1. Введення
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.
Введення 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, який не тільки не знижує корозійну стійкість, але навіть трохи підвищує її, і магнієм який теж підвищує корозійну стійкість (якщо його не більше 3%) і знижує відносну щільність, тому що він легше, ніж алюміній.
Основними легуючими елементами в різних деформівних сплавах є мідь, магній, марганець і цинк, крім того, у порівняно невеликих кількостях вводяться також кремній, залізо, нікель і деякі інші елементи.
Для отримання деформівних 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 бути 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 і обумовлює їхню гарну оброблюваність тиском.
деформуючі сплави використовуються в автомобільному виробництві для внутрішньої обробки, бамперів, панелей кузовів і деталей інтер'єру; в будівництві, як оздоблювальний матеріал; в літальних апаратах та ін Алюміній у великому обсязі використовується в будівництві у вигляді облицювальних панелей, дверей, віконних рам, електричних кабелів. Алюмінієві сплави не схильні до сильної корозії протягом тривалого часу при контакті з бетоном, будівельним розчином, штукатуркою, особливо якщо конструкції не піддаються частому намоканню.
деформуючі алюмінієві сплави поділяють на зміцнюючі й незміцнюючих. Це найменування відбиває здатність нездатність сплаву помітно підвищувати міцність при термічній обробці.
Вже зараз важко знайти галузь промисловості, де б не використовувався алюміній або його сплави - від мікроелектроніки до важкої металургії. Це обумовлюється хорошими механічними якостями, легкістю, малої температурою плавлення, що полегшує обробку, високим зовнішніми якостями, особливо після спеціальної обробки. З огляду на перелічені та багато інших фізичні і хімічні властивості алюмінію, його невичерпна кiлькiсть в земній корі, можна сказати, що алюміній - один з найперспективніших матеріалів майбутнього.
2. Застосування деформівних алюмінієвих сплавів в народному господарстві.
Сплави на основі систем Al-Mn (АМЦ) і AL-Mg (АМг6), не зміцнює термічною обробкою. Їх використовують у відпаленого (М), нагартована (Н) або полунагартованном (П) станах. Ці сплави добре зварюються. Їх застосовують для виготовлення корозійностійких виробів, одержуваних методами глибокої витяжки і зварювання (наприклад, зварювальних бензобаків, трубопроводів для масла і бензину, корпусів і щогл суден);
Сплави системи Al-Mg-Si (АВ, АД31, АД33), незміцнюється загартуванням (520-530 0 С) і штучним старінням (150-170 0 С, 10-12 ч). Ці сплави незалежно від стану матеріалу, не схильні до корозійного розтріскування під напругою. Вони задовільно обробляються різанням в загартованому і зістарена стані, а також зварюються за допомогою точкового, шовного та аргонодугового зварювання. Більшою корозійною стійкістю мають сплави АД31 і АД33, що працюють в інтервалі -70 до +50 0 С; сплав Авіаль АВ з вказаної групи сплавів характеризується більшою міцністю. Із сплавів АВ, АД31 і АД33 виготовляють лопаті і деталі кабін вертольотів, барабани коліс гідролітаків.
Хорошим поєднання міцності і пластичності відрізняються сплави системи AL-Cu-Mg - дюралюмінію Д1, Д16, Д18, Д19, ВД17 та ін Вони упрочняются термічною обробкою, добре зварюються точковим зварюванням, задовільно обробляються різанням (в термоупрочнение стані); однак схильні до міжкристалітної корозії після нагріву (особливо Д1, Д16 і В65). Значне підвищення корозійної стійкості сплавів досягається плакуванням (покриттям їх технічних алюмінієм (А7, А8). Сплави Д19 і ВД17 працюють при нагріванні до 200-250 0 С (наприклад, зі сплаву ВД17 виготовляють лопатки компресора двигуна). В авіації дюралюмінію застосовують для виготовлення лопатей повітряних гвинтів (Д1), силових елементів конструкцій літаків (Д16, Д19), заклепок (В65, Д18) і ін
Високоміцні сплави системи Al-Zn-Mg-Cu (В93, В95, В96Ц) характеризуються великими значеннями тимчасового опору (до 700МПа). При цьому достатня пластичність, тріщиностійкість і опір корозії досягаються режимами коагуляційного ступеневої старіння (Т2, Т3), а також застосуванням сплавів підвищеної (В95пч) і особливої вЂ‹вЂ‹(В95оч) чистоти. В даному випадку сплави володіють кращою корозійної стійкістю, ніж дюралюмінію. Робоча температура високоміцних сплавів не перевищує 120 0 С, бо вони не є теплопрочнимі. Сплави використо-вуються для виготовлення високонавантажених виробів, як правило, працюють в умовах стиснення (стрингери, шпангоути, лонжерони та ін)
високомодульного сплав 1420 володіє за рахунок легування алюмінію літієм і магнієм (система Al-Mg-Li) зниженій (на 11%) щільністю і одночасно підвищеним (на 4%) модулем пружності по порівнянні з властивостями сплаву Д16.
Сплав 1420 характеризується корозійною стійкістю (аналогічної сплаву АМг6М) після гартування з штучним старінням (Т1), а також після зварювання. Сплав може бути використаний для заміни у виробах сплаву Д16, забезпечуючи при цьому зниження їх маси на 10-15%.
Високої пластичністю при гарячій обробці тиском володіють кувальні сплави АК6 і АК8 (система Al-Mg-Si-Cu). Вони задовільно зварюються, добре обробляються різанням, але схильні до корозії під напругою. Для забезпечення корозійної стійкості деталі зі сплавів АК6 і АК8 анодируют (електрохімічних оксидируют) або наносять лакофарбові покриття. З кувальних сплавів виготовляють куванням і штампуванням деталі літаків, що працюють під навантаженням (рами, пояси лонжеронів, кріпильні деталі). Ці сплави здатні працювати при кріогенних температурах.
Жароміцні алюмінієві сплави системи Al-Cu-Mn (Д20, Д21) і Al-Cu-Mg-Fe-Ni (АК4-1) застосовують для виготовлення деталей (поршні, головки циліндрів, диски і лопатки компресорів), що працюють при підвищених температурах (до 300 0 С). Жароміцність досягається за рахунок легування сплавів нікелем, залізом і титаном, загальмовують дифузійні процеси і створюючими складнолегована дрібнодисперсні упрочняющие фази, стійкі до коагулящіі при нагріванні. Сплави мають високу пластичністю і технологічністю в гарячому стані, добре (Д20) або задовільно (Д21, АК4-1) зварюються, однак відрізняються зниженою корозійною стійкістю; їх захищають від корозії анодуванням і лакофарбовими покриттями. При 250 0 З більшою жароміцністю володіють сплави Д21, Д20 в порівнянні зі сплавом АК4-1.
3. Класифікація деформівних алюмінієвих сплавів.
В основу класифікації товарів закладені ведучі, характерні ознаки. Основними класифікаційними ознаками промислової продукції є: походження (продукція металургії, хімічної промисловості, машинобудування і т.д.); участь у виробничому про-процесі (сировина, паливо, енергія і т.д.); призначення. Для непродовольсвенних товарів характерними ознаками є: призначення, вихідний матеріал, спосіб виробництва, особливості конструкції, розмірні показники, фасон, обробка та ...
