Алюміній самий розповсюдженний метал у земній корі. Його зміст
оцінюють у 7.45 % (більше, ніж заліза, якого тільки 4.2 %). Алюміній як
елемент відкритий у 1825 р., коли були отримані перші невеликі грудочки
цього металу. Початок його промислового освоєння відноситься до кінця
минулого сторіччя. Поштовхом до цього послужила розробка в 1886 р.
способу його одержання шляхом електролізу глинозему, розчиненого в
кріоліті. Принцип способу лежить в основі сучасного промислового витягу
алюмінію з глинозему у всіх країнах світу.
По зовнішньому вигляді алюміній являє собою блискучий сріблистий білий
метал. На повітрі він швидко окисляється, покриваючись тонкої білий
матовою плівкою Al O . Ця плівка володіє високими захисними
властивостями, тому, будучи покритим такою плівкою, алюміній є
корозіостійким.
Алюміній досить легко руйнується розчинами їдких лугів, соляний і сарною
кислот. У концентрованій азотній кислоті й органічним кислотам він має
високу стійкість.
Найбільш характерними фізичними властивостями алюмінію є його мала
відносна щільність, рівна 2.7, а також порівняно високі тепло- і
електропровідність. При 0 C питома електропровідність алюмінію, тобто
електропровідність алюмінієвого дроту перетином 1 мм і довжиною 1 м
дорівнює 37 1 ом.
Корозійна стійкість і особливо електропровідність алюмінію тим вище, ніж
він чистіше, чим менше в ньому домішок.
Температура плавлення алюмінію невисока, вона дорівнює приблизно 660 C.
Однак схована теплота плавлення його дуже біля 100 кал м, тому для
розплавлювання алюмінію потрібно велика витрата тепла, чим для
розплавлювання такої ж кількості, наприклад, тугоплавкої міді, у якої
температура плавлення 1083 C, схована теплота плавлення 43 кал м.
Для механічних властивостей алюмінію характерні велика пластичність і
мала міцність. Прокачаний і відпалений алюміній має =10 кг мм, а
твердість НВ25, =80% і =35%.
Кристалічні ґрати алюмінію являють собою гранецентрированний куб, що має
при 20 C параметр (розмір сторони)4.04. Алотропічних перетворювань
алюміній не має.
В природі алюміній знаходиться в вигляді алюмінієвих руд: бокситів,
нефелинів, алунітів та каолінів. Найважливішою рудою, на якій базується
більша частина світової алюмінієвої промисловості , є боксити. Одержання
алюмінію з руд складається з двох послідовно проведених спочатку
роблять глинозем (Al O ), а потім з нього одержують алюміній. велика
частина світової алюмінієвої промисловості, є боксити.
Одержання алюмінію з руд складається з двох послідовно проведених
спочатку роблять глинозем (Al O ), а В одних різновидах лужних методів
боксит, збезводнений при 1000 C, подрібнюють у кульових млинах, змішують
у визначених пропорціях із крейдою і содою і спекают для одержання
розчинного у воді твердого алюмінату натрію по реакціїї
Відомі в даний час методи одержання глинозему можна розбити на три
групи: лужні, кислотні і электротермические. Найбільш широке
застосування одержали лужні методи.
В одних різновидах лужних методів боксит, обезводнений при 1000 C,
подрібнюють у кульових млинах, змішують у визначених пропорціях із
крейдою і содою і зпікають для отримання розчинного в воді твердого
алюміната натрія з реакцією.
Al O + Na CO = Al O Na O + CO .
Спечену масу подрібнюють і вилуговують водою, алюмінат натрію при цьому
переходить у розчин.
В інших різновидах лужного методу глинозем, що міститься в бокситі,
зв’язують в алюмінат натрію шляхом безпосередньої обробки руди лугами.
При цьому відразу виходить розчин алюмінату у воді.
В обох випадках утворення водяного розчину алюмінату натрію приводить до
відділення його від нерозчинних компонентів руди, що представляють собою
в основному окисі і гідроокисі кремнію, заліза і титана. Відділення
розчину від нерозчинного осаду, називаного червоним шламом, здійснюють у
відстійниках.
