Укажите марку спеченного алюминиевого сплава
АЛЮМИ́НИЕВЫЕ СПЛА́ВЫ, сплавы на основе алюминия; обладают малой плотностью (до 3000 кг/м 3 ), высокими электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и удельной прочностью. Первые А. с. – сплавы алюминия с кремнием, полученные в 50-х гг. 19 в., имели малую прочность и низкую коррозионную стойкость. Поворотным моментом в истории развития А. с. стали исследования А. Вильма (Германия, 1903–11), который обнаружил в закалённом А. с., содержащем медь и магний, повышение прочности в процессе вылёживания, т. н. эффект старения (см. Старение ме таллов). В 1921 А. Пач (США) модифицировал сплав Al – Si путём введения в него микроскопич. доз Na, что привело к значит. улучшению его свойств. Позже для получения А. с. с определёнными свойствами стали применять легирование разл. металлами (Cu, Mg, Mn, Si, Zn, Ni, Li, Be и др.). В России в 1930–40-х гг. разработку А. с. и внедрение их в произ-во осуществляли Ю. Г. Музалевский, С. М. Воронов, И. Н. Фридляндер и др.
Краткая характеристика алюминия и его сплавов
Впервые алюминий был получен учеными-химиками из Дании (Эрстедом) и Германии (Велером) в 1825 и 1827 годах соответственно. В промышленных масштабах производить металл стало возможным в 1886 году благодаря разработкам американца Чарльза Холла и француза Поля Эру. Стоимость алюминия вплоть до конца XIX века лишь ненамного уступала золоту.
В начале прошлого столетия алюминий использовался только в чистом виде. В 1906 году немецкий ученый Вильм термически упрочнил металл, добавив к нему медь (4 %), магний (0,5 %), марганец (0,5 %). Так появился первый сплав – дуралюмин. Алюминиевые сплавы, обладающие, помимо высокой прочности, небольшой плотностью, широко применяются в промышленности в настоящее время.
Удельная прочность соединений алюминия (отношение временного сопротивления к плотности) значительно выше аналогичного параметра сталей. Благодаря этому алюминиевые соединения широко используются в ракето- и самолетостроении.
Для металла и его сплавов характерны высокая технологичность и простота деформации, что позволяет с легкостью создавать детали сложной конфигурации. К достоинствам материала относятся также устойчивость к коррозии и хорошая электропроводность (эта характеристика выше только у серебра, меди и золота). Применение сплавов алюминия в электронике и электротехнике обусловлено легкостью их раскатывания в фольгу.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Благодаря низкой температуре плавления при обработке материала не требуются значительные энергетические затраты, соответственно, производство и продукция обладают невысокой себестоимостью.
Сферы применения алюминиевых сплавов
Алюминиевые сплавы широко применяются во многих сферах. Благодаря их эксплуатационным характеристикам они входят в пятерку наиболее распространенных соединений металла.
Сначала, благодаря легкости и прочности, их начали использовать при производстве дирижаблей и самолетов.
В настоящее время в связи с высокой температурой плавления соединения алюминия используют при производстве скоростных поездов. Поверхность во время движения на большой скорости нагревается, однако при этом не подвергается деформации.
Широко применяются металл и его соединения в судостроении, где им отдают предпочтение перед сталями. Корпуса из алюминия не подвержены обрастанию ракушками, которые отрицательно сказываются на обтекаемости судов и скорости их движения. Очистка стального корпуса требует значительных временных и финансовых затрат. Таким образом, первоначальные вложения в строительство алюминиевого корпуса окупаются благодаря более дешевой эксплуатации.
Невысокая стоимость и небольшой удельный вес обеспечили востребованность материала в военной промышленности, к примеру, из него производят отдельные элементы стрелкового оружия. С использованием соединений алюминия изготавливают ракетное топливо.
Высокой электропроводностью обусловлено использование алюминиевых сплавов для производства проводов и деталей радиоприемников. Они подходят для изготовления различных габаритных проводников электрического тока (линий электропередач, оболочек высоковольтных кабелей, шин распределительных устройств), что вызвано их заметными преимуществами перед другими металлами. Например, для алюминиевых оболочек кабелей характерны большая прочность и меньшая плотность, чем для свинцовых. Страны с высокоразвитой промышленностью тратят около 15 % алюминия для удовлетворения электротехнических потребностей.
Металл в настоящее время продолжает использоваться для производства посуды. По-прежнему остаются востребованными алюминиевые вилки, ложки, кастрюли и емкости для жидкостей.
Алюминий нашел применение и в пищевой промышленности – в качестве пищевой добавки. Для обозначения в составе продуктов алюминия используют букву E. Металл выступает в роли красителя в кондитерских изделиях, предохраняет продукты от появления плесени. Различные продукты упаковывают в тонкую алюминиевую фольгу, толщина которой не превышает 0,009 мм. А алюминиевая лента толщиной 0,2-0,3 мм идет на производство консервных банок.
