CMSimple.dk Template

Металлургия алюминия > Применение алюминия > Сплавы

Сплавы

Для повышения механических свойств изделий изготавливаются алюминиевые сплавы, легированные различными элементами (Си, Mn, Si, Mg, Zn и др.). ГОСТ 1131-76 регламентирует химический состав и размеры чушек, предназначенных для изготовления слитков, обрабатываемых давлением и используемых для подшихтовки при получении этих сплавов. Требования указанного ГОСТа распространяются в первую очередь на предприятия по производству первичного и вторичного алюминия, которые поставляют свою продукцию на те предприятия, которые из этих сплавов изготавливают слитки, пригодные для дальнейшей обработки давлением (прокатка, волочение, штамповка, экструзия и пр.).

Химический состав алюминиевых деформируемых сплавов регламентирует ГОСТ 4784-74. В зависимости от содержания главного легирующего элемента все сплавы делятся на пять серий (Mn, Mg, (Mg + Si), (Си + Mg), Zn), которые, в свою очередь, состоят из нескольких марок сплавов. В настоящее время широкое распространение получила разработанная американской ассоциацией производителей алюминия четырехзначная цифровая маркировка деформируемых сплавов.

Деформируемые сплавы целесообразно разделить на два основных класса:

  • неупрочняемые;
  • термически упрочняемые.

К неупрочняемым сплавам относятся различные сорта технического алюминия и многие сплавы, упрочнение которых может быть достигнуто путем нагартовки из отожженного состояния. К этому классу сплавов в основном относятся сплавы серий 1xxx, Зххх, 4ххх и 5ххх. Термическое упрочнение сплавов заключается в их термической обработке (отжиг, закалка и старение), и к этому классу относятся сплавы серий 2ххх, бххх и 7ххх, но несколько таких сплавов входят в серии 4ххх и 5ххх. Здесь же мы остановимся только на применении основных видов сплавов.

Одни виды изделий (фольга и плакированные полуфабрикаты) могут быть изготовлены как из неупрочняемых, так и термически упрочняемых сплавов, а другие (жесткие контейнеры и автомобильные детали) — из сплавов разных серий.

Алюминиевую фольгу , исключительно важный и широко используемый полуфабрикат, выпускают в промышленном масштабе из алюминия и термически неупрочняемых сплавов систем Al — Mn, Al — Mg. Заполнители для авиационных конструкций изготавливают из фольги, приготовленной из сплавов систем Al — Мп и Al — Mg, а при необходимости эксплуатации конструкции при повышенных температурах применяют сплав системы А1 — Си.

Плакированные полуфабрикаты , у которых с одной или обеих сторон основное изделие покрыто слоем алюминия или алюминиевого сплава, предназначены для химической защиты сердцевины. Наиболее часто плакированными полуфабрикатами являются листы и плиты, но иногда выпускают проволоку, трубы и пр., при этом толщина плакирующего слоя составляет от 1,5 до 10 % от толщины основного сплава. В большинстве случаев в качестве основного сплава применяют сплавы систем Al — Си, Al — Mn, Al — Mg — Si и Al — Zn, а в качестве плакирующего слоя используются сплавы систем Al - Mg - Si, Al и Al - Zn.

Полуфабрикаты с покрытием во многом сходны с плакированными полуфабрикатами, но они предназначены в основном для случаев, когда важно улучшенное качество поверхности или другие характеристики специального назначения.
Применяются изделия, покрытые припоем, температура плавления которого ниже температуры плавления сердцевины, и это качество используется для соединения деталей в узлы методом пайки. В частности, в качестве припоя находит применение сплав системы Al — Si, температура которого позволяет проводить пайку под слоем флюса.

Полуфабрикаты для автомобильной промышленности предназначаются в основном для изготовления бамперов, панелей кузовов, элементов внутренней отделки салона. Для внутренней отделки салона применяются сплавы системы Al — Mg, а для бамперов используются различные по составу сплавы системы Al — Zn, которые позволяют получать блестящее покрытие методом анодирования и хромирования. Для деталей кузова используют сплавы общего конструкционного назначения из сплавов систем Al — Mn, Al — Mg и Al — Mg — Si.

Сплавы для авиации были разработаны специально с целью снижения массы авиационных конструкций, и выпускают их для изготовления плит, листов и прессованных полуфабрикатов. Сплавы систем А1 — Си и Al — Zn были и остаются основными конструкционными материалами для авиационной промышленности в течение многих лет. Предъявляемым в ряде случаев требованиям повышенной вязкости отвечают сплавы повышенной чистоты систем А1 — Си и Al — Zn. Большой интерес представляют сплавы системы Al — Mg — Li из-за пониженной плотности и высокого модуля упругости.

Листы для изготовления жестких контейнеров применяют в основном для изготовления деталей донышек и обечаек консервных банок. Донышки банок изготавливают из сплава с содержанием 4,5 % меди и 0,35 % марганца, который имеет высокую прочность и хорошую формируемость. Обечайки банок получают ударной штамповкой или глубокой вытяжкой из сплавов системы Al — Мп.

Сплавы для блестящих поверхностей изготавливают для последующей обработки готовых изделий методом горячего анодирования. Для этой цели используют большой спектр различных сплавов систем Al — Mn, Al — Mg, Al — Mg — Si и Al — Zn, а также многие сорта технического алюминия. Диапазон применения таких деталей очень широк, особенно в товарах массового потребления.

Полуфабрикаты со специальной отделкой поверхности находят широкое применение в строительных конструкциях, для отделки которых используют анодирование, позволяющее получить гамму оттенков от серого до черного. Для этих целей в основном используются сплавы системы Al — Si.

Следует добавить, что производство полуфабрикатов из деформируемых сплавов осуществляется различными способами горячей и холодной обработки давлением.