В отриманий розчин при 125 C і тиску 5 ам додають вапно, що приводить до
обескремніюваний-CaSi іде в осад, утворюючи білий шлам. Очищений від
кремнію розчин після відділення його від білого шламу оброблюють
вуглекислим газом при 60-80 C, у результаті чого в осад випадає
кристалічний гідрат окису алюмінію:
Al O Na O + 3H O + CO = 2Al(OH) + Na CO .
Його промивають, просушують і прожарюють. Прожарювання приводить до
утворення глинозему:
2Al(OH) = Al O + 3H O .
Описаний спосіб забезпечує досить повний витяг глинозему з біля 80%.
Одержання металевого алюмінію з глинозему полягає в його
електролітичному розкладанні на складові: алюміній і кисень.
Електролітом у цьому процесі є розчин глинозему в кріоліті (Al 3Na).
Кріоліт, володіючи здатністю розчиняти глинозем, одночасно знижує його
температуру плавлення. Глинозем плавиться при температурі близько 2000
C, а температура плавлення розчину, що складає, наприклад, з 85 %
кріоліту і 15 % глинозему, дорівнює 935 C.
Схема електроліза глинозему досить проста, але технологічно цей процес
складний і вимагає великих витрат електроенергії.
У поду ванни з гарною теплоізоляцією 1 і вугільним набиванням 2
закладені катодні шини 3, з’єднані з негативним полюсом джерела
електричного струму. До анодної шини 4 приєднані електроди 5. Перед
початком електролізу на дно ванни насипають тонкий шар коксу, електроди
опускають до зіткнення з ним і включають струм. Коли вугільне набивання
загостриться, поступово вводять кріоліт. При товщині шаруючи
розплавленого кріоліту, рівної 200-300 мм, завантажують глинозем із
розрахунку 15% до кількості кріоліту. Процес відбувається при 950-1000
C.
Під дією електричного струму глинозем розкладається алюміній і кисень.
Рідкий алюміній 6 накопичується на вугільній подині (дно вугільної
ванни), що є катодом, а кисень з’єднується з вуглецем анодів, поступово
спалюючи їх. Кріоліт витрачається незначно. Глинозем періодично додають,
електроди для компенсації згорілої частини поступово опускають униз, а
рідкий алюміній, що нагромадився, через визначені проміжки часу
випускають у ківш 8.
При електролізі на 1 т алюмінію витрачається близько 2 т глиноземи,
0.6 т вугільних електродів, що служать анодами, 0.1 т кріоліту і від
17000 до 18000 кВт год. електроенергії.
Отриманий при електролізі глинозему алюміній-сирець містить металеві
домішки (залізо, кремній, титан і натрій), розчинені гази, головним з
який є водень, і неметалічні включення, що представляють собою частки
глинозему, вугілля й кріоліту. У такому стані він непридатний для
застосування, тому що має низькі властивості, тому його обов’язково
піддають рафінуванню. Неметалічні і газоподібні домішки видаляють шляхом
переплавляння й продувки металу хлором. Металеві домішки можна видалити
тільки складними електролітичними способами.
Після рафінування одержують торгові сорти алюмінію.
Чистота алюмінію є вирішальним показником, що впливає на всі його
властивості, тому хімічний склад, покладений в основу класифікації
алюмінію.
Неминучими домішками, що виходять при виробництві алюмінію, є залізо й
кремній. Обидві вони в алюмінії шкідливі. Залізо не розчиняється в
алюмінії, а утворить з ним тендітні хімічні сполуки FeAl і Fe Al . З
кремнієм алюміній утворить евтектичну механічну суміш при 11.7% Si.
Оскільки розчинність кремнію при кімнатній температурі дуже мала
(0.05%), те навіть при його незначній кількості він утворить евтетику
Fe+Si і включення дуже твердих (НВ 800) тендітних кристаликів кремнію,
що знижують пластичність алюмінію. При спільній присутності кремнію й
заліза утвориться потрійна хімічна сполука і потрійна евтектика, теж
понижуюча пластичність.