Одним из специфических вариантов использования алюминиевых сплавов являются атомные реакторы. Большая часть из них при работе использует тепловые нейтроны. Соответственно, конструкция реакторов должна состоять из металлов, слабо поглощающих такие частицы. К примеру, из алюминия, отличающегося также высокой коррозионной устойчивостью при воздействии горячей воды, перегретого пара, углекислого газа, которые чаще всего выступают в качестве источника тепла в реакторах.
Таблица основных марок алюминия и его сплавов
Ниже приведены марки стали алюминия в соответствии с классами, к которым они относятся:
Алюминий для раскисления
Алюминиевый деформируемый сплав
Алюминиевый антифрикционный сплав
Согласно ГОСТу 4784-97 алюминий маркируется буквами и цифрами. Расшифровка марок алюминия приведена ниже, в ней используются следующие обозначения:
- «А» – технический алюминий;
- «Д» – дюралюминий;
- «АК» – алюминиевый сплав, ковкий;
- «АВ» – авиаль;
- «В» – высокопрочный алюминиевый сплав;
- «АЛ» – литейный алюминиевый сплав;
- «АМг» – алюминиево-магниевый сплав;
- «АМц» – алюминиево-марганцевый сплав;
- «САП» – спеченные алюминиевые порошки;
- «САС» – спеченные алюминиевые сплавы.
Следом за этими буквами указывается номер марки алюминия и буква, обозначающая состояние сплава:
- «М» – мягкий (после отжига);
- «Т» – естественно состаренный и закаленный;
- «А» – плакированный (покрытый слоем чистого алюминия);
- «Н» – нагартованный;
- «П» – полунагартованный.
Марки алюминия
Современную промышленность трудно представить без алюминия и его сплавов. И потому так важно знать, какие марки этого металла используются для тех или иных целей. К примеру, виды, применяемые для строительства фюзеляжа космического корабля, не подойдут для производства пищевой посуды и т. д.
Маркировка алюминия используется для обозначения процентного содержания различных примесей, а также технологии получения или обогащения. Давайте же разберемся, какими физико-химическими свойствами обладают те или иные марки этого металла и где они применяются.
Марки алюминия для раскисления
Физические свойства материала изготовления влияют на итоговые характеристики товара. Алюминий низкого качества не подходит для производства продукции, однако одним из вариантов его использования является раскисление стали. В процессе раскисления из расплавленного железа удаляется растворенный в нем кислород. За счет этого улучшаются механические свойства металла. Процесс выполняется с алюминием марок «АВ86» и «АВ97Ф».
Марки алюминия и его сплавов
Существует деление алюминиевых сплавов на:
- деформируемые (используются для поковки и проката);
- литейные (для отлива деталей).
Требования к их химическому составу определены в ГОСТах 1131 и 4784-97.
В зависимости от типа упрочнения сплавы могут быть:
- термоупрочняемыми;
- упрочняемыми давлением.
Более распространенной является другая классификация, в основе которой лежат характеристики сплавов. Согласно ей термоупрочненные сплавы делятся на:
- жаропрочные («АК4», «АК4-1», «Д20», «1201»);
- высокопрочные («В93» и «В95»);
- высокопластичные средней прочности, или авиали, легируемые алюминием, магнием и кремнием («АД33», «АД31» и «АД35»);
- свариваемые с обычной прочностью («1925» и «1915»);
- дюрали с нормальной прочностью, легируемые алюминием, медью и магнием («Д16», «Д1» и «Д18»);
- ковочные («АК8» и «АК6»).
Термически неупрочняемые стали с повышенной коррозионной устойчивостью и свариваемостью делятся на:
- высокопластичные средней прочности, называемые магналиями («АМг1», «АМг6», «АМг2» и др.);
- высокопластичные низкой прочности, легируемые магнием («Д12» и «АМц»), и нелегируемые, или технический алюминий («АД1» и «АД0»).
При изготовлении листов должны соблюдаться требования ГОСТа 21631–76. Классифицируется продукция в зависимости от области применения и свойств:
- Из кислотостойких марок листового алюминия производят баки для топлива, сварные емкости, элементы самолетов, заклепки, рамы и автомобильные радиаторы. Для металла характерна хорошая свариваемость и коррозионная устойчивость, повышенная пластичность и деформируемость. Для изготовления плоских кислотостойких листов используются сплавы алюминия марок «АМг» (2, 3, 5 и 6), легируемые марганцем и магнием.
- Технический алюминий используется для отделочных и изоляционных работ. Его преимущества заключаются в финансовой экономии, обусловленной повышенной гибкостью и небольшой массой листов.
- В строительстве широко применяется гладкий перфорированный алюминий, он используется для изготовления решеток воздуховодов, декоративных интерьерных деталей, усиления гипсокартонных углов. Отверстия в перфорированных деталях могут быть прямоугольными, круглыми, ромбовидными. Делаются они на специальных прессах координатно-пробивного типа.
