисков, а также инструментов.

- Алюминиевый сплав серии 5000 - включает алюминиево-магниевые сплавы. Они отличаются высокой устойчивостью к ржавчине и средней прочностью. Их можно анодировать и сваривать. Эти материалы используются в производстве бытовой техники, а также в химической, строительной и пищевой промышленности.

- 6000 серии - это сплавы алюминия, магния и кремния. Они отличаются отличной коррозионной стойкостью и пластичностью.Они используются в: мебели, освещении, строительстве, электронике, внутренней отделке, а также в горнодобывающей, химической, пищевой и судостроительной отраслях, а также в несущих элементах грузовых автомобилей, автобусов, кораблей, кранов, вагонов, мостов. и барьеры.

- Серия 7000 - Включает сплавы алюминия, цинка и магния. Во время термической обработки они приобретают очень высокую прочность. С другой стороны, они обладают средней устойчивостью к коррозии. Эти сплавы можно обрабатывать и сваривать.Применяются в элементах машин, спортивного инвентаря, а также в нагруженных элементах конструкций и деталей самолетов.

- Серия 8000 - применяется ко всем другим алюминиевым сплавам. И их свойства, и их подверженность механической обработке зависят от химического состава.

.

Алюминий в электротехнике

Алюминий, который на 99,5% состоит из алюминия, в настоящее время является одним из наиболее часто используемых материалов при производстве материалов. Этот чрезвычайно легкий, пластичный металл с хорошей проводимостью сегодня используется во многих отраслях промышленности. Одна из областей, где алюминий очень хорошо работает, - это электротехника. Давайте посмотрим, для чего в нем используется этот металл.

В электрических кабелях и системах

Благодаря своим свойствам алюминий является очень ценным проводником.Сплавы с добавкой этого металла в основном используются в высоковольтных линиях электропередачи. Самый популярный материал - сплав стали и алюминия, в котором сталь выступает в качестве несущего элемента. Однако другие сплавы с добавкой алюминия, например сплавы алюминия-магния-кремния, которые демонстрируют высокую механическую прочность и характеризуются более низкими производственными затратами, также становятся все более популярными.

Самыми важными преимуществами кабелей из алюминия являются хорошая проводимость и коррозионная стойкость.

Алюминий также обычно используется в качестве добавки при производстве алюмеля, то есть сплава никеля, алюминия (от 1,5 до 3%), марганца (от 0,8 до 2%) и кремния (от 0,8 до 2%) с железом и кобальтом. Алюмель используется для изготовления резисторов и термопар. Стоит пояснить, что это за детали. Резисторы (резисторы) - это пассивные элементы в электрических системах, задачей которых является снижение напряжения тока. Термоэлектрические элементы (термопары), в свою очередь, являются элементами электрических цепей, используемых в качестве датчиков температуры.

Металл для гильз

Использование алюминия в электротехнике не ограничивается электропроводкой и электрическими системами. В течение многих лет мы могли восхищаться прочными и очень эстетичными корпусами, в которых закрыты бытовые электроприборы. Да, эти корпуса во многих случаях изготавливаются из алюминия. И это отнюдь не случайность.

Почему алюминий так популярен? В первую очередь из-за того, что он устойчив к коррозии, легкий, прочный и очень универсальный.Ведь этот металл легко подвергается пластической обработке, благодаря которой ему можно придать нужные, нужные формы (чаще всего методом экструзии, то есть экструзии).

Но использование алюминия при производстве корпусов для электрических устройств также имеет технологическую основу. Этот металл немагнитен, поэтому он не мешает работе чувствительных магнитов, которые часто встречаются внутри различных устройств.

Алюминий - металл будущего

По мнению многих специалистов, человечество до сих пор не придумало всех способов оптимального использования свойств алюминия.Алюминий и другие металлические сплавы уже используются в различных типах наноустройств, которые начинают играть все более важную роль, например, в медицине. Большие надежды связаны также с возможностью использования алюминия в системах возобновляемой энергетики. Действительно, этот металл может вскоре помочь изменить мир.

По материалам: http://nitrid.eu/zastosowanie/spwanie-i-lutowanie/

.

Алюминий - идеальный материал для строительства. Какое приложение?

Преимущества алюминия в строительстве

В строительстве в качестве строительного материала часто используется сталь. Однако технические параметры и уникальные свойства означают, что их все чаще заменяют алюминиевые закрытые профили. Алюминиевые сплавы с добавками железа, меди или кварца улучшают прочностные характеристики этого материала.В результате алюминиевые плоские стержни или стержни имеют такую ​​же долговечность, как и сплавы железа. Среди характеристик, характерных для алюминия, следует отметить следующие:

• малый вес и вес,

• легкая механическая обработка и обработка пластмасс,

• устойчивость к погодным условиям,

• устойчивость к механическим повреждениям,

• теплопроводность и электрическая проводимость,

• высокий уровень эстетики.

Оконные рамы из алюминия

Перечисляя различные возможности использования алюминиевых профилей в строительстве, следует начать с алюминиевых столярных изделий.Алюминиевый сплав идеально подходит для производства окон, оконных рам и даже дверей или рам. В этой области высоко ценится возможность свободного профилирования и устойчивость к погодным условиям. Немаловажен малый вес таких конструкций, что также хорошо подходит для деревянного строительства или каркасных домов.

Алюминиевые окна обычно ассоциируются в основном со зданиями, построенными два или три десятилетия назад. Затем была разработана технология использования алюминия в столярных изделиях, и в строительстве стали применяться закрытые алюминиевые профили.Они обычно использовались в коммерческих зданиях, гостиницах, офисах и офисных зданиях. В настоящее время алюминиевые окна все чаще заменяют чуть более дешевыми изделиями из пластика. Однако прочностные параметры пластиков не всегда достаточно высоки для нужд, например, промышленного строительства.