У нас у країні в залежності від кількості домішок установлені тринадцять
марок алюмінію, що випускаються промисловістю.
|
Чистота алюмінію різних марок
Група
чистоти Марка Зміст
алюмінію, %
не менш Група
чистоти
Марка Зміст
алюмінію, %
не менш
Особливої
чистоти А999 99.999
Технічної чистоти
А85
А8
А7
А6
А5
А0
А
АЕ 99.85
99.80
99.70
99.60
99.50
99.00
99.00
99.50
Високої
чистоти А995
А99
А97
А95 99.995
99.99
99.97
99.95
Контрольованими домішками в алюмінії є залізо, кремній, мідь і титан.
Алюміній усіх марок містить більш 99 % Al. Кількісне ж перевищення цієї
величини в сотих чи десятих частках відсотка вказують у назві марки
після початкової букви А. Так, у марці А 85 міститься
99.85 % Al. Виключення з цього принципу маркірування складають марки А
АЕ, у яких зміст алюмінію таке ж, як у марках А0 і А5, але інше
співвідношення вхідних до складу домішок заліза й кремнію.
Буква Е в марці АЕ означає, що алюміній даної марки призначається для
виробництва електропроводів. Додатковою вимогою до властивостей алюмінію
є низьке електропротидія, що для дроту, виготовленої з нього, повинне
бути не більш 0.0280 ом мм м при 20 C.
Алюміній застосовують для виробництва з нього виробів і сплавів на його
основі, властивості яких вимагають великого ступеня його чистоти.
У залежності від призначення алюміній можна робити в різному виді.
Алюміній усіх марок (високої й технічної чистоти), призначений для
переплавляння, відливають у виді паць масою 5; 15 і 1000 кг. Їхні
граничні величини, наступні: висота від 60 до 600 мм, ширина від 93 до
800 мм і довжина від 415 до 1000 мм.
Якщо ж алюміній призначається для прокату листа й стрічки, то безупинним
чи напівбеззупинним методом відливають плоскі злитки сімнадцяти
розмірів. Товщина їх коливається в межах від 140 до 400 мм, від 560 до
2025 мм, а маса 1 м довжини від 210 до 2190 кг. Довжину злитка
погоджують із замовником.
Основним видом контролю алюмінію як у пацях, так і в плоских злитках, є
перевірка хімічного складу і його співвідношення марочному. До паць і
злитків, призначеним для обробки тиском, пред`являють додаткові вимоги,
такі, наприклад, як відсутність раковин, газових міхурів, тріщин,
жужільних і інших сторонніх включень.
Для розкислення стали в процесі її виплавки, а також для виробництва
феросплавів і для алюмотермії можна застосовувати більш дешевий алюміній
меншої чистоти, чим це зазначено таблиці “Чистоту алюмінію різних
марок”. Для цієї мети промисловість випускає шістьох марок алюмінію в
пацях масою від 3 до 16.5 кг, що містять від 98.0 до 87.0 % Al. У них
зміст заліза досягає 2.5 %, а кремнію і міді до 5 % кожного.
Застосування алюмінію обумовлене особливістю його властивостей.
Сполучення легкості з досить високою електропровідністю дозволяє
застосовувати
алюміній як провідник електричного струму, заміняючи їм більш дорогу
мідь. Різницю в електропровідності міді (63 1 ом) і алюмінію (37 1 ом)
компенсують збільшенням перетину алюмінієвого проводу. Мала маса
алюмінієвих проводів уможливлює здійснювати їх підвіску при
значно більшому, ніж у випадку мідних проводів, відстані між
опорами, не побоюючись обриву проводів під впливом власної ваги.
З нього виготовляють також кабелі, шини, конденсатори, подовжувачі.
Висока корозійна стійкість алюмінію робить його в ряді випадків
незамінним матеріалом у хімічному машинобудуванні, наприклад для
виготовлення апаратури, що застосовується при виробництві, збереженні й
перевезенні азотної кислоти і її похідних.