- Марки пищевого алюминия производятся из отожженных, полунагартованных и нагартованных (холоднодеформированных для упрочнения материала) сплавов («А5М», «А5Н2», «А5Н»), а также из не подвергавшегося термической обработке первичного алюминия («А7» или «АД0»). Для листов характерна высокая гигиеничность, отсутствие примесей и легирующих элементов.
Готовый прокат может быть как листами, толщиной от 0,3–2 мм, так и плитами, толщиной до 10,5 мм. Ширина проката составляет 0,5-2 м, длина – 2–7,2 м.
Отдельно отметим гофрированные алюминиевые листы (профилированные), используемые для кровельных работ. Их отличительными чертами являются долговечность и высокие эксплуатационные характеристики.
Профилированные изделия изготавливаются из марок алюминия, подходящих для гибки, и обладают следующими достоинствами:
Кроме того, выпускаются также алюминиевые анодированные листы с матовой, зеркальной или полуматовой поверхностью. Бытовые приборы, оконные жалюзи, осветительные приборы, декоративные элементы, солнечные батареи производятся из аланода – листа алюминия, имеющего зеркальную поверхность. Сфера его использования напрямую связана со светоотражающими способностями.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Основные группы алюминиевых сплавов и их свойства
Для работы с алюминием и его соединениями необходимо ознакомиться со свойствами металла, поскольку они существенно влияют на сферу применения деталей и характеристики материала. Ранее мы говорили о классификации сплавов алюминия.
Далее расскажем о наиболее распространенных типах металла и их свойствах.
- Сплавы с алюминием, медью и кремнием.
Соединение также известно под названием алькусин. Сплавы, в которых присутствуют медь и кремний, используются для изготовления деталей промышленного оборудования. Отличные технические свойства позволяют эксплуатировать их в условиях постоянной нагрузки.
Технические характеристики составов, в которых присутствует медь, сравнимы с низкоуглеродистыми сталями. Основной недостаток заключается в плохой коррозионной устойчивости. Детали покрываются защитным составом, предохраняющим от негативного воздействия окружающей среды. Для улучшения качеств материала используют легирующие компоненты (марганец, железо, магний и кремний).
Эти соединения носят название силумина и служат для производства декоративных элементов. Для повышения характеристик алюминиевых сплавов используют натрий и литий.
Присутствие в составе магния повышает прочностные характеристики материала, а также облегчает процесс сварки. Содержание магния не должно превышать 6 %. Более высокий процент снизит антикоррозионные свойства соединения. Для повышения прочности без снижения коррозионной устойчивости в составы добавляют марганец, ванадий, хром или кремний. Каждый дополнительный процент магния улучшает прочность на 30 МПа.
Для повышения устойчивости к коррозии в состав соединения добавляют марганец. Благодаря ему повышаются прочность и свариваемость материала. Кроме марганца в состав добавляют железо и кремний.
- Сплавы с алюминием, цинком и магнием.
Высокими прочностными характеристиками, а также простотой обработки отличаются алюминиевые сплавы с магнием и цинком. Для улучшения свойств материала его подвергают термической обработке. Недостатком таких соединений является низкая антикоррозионная устойчивость. Для исправления этого минуса используют легирующий компонент – медь.
В этих сплавах, помимо алюминия, содержатся магний и кремний. Соединения отличаются высокой пластичностью, коррозионной устойчивостью.
Алюминиевые сплавы
Алюминиевые сплавы используются гораздо чаще, чем этот же металл в чистом виде. И тут ничего удивительного: они обладают гораздо большей прочностью, а также устойчивостью к коррозии и высоким температурам.
Комбинации с различными веществами наделяют те или иные сплавы конкретными характеристиками. В зависимости от требований к конечному продукту в алюминий добавляется один или несколько легирующих элементов. А чтобы не возникло путаницы, получившийся сплав маркируют определенным образом. То есть заказчику остается лишь выбрать наиболее подходящий для своих нужд металл.
4 способа обработки алюминиевых сплавов
Способы обработки алюминиевых соединений зависят от формы, которую необходимо получить по окончании работы. В процессе используют следующие технологии:
- прокатку, с помощью которой производят фольгу и цельные металлические листы;
- ковку – для изготовления элементов сложной конфигурации;
- формовку – также для создания деталей, имеющих сложную форму;
- прессование – для изготовления труб, профиля и прутьев.
Для улучшения эксплуатационных свойств различных типов алюминиевых сплавов металл обрабатывают термически.
Маркировка алюминиевых сплавов
При определении марки алюминиевых сплавов можно столкнуться с определенными сложностями. Маркировка выполняется таким образом, чтобы вопросов при уточнении соединения не возникало. Составы имеют определенное буквенно-цифровое обозначение.
Особенности маркировки заключаются в следующем:
- в начале стоят одна или несколько букв, указывающие на состав соединения;
- маркировки включают в себя цифровой порядковый номер;
- заканчиваться маркировка может также буквой, обозначающей особенности обработки материала (например, термической).
