Алюминиевые сплавы

Алюминий –очень легкий серебристо-белый металл, его плотность 2.7 г/см³ , т.е. он в три раза легче меди. Алюминий обладает высокой пла­стичностью, хорошими теплопроводностью и электропроводимостью (R_уд = 27 нОм×м). Замечательная коррозионная стойкость, поскольку на поверхности металла образуется прочная оксидная пленка Al₂O₃, которая защищает его от дальнейшего окисления. Хорошо обрабатывается резанием.

Чистый алюминий мягкий, но его сплавы имеют хорошую прочность и твердость. Поэтому в основном используется в виде сплавов. Дешевле меди, из-за чего алюминиевые провода все шире применяют для электропроводки.

Используется в судостроении и авиапромышленности для изготовления корпусов, обшивки, каркасов. Из него делают также трубы, радиаторы, теплообменники, электропроводящие шины, провода. В бытовых нуждах используется для изготовления рам окон, дверей, посуды.

Свойства алюминия и некоторых его сплавов приведены в табл.8.

.

Табл.8. Механические свойства алюминиевых сплавов

	σв , МПа	δ, %	НВ , МПа
Литой Al
AМц (1% Mn)
AMг6 (6% Mg)
Д16
В95
В96

 

 

Легирование алюминия позволяет значительно повысить механические свойства. Так сплав АМг6, содержащий 6% примеси магния, имеет твердость и прочность 5-7 раз выше, чем у чистого алюминия. По механическим свойствам этот сплав близок к углеродистой стали, но легче его почти в 3 раза.

По соотношению прочности и плотности вычисляют удельная прочность материала:

, (4.1)

где s_в – предел прочности , r – плотность материала, g – ускорение свободного падения.

Она имеет размерность длины. По этому параметру алюминиевые сплавы находятся на уровне высокопрочных легированных сталей s_уд = 23 км (для легированных сталей s_уд = 27 км).

Немецкий физик Альфред Вильм, живший в городе Дюрен, изучал свойства алюминиевого сплава легированного медью, магнием и марганцем. Для повышения прочности сплав закаляли, но опыты на давали желаемого результата. Помог случай. Однажды нерадивый лаборант не сделал вовремя измерений свойств образцов, просто забыв о них, и вернулся к измерениям только через неделю. Каково же было удивление ученых, когда обнаружили значительное увеличение прочности забытых образцов. Теперь этот процесс называют старением. А найденный сплав получил название дюралюминий, в честь родного города Вильма.

Теперь этот сплав широко применяется. В таблице приведены примеры свойств дюралюминия марки Д16, высокопрочного дюралюминия марок В95, В96. При очень высокой прочности эти сплавы сочетают легкость алюминия.

Другой сплав алюминия с кремнием называется силумин. Он даже легче чистого алюминия, его плотность 2,65 г/см³. Это хороший литейный сплав, из которого изготавливают корпуса насосов, компрессоров, картеры двигателей, теплообменники и пр.