Широко його застосовують також у харчовий з нього виготовляють
різноманітний посуд для готування їжі. При цьому використовують не
тільки його стійкість до дії органічних кислот, але також і високу
теплопровідність.
Висока пластичність дозволяє розгортати алюміній у фольгу, що у даний
час цілком замінила використовану раніше більш дорогу олов’яну фольгу.
Фольга служить упакуванням для найрізноманітніших харчових продуктів:
сподіваючись, шоколаду, тютюну, сиру й ін.
Алюміній застосовують так само, як антикорозійне покриття інших металів
і сплавів. Його можна наносити плакуванням, дифузійною металізацією й
іншими способами, включаючи фарбування алюмініємісткими фарбами й
лаками. Особливо сильно поширене плакування алюмінієм плоского прокату з
менш корозієстійких алюмінієвих сплавів.
Хімічну активність алюмінію стосовно кисню використовують для
розкислення при виробництві напівспокійної і спокійної сталі і для
одержання важковідновлюємих металів шляхом витиснення алюмінієм із їхніх
кисневих з’єднань.
Алюміній застосовують як легуючий елемент у всіляких сталях і сплавах.
Він додає їм специфічні властивості. Так, наприклад, він підвищує
жаростійкість сплавів на основі заліза, міді, титана і деяких інших
металів.
Можна назвати й інші області застосування алюмінію різного ступеня
чистоти, але найбільшу його кількість витрачають на одержання різних
легких сплавів на його основі. Зведення про головні з них приведені
нижче.
У цілому застосування алюмінію в різних галузях господарства на прикладі
розвитих капстран оцінюють наступними цифрами: транспортне
машинобудування 20-23% (у тому числі автомобілебудування 15%),
будівництво 17-18%, електротехніка 10-12%, виробництво пакувальних
матеріалів 9-10%, виробництво споживчих товарів тривалого користування
9-10%, загальне машинобудування 8-10%.
Алюміній завойовує всі нові області застосування, незважаючи на
конкуренцію інших матеріалів і особливо пластмас.
Основними промисловими рудами, що містять алюміній, є боксит, нефелін,
алуніт і каолін.
Якість цих руд оцінюють по змісту в них глинозему Al O , що містить 53%
Al. З інших показників якості алюмінієвих руд найбільш важливим є склад
домішок, шкідливість і корисність яких визначаються застосуванням руди.
Боксит є кращим і в усьому світі основною сировиною для одержання
алюмінію. Його використовують також для виробництва штучного
корунду, вогнетривких виробів і для інших призначень. По хімічному
складі ця осадова гірська порода являє собою суміш гідратів глинозему Al
O n O з окислами заліза, кремнію, титана й інших елементів. Найбільш
розповсюдженими гідратами глинозему, що входять до складу бокситів, є
мінерали: діаспор, беміт і гідроргеллит. Зміст глинозему в бокситі
навіть в одному родовищі коливається в дуже широких від 35 до 70%.
Вхідні до складу бокситу мінерали утворять дуже тонку суміш, що утрудняє
збагачення. У промисловості в основному застосовують сиру руду. Процес
витягу алюмінію з руди складний, дуже енергоємний і складається з двох
стадій: спочатку витягають глинозем, а потім із нього одержують
алюміній.
Предметом світової торгівлі є як сам боксит, так і витягнутий з нього чи
інших руд глинозем.
На території СНД покладу бокситів розподілені нерівномірно, і боксити
різних родовищ нерівноцінні по якості. Родовища найбільш високоякісних
бокситів знаходяться на Уралі. Великі запаси бокситів маються також у
Європейській частині СНД і в Західному Казахстану.
З індустріально розвитих країн нині практично забезпечена лише Франція,
де вперше почалася його розробка. Його достовірні й імовірні запаси в
цій групі держав у 1975 р. оцінювалися в 4.8 млрд. т (у тому числі в
Австралії 4.6 млрд. т), тоді як у країнах, що розвиваються, у 12.5 млрд.
т, в основному в Африці і Латинській Америці (самі багаті – Гвінея,
Камерун, Бразилія, Ямайка).