Ознакомимся с правилами маркировки на примере сплава Д17П. Первая буква Д обозначает состав сплава – дюралюминий. В составе всех дюралюминиев присутствуют определенные химические элементы, различающиеся по количественному содержанию. Порядковый номер 17 указывает на конкретный материал, обладающий определенными свойствами. Буква П в конце маркировки используется для обозначения способа обработки полунагартованного соединения, получаемого под давлением без предварительного нагрева металла, соответственно, прочностные характеристики будут составлять половину от максимально возможных.
Маркировка алюминиевых сплавов производится по ГОСТу 4784-97, определяющему основные требования к обозначению соединений.
Марки технического алюминия
В марках технического (нелегированного) алюминия содержание посторонних примесей составляет не более 1 %.
По ГОСТу 4784-97 марки технического алюминия должны обладать повышенной антикоррозионной стойкостью. При этом их прочность не очень высока. Отсутствие в составе металла легирующих элементов приводит к образованию на его поверхности устойчивой защитной оксидной пленки.
Отличительными чертами марок технического алюминия являются высокая тепло- и электропроводность. Молекулярная решетка отличается почти полным отсутствием примесей, рассеивающих поток электронов. Подобные свойства позволяют применять металл в таких сферах, как приборостроение, изготовление оборудования для нагревания и теплообмена, освещения.
Расшифровка марок алюминиевых сплавов
Алюминий особой чистоты применяется в производстве полупроводниковых приборов и для исследовательской работы. Алюминий высокой чистоты применяется для плакирования деталей электро- и радиооборудования. Алюминий технической чистоты используется для приготовления алюминиевых сплавов, изготовления проводов, прокладок.
После деформации полуфабрикатов (получения листов, плит, лент, полос, профилей, панелей, прутков, труб, проволоки, штамповок и поковок) технический алюминий получает обозначение АД (алюминий деформированный). Цифры после маркировки АД также обозначают процентную чистоту сплава в процентах.
Удобнее применять цифровую маркировку. Принцип изложен ниже, для сплавов.
Если в алюминии, предназначенном для производства деформируемых Al-Mg сплавов, содержание Na < 0.0015 %, то к маркировке добавляется буква Р (рафинированный). Буква «Ш» указывает на алюминиевые сплавы для пищевой промышленности.
Маркировка технического алюминия для изготовления полуфабрикатов методом горячей или холодной деформации
| Буквенно-цифровая маркировка | Цифровая маркировка |
| АД | 1015 |
| АД0 | 1011 |
| АД00 | 1010 |
| АД00Е | 1010Е |
| АД0Е | 1011Е |
| АД1 | 1013 |
"Е" - в марках с гарантированными электрическими характеристиками.
Классификация алюминиевых сплавов
Для классификации алюминиевых сплавов используется большое количество различных признаков. В зависимости от типа вспомогательных элементов выделяют следующие виды:
- с добавлением присадок, в качестве которых выступают различные материалы, например, магний, цинк, хром, кремний и другие.
- с добавлением интерметаллидов – в составе таких соединений присутствует несколько металлов, например, медь и магний, литий и магний.
В составе алюминиевых сплавов может присутствовать множество элементов, придающих материалу те или иные эксплуатационные характеристики.
По способу металлообработки выделяют следующие типы соединений алюминия:
- Деформируемые алюминиевые сплавы – твердые соединения, которые благодаря высокой пластичности могут обрабатываться прессованием или ковкой. Эксплуатационные характеристики материала повышаются путем проведения дополнительной обработки.
- Литейные – поступая на производство в жидком состоянии, они обрабатываются после того как затвердеют. Из литейных алюминиевых сплавов изготавливают корпусные детали различной конфигурации.
Отдельная группа представлена техническим алюминием, содержащим меньше 1 % посторонних примесей. Такой состав приводит к образованию на поверхности металла оксидной пленки, защищающей его от негативного воздействия окружающей среды. В то же время прочностные характеристики технического алюминия довольно низкие.
В зависимости от прочности соединения бывают:
- сверхпрочными (от 480 МПа);
- среднепрочными (от 300–480 МПа);
- малопрочными (до 300 МПа);
Отдельная группа представлена дуралюминами, обладающими особыми эксплуатационными свойствами.
В составе легких алюминиевых соединений может присутствовать множество примесей. Химический состав обозначается маркировкой.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Сплавы
Для отечественных алюминиевых сплавов используются буквенно-цифровая и цифровая системы обозначений. В буквенно-цифровой маркировке (хотя этим сплавам позднее была присвоена цифровая маркировка, но она не "прижилась") не заложено какой-либо системы. Буквы могут символизировать алюминий и основной легирующий компонент - АМц (Al-Mn), АМг1 (Al-Mg), назначение сплава (АК6, АК4-1 -алюминий ковочный), название сплава (АВ -авиаль, Д16 -дуралюмин), могут быть связаны с названием института, разработавшего сплав (ВАД1, ВАД23 - ВИАМ - Всероссийский институт авиационных материалов, алюминиевый деформируемый) и т.д. Цифры после букв химический состав не отражают.
