Нелегированный технический алюминий. Свойства. Применение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

Кафедра: Технология и автоматизация обработки материалов

Доклад

На тему: «Нелегированный технический алюминий. Свойства. Применение.»

Содержание

Краткая информация о чистом алюминии

Свойства нелегированного технического алюминия

Применение нелегированного технического алюминия

Список литературы

Краткая информация о чистом алюминии

Алюминий (лат. Aluminium, от alumen - квасцы) - серебристо-белый металл, легкий, пластичный, с высокой электропроводностью, t пл. = 660 °С. Химически активен (на воздухе покрывается защитной оксидной пленкой). По распространенности в природе занимает 4-е место среди элементов и 1-е среди металлов (8,8% от массы земной коры). Известно несколько сотен минералов Алюминия (алюмосиликаты, бокситы, алуниты и др.). Получают электролизом глинозема Al₂О₃ в расплаве криолита Na₃AlF₆ при 950 °С.

Алюминий имеет решётку гранецентрированного куба, устойчив при температурах от -269 °С до точки плавления (660 °С).Теоретическая плотность алюминия равна 2698,72 кг/м3. Экспериментальные значения для поликристаллического материала находятся в пределах от 2696,6 до 2698,8 кг/м3. Коэффициент температурного расширения при комнатной температуре 23?10^-6К^-1. Теплопроводность составляет при 24°С 2,37 Вт?см^-1?К^-1. Электросопротивление алюминия высокой чистоты (99,99%) при 20°С составляет 2,6548?10^-8 Ом?м, или 65% электросопротивления международного эталона из отожжённой меди. Отражательная способность полированной поверхности составляет более 90%.

Свойства нелегированного технического алюминия

Технический алюминий различных степеней чистоты (от 99,7 до 98% Al) находит некоторое применение в промышленности в форме листов, лент, труб, фольги, проволоки и т.д., и имеет высокую пластичность, плавится при температуре 658°С и кипит при 2500°С. Он может деформироваться холодной и горячей ковкой и штамповкой при разных видах нагружения. При этом изменение скорости деформации не вызывает значительного понижения пластичности алюминия. Технический алюминий подвергают ковке и штамповке на прессах, ковочных машинах и молотах преимущественно на плоских бойках и в открытых штампах. Он также хорошо сваривается газовой, аргонодуговой и контактной сваркой, но при этом плохо обрабатывается резанием.

Рис.1. Типичные механические свойства технического алюминия (деформируемого) с химическим составом Al ? 99%.

Основными примесями в алюминии являются железо и кремний. Количество железа и кремния определяет свойства алюминия в отожжённом состоянии. Добавки железа и кремния повышают прочность алюминия и снижают пластичность.

Растворимость железа в алюминии очень мала (менее 0,01% при 200°); при содержании железа свыше 0,01% происходит выделение химического соединения FeAl₃, являющегося катодом по отношению к алюминию и ускоряющего его коррозию. Это химическое соединение содержится в сплаве в виде хрупких кристаллов, вследствие чего пластичность и обрабатываемость металла ухудшается.

Кремний растворяется в алюминии при комнатной температуре в количестве около 0,05%, а при 577° растворимость его повышается до 1,65%. При охлаждении кремний выпадает в свободном виде. Закалкой алюминия при повышенной температуре можно перевести кремний в твёрдый раствор. Примесь кремния менее опасна, чем примесь железа, так как он образует на поверхности металла плёнку SiO₂, аналогичную по свойствам плёнке Al₂O₃.

Упрочнение алюминия от этих примесей невелико и практического значения не имеет. Кроме этих примесей, в алюминии присутствуют обычно в незначительных количествах (от нескольких тысячных до нескольких сотых процентов) медь, цинк, натрий, кальций, влияние которых на свойства алюминия незначительно.

Основным методом упрочнения алюминия является нагартовка (наклёп). Влияние нагартовки на механические свойства алюминия чистоты 98% показано на рис.2.

Рис.2. Изменение механических свойств при холодном деформировании алюминия и сплавов АМг и АМц.

Влияние добавки различных металлов на электропроводность алюминия (при 20°С) показано на рис.3.

Рис.3. Влияние примесей на электропроводность алюминия.

Полуфабрикаты из алюминия применяют в трёх состояниях - отожжённом, полунагартованном и нагартованном. Для снятия нагартовки прибегают к отжигу.

Технический алюминий обладает высокими показателями теплопроводности, электропроводности, коррозионной стойкости и пластичности. Ограничение областей его применения обуславливается главным образом низкой прочностью.

технический алюминий нелегированный электропроводность

Применение нелегированного технического алюминия

Алюминий в форме листов применяется для изготовления сварных резервуаров, цистерн и других сосудов для жидкостей и газов. Довольно широко применяется алюминий и для изготовления проводов электропередач. Также технический алюминий применяется в электротехнике в качестве проводникового материала. Электропроводность алюминия составляет 65% от электропроводности меди при значительно меньшей плотности.

Технический алюминий используют во всём диапазоне температур ниже 150°С для труб теплообменных аппаратов и других малонагруженных деталей и узлов, а также в качестве матриц композиционных материалов.

Список литературы

Чудаков Е.А. «Машиностроение. Энциклопедический справочник. Раздел 2 Том 4»;

Поляков К.А. «Коррозия и химически стойкие материалы»;

Арзамасов Б.Н. «Конструкционные материалы»;

Размещено на Allbest.ru