За післявоєнний час різко розширилося коло країн, де ведеться видобуток
бокситу і виробляється первинний алюміній. У 1950 р. боксит добували
лише в 11 країнах, не вважаючи СРСР, у тому числі в трьох у кількості
понад 1 млн. т (Суринам, Гайяна, США) і в чотирьох більш по 0.1 млн. т
(Франція, Індонезія, Італія, Гана). ДО 1977 р. об’єм видобутку зріс у 12
разів і різко змінилася її географія (більш половини видобутку
капіталістичного світу приходилося на країни, що розвиваються,).
На відміну від країн, що розвиваються, багата паливом Австралія велику
частину бокситів, що добуваються, (в основному на півострові Йорк у
найбільшому бокситовому родовищі світу) переробляє в глинозем, граючи
вирішальну роль у його світовому експорті. Не приклад їй, країни басейну
Карибського моря і східноафриканські вивозять переважно боксит. У цьому
позначається як причини політичного характеру (світовим алюмінієвим
монополіям переважніше виробництво глинозему за межами
бокситодобуваючих, залежних від них країн), так і чисто економічні:
боксити, на відміну від руд важких кольорових металів, транспортабельна
(містять 35-65 % двоокису алюмінію), а глиноземне виробництво вимагає
значних питомих витрат, яким не розташовує гнітюча частина
бокситодобуваючих країн.
Прагнучи протистояти диктату світових алюмінієвих монополій
бокситоекспортуючі країни в 1973 р. створили організацію “Міжнародна
асоціація бокситодобуваючих країн” (МАБС). У неї ввійшли Австралія,
Гвінея, Гайана, Ямайка, а також Югославія; пізніше до неї приєдналися
Домініканська республіка, Гаїті, Гана, Сьєрра-Леоне, Суринам, а Греція й
Індія стали країнами-спостерігачами. На рік створення на долю цих держав
приходилося приблизно 85 % видобутку бокситів у несоціалістичних
державах.
Для алюмінієвої промисловості характерний територіальний розрив як між
видобутком бокситу й виробництвом глинозему, так і між останнім і
виплавкою первинного алюмінію. Найбільші виробництва глинозему (до 1-1.3
млн. т рік) локалізовані як при алюмінієвих заводах (наприклад, при
канадському заводі в Арвида у Квебеке, що займає по виробничій
потужності-0.4 млн. т алюмінію в рік), так і в бокситоекспортуючих
портах (наприклад, Паранам у Суринаме), а також на шляхах проходження
бокситу від других до наприклад, у США на узбережжя Мексиканської затоки
(Корпус-Крісті, Пойнт-Комфорт).
У нас у країні всі боксити, що добуваються, розділені на десять марок.
Основне розходження між бокситами різних марок полягає в тому, що вони
містять різну кількість основного компонента-глинозему, що витягається,
і мають різну величину кремнієвого модуля, тобто різний зміст глинозему
до змісту шкідливої у бокситах домішки кремнезему (Al O Si ).
Кремнієвий модуль є дуже важливим показником якості бокситів, від нього
в сильній мері залежать їхнє застосування й технологія переробки.
Основні показники якості бокситів усіх десяти марок приведені в таблиці.
Там же зазначене й переважне застосування бокситів різних марок.
Марка
бокситу Містячи
ним
Al O ,% Вагове
співвідношення
Al O:SiO
Зразкове призначення
електрокорунд
не менш |
БВ….. 52 12.0 Виробництво электрокорунда
Б-0….
Б-1…. 52
49 10.0
9.0 Виробництво глинозему, електроко-
рунда і глиноземистого цементу
Б-2….
Б-3…. 46
46 7.0
5.0 Виробництво глинозему, плавлених вогнетривів і глиноземистих
цементів
вогнетривів
Б-4….
Б-5…. 42
40 3.5
2.6 Виробництво глинозему й вогнетривів
Б-6….
37 2.1
Виробництво вогнетривів, мартенівське виробництво
Б-7….