В конце шестидесятых годов была введена четырехзначная цифровая маркировка. Первая цифра обозначает основу алюминиевого сплава. Алюминий и сплавы на его основе маркируют цифрой "1". Вторая цифра обозначает основной легирующий компонент или основные легирующие компоненты. Второй цифрой "0" обозначаются различные марки алюминия, спеченные алюминиевые сплавы (САС), различные сорта пеноалюминия. Цифрой "1" обозначают сплавы на основе системы Al-Сu-Мg; цифрой "2" -сплавы на основе системы Al-Сu; цифрой "3" -сплавы на основе системы Al-Mg-Si; цифрой "4" -сплавы на основе системы Аl-Li, а также сплавы, легированные малорастворимыми компонентами, например, переходными металлами (марганец, хром, цирконий); сплавы, замаркированные цифрой "5", базируются на системе Al-Mg и называются магналиями; сплавы на основе систем Аl-Zn-Мg или Аl-Zn-Мg-Сu обозначаются цифрой "9". Цифры 6, 7 и 8 –резервные.
В Российской Федерации ГОСТ 4784 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки.» дает маркировку сплавов тремя способами: как в буквенно-цифровом виде, так и только в цифровом виде, а также и с учетом требований международного стандарта (международная маркировка) ИСО 209-1 (ISO 209-1 Wrought aluminium and aluminium alloys -Chemical composition and forms of products -Part 1: Chemical composition). При этом цифровая маркировка по ГОСТ не совпадает с международной маркировкой алюминиевых сплавов.
Цифровая маркировка деформируемых алюминиевых сплавов
| Марка | Группа сплавов, основная система легирования |
| 1000-1018 | Технический алюминий |
| 1019, 1029 и т. д. | Порошковые сплавы |
| 1020-1025 | Пеноалюминий |
| 1100-1190 | Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Fe-Ni |
| 1200-1290 | Al-Cu-Mn, Al-Cu-Li-Mn-Cd |
| 1300-1390 | Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu |
| 1319, 1329 и т. д. | Al-Si, порошковые сплавы САС |
| 1400-1419 | Al-Mn, Al-Be-Mg |
| 1420-1490 | Al-Li |
| 1500-1590 | Al-Mg |
| 1900-1990 | Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu |
Последние две цифры в цифровом обозначении алюминиевого сплава - это его порядковый номер. Последняя цифра несет дополнительную информацию: сплавы, оканчивающиеся на нечетную цифру - деформируемые, на четную – литейные, 7 – проволочный сплав, 9 – металлокерамический сплав. Если сплав опытный и не используется в серийном производстве, то перед маркой ставят цифру "0" (01570, 01970) и маркировка становится пятизначной.
Для указания состояния деформированных полуфабрикатов, изготавливаемых из алюминиевых сплавов, используется буквенно-цифровая система обозначений после марки сплава. Без обозначения -значит без термической обработки.
П - полуфабрикат (сплавы для холодной штамповки из проволоки);
М - мягкий отожженный;
Н - нагартованный;
Н3 - нагартованный на три четверти;
Н2 - нагартованный на одну вторую;
Н1 - нагартованный на одну четверть;
Т - закаленный и естественно состаренный;
Т1 - закаленный и искусственно состаренный на максимальную прочность;
Т2, Т3 - режимы искусственного старения, обеспечивающие перестаривание материала (режимы смягчающего искусственного старения);
Т5 - закалка полуфабрикатов с температуры окончания горячей обработки давлением и последующее искусственное старение на максимальную прочность;
T7 - закалка, усиленная правка растяжением (1,5-3 %) и искусственное старение на максимальную прочность;
А – нормальная плакировка;
Б - листы без плакировки или с технологической плакировкой;
У- утолщенная плакировка (8% на сторону);
В - повышенное качествовыкатки закаленных и состаренных листов;
О - повышенное качество выкатки отожженных листов;
ГК - горячекатаные листы, плиты;
ТПП - закаленные и состаренные профили повышенной прочности (для Д16).
В конце марки могут стоять буквы, характеризующиеособенности данного сплава:
Какие различают марки алюминия
Придание металлу определенных свойств, усиление его характеристик возможно за счет легирования его различными химическими элементами, такими как магний, медь, цинк, кремний, марганец.
Существуют разные марки алюминия, отвечающие определенным стандартам, к примеру, «АД0» по ГОСТу 4784-97. Во избежание путаницы классификация включает высокочастотные металлы.
Алюминий может быть следующих марок:
- Первичный («А5», «А95», «А7Е»).
- Технический («АД1», «АД000», «АДС»).
- Деформируемый («АМг2», «Д1»).
- Литейный («ВАЛ10М», «АК12пч»).
- Для раскисления стали («АВ86», «АВ97Ф»).
