Технический алюминий
Лекция алюминий
Алюминий— металл серебристо-белого цвета. Кристаллизуется в решетке ГЦК с периодом a = 0,4041 нм (при 20 ° С) и полиморфных превращений не испытывает. Алюминий обладает малой плотностью (2700 кг/м3), низкой температурой плавления (660 ° С), а также высокой электро- и теплопроводностью. Для алюминия характерна высокая пластичность и малая прочность. Основные физико-механические характеристики алюминия приведены ниже.
Характеристики основных физико-механических свойств алюминия
Плотность r , (кг/м3) ∙ 10–3 | 2,7 |
Температура плавления Тпл, ° С | |
Температура кипения Ткип, ° С | 2 327 |
Скрытая теплота плавления, Дж/г | 393,6 |
Теплопроводность l , Вт/м × град (при 20 ° С) | |
Теплоемкость Ср, Дж/(г × град) (при 0–100 ° С) | 0,88 |
Коэффициент линейного расширения a × 106, 1/° С (при 25 ° С) | 24,3 |
Удельное электросопротивление r × 108, Ом× м (при 20 ° С) | 2,7 |
Предел прочности s в, МПа | 40–60 |
Относительное удлинение d , % | 40–50 |
Твердость по Бринеллю НВ | |
Модуль нормальной упругости E , ГПа |
Алюминий обладает хорошей коррозионной стойкостью в атмосфере и среде многих органических кислот, что обусловлено образованием на его поверхности сплошной тонкой (≈ 5 нм) и плотной оксидной пленки Al2O3. В щелочных средах и некоторых неорганических кислотах алюминий быстро разрушается.
По масштабам производства и потребления алюминий занимает второе место после железа.
Отечественная промышленность выпускает первичный алюминий (ГОСТ 11069–74) трех сортов (табл. 16.1): особой чистоты (А999), высокой чистоты (А995–А95) и технической чистоты (А85–А0). В обозначении марки буква «А» означает алюминий, а последующие цифры указывают десятые, сотые и тысячные доли процента содержания алюминия. Например, алюминий марки А995 содержит не менее 99,995 % Al, марки А6 — 99,6 % Al, марки А0 — 99,0 % Al.
Алюминий особой и высокой чистоты применяется для лабораторных и специальных целей, алюминий технической чистоты — для технических целей (выпуск деформируемого полуфабриката, получения сплавов и др.).
Основные примеси в алюминии — Fe и Si. Железо и кремний практически не растворимы в твердом алюминии и образуют тройные промежуточные фазы a (Fe2SiAl6) и b (FeSiAl5), которые приводят к повышению прочности и снижению пластичности.
Таблица 16.1
Марки и химический состав (%) первичного алюминия (ГОСТ 11069–74)
Обозначение марок | Al, не менее | Примеси, не более | |||||
Fe | Si | Cu | Zn | Ti | сумма | ||
Алюминий особой чистоты | |||||||
А999 | 99,999 | – | – | – | – | – | 0,001 |
Алюминий высокой чистоты | |||||||
А995 | 99,995 | 0,0015 | 0,0015 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,005 |
А99 | 99,99 | 0,003 | 0,003 | 0,003 | 0,003 | 0,002 | 0,010 |
А97 | 99,97 | 0,015 | 0,015 | 0,005 | 0,003 | 0,002 | 0,03 |
А95 | 99,95 | 0,025 | 0,020 | 0,010 | 0,005 | 0,002 | 0,05 |
Алюминий технической чистоты | |||||||
А85 | 99,85 | 0,08 | 0,06 | 0,01 | 0,02 | 0,008 | 0,15 |
А8 | 99,8 | 0,12 | 0,10 | 0,01 | 0,04 | 0,01 | 0,20 |
А7 | 99,7 | 0,16 | 0,15 | 0,01 | 0,04 | 0,01 | 0,30 |
А7Е*** | 99,7 | 0,20 | 0,08 | 0,01 | 0,04 | 0,01* | 0,30 |
А6 | 99,6 | 0,25 | 0,18 | 0,01 | 0,05 | 0,02 | 0,40 |
А5Е | 99,5 | 0,35** | 0,10 | 0,02 | 0,04 | 0,015* | 0,50 |
А5 | 99,5 | 0,30 | 0,25 | 0,02 | 0,06 | 0,02 | 0,50 |
А0 | 99,0 | 0,50 | 0,5 | 0,02 | 0,08 | 0,02 | 1,0 |
* Для суммы титана, ванадия, хрома и марганца.
** Допускается массовая доля железа не менее 0,18 %.
*** «Е» — в марках с гарантированными электрическими характеристиками.
Технический алюминий
Марки и химический состав технического алюминия (ГОСТ 4784–97) приведены в табл. 16.2. Большой объем производства полуфабрикатов из технического алюминия составляют листы, проволока, прутки, трубы, которые применяются в трех состояниях: отожженном (М), полунагартованном (Н2) или нагартованном (Н), горячекатаном (ГК). Механические свойства технического алюминия приведены в табл. 16.3.
Технический алюминий и его сварные соединения обладают высокой коррозионной стойкостью к межкристаллитной, расслаивающей коррозии и не склонны к коррозионному растрескиванию.
Таблица 16.2
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
Статья 93. Земли обороны и безопасности | | | Волны в упругой пластине. |
Дата добавления: 2015-12-26; просмотров: 3140;