Б-8…. 30
28 5.6
4.0 Виробництво глинозему і глиноземи-
стого цементу
Виробництво глинозему
Як видно з таблиці, боксити тих самих марок використовують для різних
призначень, так, наприклад, боксит марки Б-1 може використаний для
виробництва глинозему, плавлених вогнетривів і глиноземистих цементів.
Однак у залежності від призначення до бокситу однієї і тієї ж марки при
однакових основних показниках якості (зміст Al O і кремнієвому модулі)
пред’являють різні вимоги по змісту домішок сірки, окису кальцію й
фосфору.
Зміст вологи в бокситах будь-яких марок установлено в залежності від
їхнього родовища: найменша вологість (не більш 7 %) установлена для
бокситів південно-уральських родовищ, а для північно-уральських,
каменск-уральских і тихвинскіх також не більш 12, 16 і 22%. Показник
вологості не є бракувальною ознакою і служить тільки для розрахунків із
споживачем.
Боксит поставляють у шматках розміром не більш 500 мм. Перевозять його
навалом на чи платформах у гондолах.
Нефелин Na(AlSi )-мінерал ясно-сірий чи зеленуватий кольори. Твердість
5.5-6. Містить 30-40% Al O . Використовують нефелин як
металургійну руду для послідовного витягу глинозему і
алюмінію, а також у хімічній, скляній і шкіряній промисловості.
Алуніт (квасцовий камінь) KAl (SO ) (OH) -мінерал білий, сірий чи
червонуватий кольори. Твердість 3.5-4.0. Містить 37 % Al O .
Служить для одержання квасцов, глинозему і калієвих солей.
Каолін Al O 2Si 2H O-розповсюджена гірська порода. По зовнішньому
вигляді – це біла земляниста маса, що є продуктом руйнування
кристалічних порід-гранітів, гнейсів і ін. Твердість біля
1, містить 37.5 % Al O . Каолін застосовують для виробництва
порцелянових і фаянсових виробів, ізоляторів, а також як наповнювач у
гумовій промисловості.
Глинозем Al O є концетратом, одержуваним із різних алюмінієвих руд. Його
поставляють у виді білого кристалічного
порошку. Глинозем є основною сировиною для одержання металевого
алюмінію. Крім того, його використовують і в інших галузях промисловості
абразивній, радіо й ін. У нас у країні роблять глинозем восьми марок,
фізико-хімічним складом і призначенням.
Для виробництва первинного алюмінію призначений глинозем марок ГА 85,
ГА8, ГА6 і ГА5. Буквена частина марок указує на область застосування
глинозему, а на ступінь чистоти одержуваного алюмінію: це соті й десяті
частки відсотка понад 99 %. Наприклад, марка ГА85- глинозем для
одержання алюмінію зі ступенем чистоти 99.85 %, а марка ГА5-те ж, але зі
ступенем чистоти 99.5 %.
Для виробництва білого електрокорунду застосовують глинозем марки
ГЭ5, високо глиноземних вогнетримів-Го, електроізоляційних виробів-
ГК і для електровакуумної промисловості і спеціальних видів
радіокераміки-гев.
У глиноземах усіх призначень нормуються втрати при прожарюванні
(у різних марках від 0.4 до 1.2 %), зміст кремнезему (від 0.03 до
0.5 %), окису заліза (від 0.035 до 0.1 %) і окису лужних металів
(від 0.1 до 0.6 %).
Волога, що видаляється при 120 C, не нормується.
Як уже сказано, по фізичному стані глинозем має вид порошку. Особливо
строгі вимоги по гранулометричному складу пред`являють до глинозему
марки ГЭВ, у якому частки повинні мати округлу форму і їхній розмір не
повинний перевищувати 3 мКм.
Глинозем марок ГК і ГЭВ при постачанні обов’язково упаковують у
багатошарові паперові чи мішки в сухі мішки з щільної тканини.
Перевозять їх у закритих залізничних вагонах і трюмах. Глинозем інших
шести марок можна упаковувати в мішки, але частіше його перевозять без
тари навалом у спеціальних (цементовозах, цистернах і т.д.).