Помимо перечисленных марок алюминия, отдельно выделяют его соединения, с помощью которых создают сплавы с золотом, серебром, платиной, прочими драгоценными металлами. Такие соединения называют лигатурами.
Разработки
Назначение
Разработаны два типа спеченных алюминиевых сплавов антифрикционного назначения, одни из которых содержит цинк, другие - до 60 об. % твердых интерметаллидных включений. Сплавы предназначены для изготовления подшипников скольжения, заменяющих подшипники из спеченной и литой деформированной оловянистой бронзы в технологическом оборудовании и изделиях, где важно уменьшение веса и стоимости изделий.
Краткая характеристика
Спеченные алюминиевые сплавы антифрикционного назначения обладают гораздо меньшей стоимостью в расчете на единицу объема по сравнению со сплавами на основе меди аналогичного назначения. Благодаря значительному содержанию высокотвердых интерметаллидов (до 60 об. %) спеченные композиционные материалы на основе алюминия имеет высокую износостойкость, соизмеримую с износостойкостью чугуна.
Технико-экономические показатели, технические характеристики сплавов
Твердость HB, МПа
Коэффициент трения со смазкой
Параметр PV, МПа·м/сек
Удешевление производства деталей из спеченного алюминия по сравнению со спеченными деталями из меди, бронзы, латуни достигается за счет меньшей стоимости алюминиевого порошка в расчете на единицу объема компактного металла. При этом экономится энергия на операциях прессования и спекания.
Основные преимущества
Техническое преимущество спеченных алюминиевых сплавов по сравнению как с литой, так и со спеченной оловянистой бронзой, а также спеченным железом, используемых в качестве подшипникового материала, обусловлено:
- низкой стоимостью Al порошка на единицу объема в беспористом состоянии;
- низким давлением прессования Al порошка (2-3 т/см 2 вместо 4-5 т/см 2 для порошка Fe);
- низкой температурой спекания (600-700°C вместо 830°C для Cu-Sn and 1150°C для Fe);
- высокой теплопроводностью Al, которая очень важна для охлаждения подшипников в процессе их работы;
- высокой коррозионной стойкостью алюминия, который, кроме того, не разлагает смазку;
- малым весом подшипников скольжения, благодаря которому уменьшается шум и вибрация оборудования.
Алюминиды MeAl3 содержат 75 ат. % алюминия. Поэтому, помимо высокой твердости и износостойкости, композиционные сплавы Al-MeAl3 обладают легким весом.
Введение цинка в алюминий в значительной степени увеличивает пластичность спеченного сплава.
В мировой практике аналогов не существует.
Стадия разработки
Институтом физики прочности и материаловедения СО РАН подшипники скольжения из новых спеченных алюминиевых сплавов поставлялись на камвольно-суконные комбинаты в Киргизию и города России, на нефтехимический комбинат и электроламповый завод, на табачные фабрики и в троллейбусные депо нескольких российских городов, в ремонтные мастерские автомобильного транспорта и бытовой техники.
В 2006-2007 гг. ИФПМ СО РАН успешно выполнил контракт с южнокорейской фирмой LuBo Industries Inc. по разработке подшипников скольжения на основе алюминия заданных типоразмеров и передаче технологии их изготовления.
Правовая защищенность
Патент РФ №2359051, дата регистрации 20.06.2009 г.
Коммерческие предложения
Договор о дальнейших исследованиях и разработках для получения промышленной технологии.
Марки деформируемого алюминия
Различные марки алюминия обрабатываются в горячем и холодном виде путем прокатки, прессования, волочения и т. п. Пластические деформации позволяют получать заготовки с разным продольным профилем: алюминиевые прутки, листы, ленты, плиты, профили и пр.
Требования, предъявляемые к деформируемым маркам алюминия, закреплены в ГОСТе 4784, OCT1 92014-90, OCT1 90048 и OCT1 90026. Отличительная черта металла заключается в твердой структуре раствора, в котором содержится большой процент эвтектики – жидкой фазы, находящейся в равновесии с двумя и более твердыми состояниями вещества.
Марки деформируемого металла широко применяются в таких отраслях, как самолето- и кораблестроение, строительство (для сварочных работ), т. е. в сферах, в которых требуются повышенные технические характеристики материалов.
Сплавы алюминия с другими элементами
Легирующими элементами, используемыми при изготовлении алюминиевых сплавов и улучшающими их качественные характеристики, являются также следующие.
Бериллий уменьшает окисление при термической обработке. Невысокое содержание бериллия (0,01–0,05 %) улучшает текучесть соединений алюминия, используемых в процессе производства деталей двигателей внутреннего сгорания (поршней и головок цилиндров).
Висмут, а также свинец, олово или кадмий, обладающие низкой температурой плавления, при добавлении в состав сплавов облегчают процесс резки металла. Эти компоненты способствуют образованию мягких легкоплавких фаз, обеспечивающих ломкость стружки и смазывание резца.
Соединения с добавлением галлия (0,01–0,1 %) используются для производства расходуемых анодов.