Кроме того, в современных зданиях ценится уникальный стиль алюминиевых профилей и уголков. Эти элементы можно отделать как угодно благодаря порошковой окраске.Помимо цветов, профили могут иметь рисунок, вдохновленный натуральным деревом, что позволяет использовать их еще шире. Однако в современном строительстве преимуществом является минимализм поверхности, отделанной только полировкой. Большой популярностью пользуются профили, отполированные до зеркального блеска или матированные брашированием.

Алюминиевые элементы конструкции

В строительстве, при работе внутри здания, в основном используются швеллерные, тавровые или другие алюминиевые профили.Эти элементы в основном используются для создания несущих конструкций, где требуется их небольшой вес, простота обработки и долговечность. Поэтому алюминиевые профили идут в каркасы для гипсокартона или натяжных потолков. Также они могут представлять собой стоечную конструкцию для крепления стеновых или потолочных панелей.

Кроме этих случаев, алюминиевые трубы или другие профили используются в основном для строительства конструкций вне зданий. Вы можете использовать их для создания каркасов в многосезонных палатках для хранения вещей.Малый вес и устойчивость к коррозии также ценятся при изготовлении осветительных или сценических мачт. Трубы, швеллеры и закрытые алюминиевые профили используются для создания эстетичного алюминиевого ограждения вокруг жилых и офисных зданий.

С другой стороны, гофрированный алюминиевый лист используется при строительстве лестниц и площадок. Характерной особенностью являются язычки, ограничивающие возможность скольжения по его поверхности. Его часто используют на промышленных предприятиях или на лестницах для эвакуации.В этих помещениях ценится прежде всего за отсутствие агрессивных реакций с водой.

Алюминиевые декоративные элементы и планки

До недавнего времени алюминий в основном использовался для отделочных работ в коммерческих, служебных и коммерческих зданиях. Внешние стены торговых точек были покрыты панелями из алюминиевого листа. В этих местах до сих пор ценятся за небольшой вес, позволяющий устанавливать на стойках и стойкость к погодным условиям. Алюминиевые элементы также используются внутри общественных помещений.

В последние годы алюминий нашел применение также во внутренней отделке квартир и офисов. Эстетические достоинства этого материала обычно используются особенно в минималистских аранжировках. Алюминиевые полосы с глянцевой полировкой могут стать интересным украшением промышленных интерьеров. Из них можно сделать резные и рельефные настенные панно различной формы, а также рамы для картин и обивку мебели.

Если говорить о продуктах для внутренней отделки, можно упомянуть и алюминиевые радиаторы.В них используется не только небольшой вес материала, но и отличная теплопроводность. Алюминиевые плоские прутки из тонкого листового металла используются для производства рольставен. Хотя в настоящее время их часто заменяют украшения из ткани, в современной версии они все еще используются во многих аранжировках.

Хотя характеристики алюминия известны уже много лет, кажется, что этот материал все еще находится на пике популярности. Некоторые из его свойств, такие как легкий вес, долговечность и устойчивость к погодным условиям, желательны в современном строительстве.Поэтому в ближайшем будущем можно ожидать, что алюминиевые закрытые профили и другие элементы из этого материала станут еще более распространенными.

.

всего об алюминии и его использовании в доме и на стройплощадке

Алюминий - все об алюминии и его использовании дома и на стройплощадке.

Алюминий - техническое название определенного важный элемент.Это алюминий, обозначенный в периодической таблице как Al. В природе его очень много, на него приходится около 8% массы твердой поверхности. планеты. Алюминий - легкий металл с низкой плотностью и прочностью. Поэтому в промышленности чаще всего используются сплавы с другими металлами. Это значительно расширяет возможности его применения. Для чего это на самом деле? Вы можете узнайте на нашем сайте.

Производство алюминия и его использование

Як как выглядит производство алюминия? Это сложный процесс, мы просто скажем вам здесь сильно сокращенное описание.Первый шаг - добыча боксита. Это материал в основном состоит из оксидов алюминия, железа и кремния. потом оксид алюминия необходимо отделить от остальных компонентов. Это так называемый рафинирование. После он идет на электролиз, благодаря чему получаем чистый элемент. Для промышленных целей также производятся сплавы с другими ингредиенты. Такие как железо, хром, медь и кремний. Короче говоря, это производство алюминия.

Алюминий широко применяется в авиационной и автомобильной промышленности. Эта тенденция определяется его легкость, пластичность и устойчивость к коррозии. Однако нас это интересует больше его использование на стройке и в домашних условиях. При строительстве и ремонте В здании используются алюминиевые лестницы и строительные леса. Специально для работы на небольшой высоте. Стеллажи для сборки изготавливаются из этого материала. OSB и гипсокартон. Это, конечно, всего несколько примеров из более длинного письма.Для получения дополнительной информации посетите наш веб-сайт.

Производство алюминиевых компонентов предметы интерьера

Z алюминий создает множество важных аксессуаров, используемых в домах. Они на пример окна или двери. Также из этого материала делают важные элементы окон и двери из других материалов. Мы можем инвестировать в алюминиевые внутренние подоконники. и уличная, садовая мебель или радиаторы отопления. Это еще не все, потому что также производятся алюминиевые заборы.Мы не заменим все изделия из описанного материала. Вместо этого Пожалуйста, посетите наш веб-сайт для получения дополнительной информации.

.

Смотрите также