Міцність алюмінію незначна, тому для виготовлення будь-яких
виробів,призначених до сприйняття зовнішніх сил, застосовують не чистий
алюміній, а його сплави, яких у даний час розроблено досить багато
марок.
Уведення різних легуючих елементів в алюміній істотно змінює його
властивості, а іноді додає йому нові специфічні властивості. При різному
легуванні підвищуються міцність, твердість, здобувається жароміцність і
інші властивості. При цьому відбуваються і небажані зміни: неминуче
знижується електропровідність, у багатьох випадках погіршується
корозійна стійкість, майже завжди підвищується відносна щільність.
Виключення складає легування марганцем, що не тільки не знижує корозійну
стійкість, але навіть трохи підвищує її, і магнієм, що теж підвищує
корозійну стійкість (якщо його не більш 3 %) і знижує відносну
щільність, тому що він легше, ніж алюміній.
Алюмінієві сплави по способі виготовлення з них виробів поділяють на
двох груп: деформуючі і ливарні. Такий розподіл відбиває основні
технологічні властивості сплавів: деформуючі мають високу пластичність у
нагрітому стані, а ливарну-гарну вологотекучість. Для одержання цих
властивостей в алюміній уводять різні легуючі елементи й у неоднаковій
кількості.
Сировиною для одержання сплавів обох типу є не тільки технічно чистий
алюміній, про яке мова йшла вище, але також і подвійні сплави алюмінію з
кремнієм, що містять 10-13 % Si, і трохи відрізняються друг від друга
кількістю домішок заліза, кальцію, титана й марганцю. Загальної зміст
домішок у них 0.5-1.7 %. Ці сплави називають силумінами і маркірують у
нас у країні СИЛ-00 (найбільш чистий по домішок), СИЛ-0, СИЛ-1 і СИЛ-2.
Поставляють їх у виді гладких чи паць паць із пережимами масою 6 і 14
кг. Силумін у пацях теж є товаром на світовому ринку.
Для одержання деформуємих сплавів в алюміній уводять в основному
розчинні в ньому легуючі елементи в кількості, що не перевищує межу
їхньої розчинності при високій температурі. У них не повинно евтектики,
що легкоплавка і різко знижує пластичність.
Деформуємі сплави при нагріванні під обробку тиском повинні мати
гомогенну структуру твердого розчину, що забезпечує найбільшу
пластичність і найменшу міцність. Це й обумовлює їхню гарну
оброблюваність тиском.
Основними легуючими елементами в різних деформуємих сплавах є мідь,
магній, марганець і цинк, крім того, у порівняно невеликих кількостях
уводять також кремній, залізо, нікель і деякі інші елементи.
Деформуємі алюмінієві сплави поділяють на зміцнюючі й незміцнюючі. Це
найменування відбиває чи здатність нездатність сплаву помітно
підвищувати міцність при термічній обробці.
Структурні перетворення, що відбуваються в алюмінієвих сплавах при їхній
термічній обробці, істотно відрізняється від таких у сталі тому, що
алюміній не має аллотропічного перетворення. У них підвищення міцності
може відбуватися тільки за рахунок процесів, зв’язаних з виділенням із
перенасиченого в результаті загартування твердого розчину якихось
зміцнюючіх фаз.
Характерними зміцнюючими сплавами є дюралюмінії-сплави алюмінію з міддю,
що містять постійні домішки кремнію й заліза і можуть бути леговані
магнієм і марганцем. Кількість міді в них знаходиться в межах 2.2-7 %.
Назва марок дюралюмінію починається буквою Д, потім йде цифра, що не
відбиває хімічного складу, а являє собою просто номер. У різний час було
розроблено багато марок дюралюмінію, але багато хто з них не знайшли
широкого застосування. Зараз промисловість випускає п’ять основних марок
дюралюмінію, хімічний склад яких приведений у таблиці.
Дюралюміній Основний хім. склад
Cu Mn Mg Si Fe
Д 1 3,8-4,8 0,4-0,8 0,4-0,8 0,7 0,7
Д 16 3,8-4,9 0,3-0,9 1,2-1,8 0,5 0,5
Д 18 2,2-3,0
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