Небольшое количество железа (не более 0,04 %) добавляют в материал, используемый для изготовления проводов, за счет этого повышается прочность и ползучесть материала. Кроме того, железо снижает прилипание состава к стенкам форм при литье в кокиль.
Добавление в алюминиевые сплавы 0,05–0,2 % индия повышают прочностные характеристики в процессе старения, особенно если в составе присутствует низкое содержание меди. Из таких соединений алюминия изготавливают подшипники.
При добавлении в состав 0,3 % кадмия повышаются прочностные и антикоррозионные характеристики алюминиевых соединений.
Для придания материалу пластичности в состав добавляют кальций. Если его содержание достигнет 5 %, то металл будет сверхпластичным.
Добавление олова облегчает процесс резки алюминиевых сплавов.
Введение в состав титана увеличивает прочность и равномерное распределение характеристик во всем объеме заготовок за счет измельчения зерна в отливках и слитках.
Литейные сплавы
Литейные сплавы на основе алюминия в общем случае маркируют двумя буквами. Вторая буква указывает элемент, на базе которого получен сплав. Например, «АК» –система алюминий –кремний, «АМ» –алюминий –медь, «АМг» –алюминий –магний, «АМц» –алюминий –марганец и т.д. Затем идет число, указывающее содержание элемента. Если сплав легированный, указывают буквенные обозначения элементов и их содержание:
Например, АК12М2 –сплав системы алюминий–кремний, с содержанием кремния 12 % (в среднем) и меди 2 %. АМг4К –система алюминий–магний с содержанием 4 % магния и 1 % кремния.
Если литейный алюминиевый сплав термически упрочняется, в конце марки ставят обозначение термической обработки (ГОСТ 1583-93):
Т1 – искусственное старение без предварительной закалки;
Т5 – закалка и кратковременное неполное искусственное старение;
Т6 – закалка и полное искусственное старение;
Т7 – закалка и стабилизирующий отпуск;
Т8 – закалка и отпуск.
Маркировка по принципу АЛ+цифры, обозначающие условный номер марки, например АЛ9, устарела, хотя еще часто встречается в технической документации.
Марки литейного алюминия
Фасонные изделия производятся из марок алюминия для литья, характерными свойствами которых является высокая удельная прочность, сочетающаяся с низкой плотностью. Благодаря этим особенностям возможно изготовление (отлив) деталей различной конфигурации без появления трещин.
Существует деление литейных марок металла на группы в соответствии с предназначением. Они бывают:
- высокогерметичными («АЛ2», «АЛ9», «АЛ4М»);
- высокопрочными и жароустойчивыми («АЛ19», «АЛ5», «АЛ33»);
- коррозионно-устойчивыми.
Для повышения свойств деталей из этих видов алюминия используют различные способы термической обработки.
Марки листов алюминия
Для производства этих заготовок используется алюминий или его сплавы, деформируемые в горячем виде, а затем прокатываемые в холодном.
Листы изготавливаются из:
- технического алюминия марок «А0», «АД0», «А5», «А6»;
- дюралевых сплавов марок «Д1», «Д12», «Д16»;
- деформируемых сплавов «АД31»;
- алюминиево-марганцовых сплавов «АМц»;
- алюминиево-магниевых – «АМг».
Чтобы повысить коррозионную устойчивость, листы плакируют, то есть покрывают пленкой из чистого алюминия, которая может иметь толщину, достигающую 5 % от общей толщины листа.
Поверхность стандартных алюминиевых листов (общего и специального назначения) обычно гладкая, имеющая повышенную, высокую или обычную отделку. Из листов производят нержавеющие изделия, используемые в таких отраслях промышленности, как топливная, пищевая, химическая, строительство и машиностроение.
Для производства листов используется алюминий и его сплавы марок «А5», «1105», «АД», «АМг1», «АМг3», «А6М», «АМг2», «АМг5», «АМц», «АМг6», «АД1», «ВД1», «Д16» и пр.
Поверхность листа марки «А5» – матовая, толщина варьируется от 0,5 до 10 мм, отделка обычного качества. По своему химическому составу он соответствует требованиям ГОСТа 11069-74. Реализуется как в листах, так и в рулонах.
Характеризуется высокой теплопроводностью, коррозионной стойкостью. Благодаря высоким пластическим свойствам металлопрокат марки «А5» легко формуется разными способами и обрабатывается. Эта марка алюминия подходит для сварки аргоном.
В зависимости от состояния металла листы могут быть:
- нагартованными (А5Н);
- мягкими или отожженными («А5М»).
«А5Н» относится к прочным маркам алюминия. Такое свойство обусловлено его холодной обработкой давлением. В то же время ударная вязкость и пластичность материала снижена.
Из листов марки «А5» изготавливают промышленные конструкции и оборудование, в том числе емкости для пищевых продуктов, декоративные элементы, покрытия для обшивки.
При изготовлении отожженных листов из марок мягкого алюминия «А6М» соблюдаются требования ГОСТа 21631-76. Материал используется в пищевой промышленности. Алюминий «А6» по составу соответствует требованиям ГОСТа 11069-74.
Для изготовления проката «1105» используется дюралюминий, легированный магнием и медью. Для обозначения дюрали используются две первые цифры (11), для порядкового номера сплава – последние.
Листы алюминия марки «1105» используются для изготовления сварных конструкций и деталей, эксплуатируемых в условиях низких температур:
- Алюминиевый лист «1105Н» представляет собой нагартованный прокат, для придания большей прочности пластически деформированный. Изменение свойств и структуры обусловлены давлением, воздействующим на его поверхность. При снижении ударной вязкости и пластичности увеличиваются такие свойства, как прочность и твердость.
- Алюминиевый лист «1105М» представляет собой отожженный при высоких температурах металлопрокат, отличающийся пластичностью, ковкостью и мягкостью.
- Алюминиевые листы, имеющие утолщение и плакировочный слой, обозначаются «1105УМ», без плакировочного слоя – «1105АМ». Отличительной чертой является высокая устойчивость к воздействию агрессивной эксплуатационной среды.
- Закаленные, естественно состаренные алюминиевые листы, применяемые в различных промышленных областях, маркируются «1105Т». Сортамент с нормальной плакировкой обозначают «1105АТ».
- Листовой алюминий марки «АД».
Высокая пластичность и коррозионная устойчивость – отличительные черты листов «АД», изготавливаемых из технического алюминия с малым количеством примесей. Листы могут быть мягкими («АДМ») и нагартованными («АДН»). Используются в качестве заготовок в различных промышленных сферах.
Материал можно приобрести как в листах, так и в рулонах. Для производства листового используется алюминий марки «АД1», соответствующий требованиям ГОСТа 21631-76 и ГОСТа 4784-74. Отличительные черты – простота формовки и механической обработки, коррозионная устойчивость. Чистота сплава в процентном отношении обозначена цифрами, деформируемый металл – буквами.
Это деформируемый сплав, для легирования которого используется магний. Цифрой обозначается содержание главного легирующего элемента (1 % магния). Отличительные черты материала – хорошая свариваемость, пластичность, коррозионная стойкость. Марки алюминия находят применение в производстве строительных конструкций и деталей в промышленной сфере.
Имеет характеристики аналогичные «АМг1», однако с двухпроцентным содержанием магния. Легко режется. Высокая электропроводность обусловлена небольшим включением примесей.
Содержит 3 % легирующего вещества – магния. Выпускается в форме рулонов и листов. Основные характеристики: отличная пластичность, коррозионная устойчивость, свариваемость. Из марок алюминия «АМг3» изготавливают средние по прочности конструкции, сварные баки, промышленные трубопроводы, гидравлическое оборудование, каркасы и обшивку железнодорожных вагонов.
Листы с 5%-ным с содержанием магния. Из марок авиационного алюминия изготавливают химические емкости, используемые под давлением, трубопроводы, сварные внешние конструкции, обшивку речных и морских судов, самолетов и грузовых автомобилей.
Деформируемый сплав, используемый так же, как и «АМг5», но с содержанием 6 % магния.
Алюминиевые листы, в которых содержится 1–1,6 % марганца. Материал характеризуется легким свариванием, пластичностью, коррозионной устойчивостью. Его используют в производстве судовой обшивки, строительных конструкций, радиаторов, емкостей для напитков, декоративных элементов, химических емкостей, эксплуатируемых под высоким давлением.
Для производства «ВД1» используется дюралюминиевый деформируемый сплав высокой прочности, легированный магнием и медью. Отличается пластичностью, простотой обработки, коррозионной устойчивостью. Чтобы усилить стойкость к коррозии, применяют дополнительное плакирование, т. е. наносят слой чистого алюминия.
Различные марки алюминия широко применяются во всех сферах промышленности. Металл входит в пятерку наиболее распространенных в мире. В естественных условиях он является составной частью различных руд. Добавляя другие компоненты, создают различные марки алюминия, обладающие улучшенными характеристиками, например, более высокой коррозионной устойчивостью, прочностью, жаростойкостью.
Марки первичного алюминия
Примером этой группы можно назвать первичный алюминий марки «А5». Для его получения используется обогащенный глинозем. Встретить металл в чистом виде в природе невозможно, поскольку он обладает высокой химической активностью.
При взаимодействии с другими элементами металл образует бокситы, нефелины и алуниты. Впоследствии эти руды используются для получения глинозема, а затем путем определенных химико-физических реакций – чистого алюминия.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Требования, которым должны соответствовать марки первичного алюминия, установлены в ГОСТе 11069. Отметки об отнесении металла к определенному классу представляют собой вертикальные и горизонтальные полосы, наносимые на заготовки несмываемой краской определенных цветов. Первичный алюминий используется в ведущих промышленных областях, по большей части в тех, где необходимы повышенные технические характеристики сырья.
Читайте также: