властивості алюмінію
Алюміній характеризується високою електро- і теплопровідністю, корозійну стійкість, пластичність, морозостійкість. Найважливішим властивістю алюмінію є його мала щільність (приблизно 2.70 г / куб.см). Температура плавлення алюмінію близько 660 С.
Фізико-хімічні, механічні та технологічні властивості алюмінію дуже сильно залежать від виду і кількості домішок, погіршуючи більшість властивостей чистого металу. Основними природними домішками в алюмінії є залізо і кремній. Залізо, наприклад, коли вони присутні у вигляді самостійної фази Fe-Al. знижує електропровідність і корозійну стійкість, погіршує пластичність, але дещо підвищує міцність алюмінію.
1) Металознавство алюмінію і його сплавів. Під ред. І.Н.Фрідляндер. М. 1971. 2) Механічні і технологічні властивості металів. А.В.Бобилев. М. 1980.
Алюміній високої чистоти
- Фольга для обкладок конденсаторів
Алюміній технічної чистоти
- Катанка для виробництва
- Сировина для виробництва алюмінієвих сплавів
- Прокат (прутки, стрічки, листи, дріт, труби)
Головне практичне відмінність між технічним і висоокоочіщенним алюмінієм пов'язано з відмінностями в корозійної стійкості до деяких середовищ. Природно, що чим вище ступінь очищення алюмінію, тим він дорожчий.
У спеціальних цілях використовується алюміній високої чистоти. Для виробництва алюмінієвих сплавів, кабельно-провідникової продукції та прокату використовується технічний алюміній. Далі мова буде йти про технічний алюмінії.
Найважливіша властивість алюмінію - висока електропровідність, по якій він поступається тільки сріблу, міді і золота. Поєднання високої електропровідності з малою щільністю дозволяє алюмінію конкурувати з міддю в сфері кабельно-провідникової продукції.
Електропровідність залежить від стану матеріалу. Тривалий отжиг при 350 ° С покращує провідність, а нагартовка провідність погіршує.
Величина питомої електричного опору при температурі 20 ° С становить Ом * мм 2 / м або мкОм * м.
0.0277 - відпалений дріт з алюмінію марки А7Е
0.0280 - відпалений дріт з алюмінію марки А5Е
0.0290 - після пресування, без термообробки з алюмінію марки ПЕКЛО0
Таким чином питомий електроопір провідників з алюмінію приблизно в 1.5 рази вище електроопору мідних провідників. Відповідно електропровідність (величина зворотна питомому опору) алюмінію складає 60-65% від електропровідності міді. Електропровідність алюмінію зростає зі зменшенням кількості домішок.
Температурний коефіцієнт електроопору алюмінію (0.004) приблизно такий же, як у міді.
Теплопровідність алюмінію при 20 С становить приблизно 0.50 кал / см * с * С і зростає зі збільшенням чистоти металу. За теплопровідності алюміній поступається тільки сріблу і міді (приблизно 0.90), втричі перевищуючи теплопровідність маловуглецевої сталі. Це властивість визначає застосування алюмінію в радіаторах охолодження і теплообмінниках.
Інші фізичні властивості.
Алюміній має дуже високу питому теплоємність (приблизно 0.22 кал / г * С). Це значно більше, ніж для більшості металів (у міді - 0.09). Питома теплота плавлення також дуже висока (приблизно 93 кал / г). Для порівняння - у міді і заліза ця величина складає приблизно 41-49 кал / г.
Корозійні властивості алюмінію.
Сам по собі алюміній є дуже хімічно активним металом. З цим пов'язано його застосування в алюмотермії і в виробництві ВВ. Однак на повітрі алюміній покривається тонкою (близько мікрона), плівкою окису алюмінію. Маючи високу міцність і хімічної інертністю, вона захищає алюміній від подальшого окислення і визначає його високі антикорозійні властивості в багатьох середовищах.
В алюмінії високої чистоти окісна плівка суцільна і безпориста, має дуже міцне зчеплення з алюмінієм. Тому алюміній високої і особливої чистоти дуже стійкий до дії неорганічних кислот, лугів, морської води і повітря. Зчеплення окисної плівки з алюмінієм в місцях знаходження домішок значно погіршується і ці місця стають уразливі для корозії. Тому алюміній технічної чистоти має меншу стійкість. Наприклад по відношенню до слабкої соляної кислоти стійкість рафінованого і технічного алюмінію різниться в 10 разів.
На алюмінії (і його сплавах) зазвичай спостерігається точкова корозія. Тому стійкість алюмінію і його сплавів в багатьох середовищах визначається не по зміні ваги зразків і не по швидкості проникнення корозії, а зі зміни механічних властивостей.
Наявність заліза зменшує стійкість алюмінію також до лугів, але не позначається на стійкості до сірчаної та азотної кислоти. В цілому корозійна стійкість технічного алюмінію в залежності від чистоти погіршується в такому порядку: А8 і АД000, А7 і АД00, А6, А5 і ПЕКЛО0, АД1, А0 і АТ.
При температурі понад 100С алюміній взаємодіє з хлором. З воднем алюміній не взаємодіє, але добре його розчиняє, тому він є основною складовою газів, присутніх в алюмінії. Шкідливий вплив на алюміній надає водяна пара, дисоціюють при 500 С, при більш низьких температурах дію пара незначно.
Алюміній стійкий в наступних середовищах.
- природна прісна вода до температур 180 С. Швидкість корозії зростає при аерації,
домішках їдкого натру, соляної кислоти і соди.
- концентрована азотна кислота
- кислі солі натрію, магнію, амонію, гипосульфит.
- слабкі (до 10%) розчини сірчаної кислоти,
- 100% сірчана кислота
- слабкі розчини фосфорної (до 1%), хромової (до 10%)
- борна кислота в будь-яких концентраціях
- оцтова, лимонна, винна. яблучна кислота, кислі фруктові соки, вино
Алюміній нестійкий в таких середовищах.
- розбавлена азотна кислота
- розбавлена сірчана кислота
- плавикова і бромистоводнева кислота
- щавлева, мурашина кислота
- розчини їдких лугів
- вода, що містить солі ртуті, міді, іонів хлору, що руйнують окисну плівку.
В контакті з більшістю технічних металів і сплавів алюміній служить анодом і його корозія буде збільшуватися.
Модуль пружності E = 7000-7100 кгс / мм 2 для технічного алюмінію при 20 С. При підвищенні чистоти алюмінію його величина зменшується (6700 для А99).
Модуль зсуву G = 2700 кгс / мм 2.
Основні параметри механічних властивостей технічного алюмінію наведені нижче:
Наведені показники дуже орієнтовними:
1) Для відпаленого і литого алюмінію ці значення залежать від марки технічного алюмінію. Чим більше домішок, тим більше міцність і твердість і нижче пластичність. Наприклад твердість литого алюмінію складає: для А0 - 25НВ, для А5 - 20НВ, а для алюмінію високої чистоти А995 - 15НВ. Межа міцності при розтягуванні для цих випадків становить: 8,5; 7.5 і 5 кгс / мм 2. а відносне подовження 20; 30 і 45% відповідно.
2) Для деформованого алюмінію механічні властивості залежать від ступеня деформації, виду прокату і його розмірів. Наприклад межа міцності при розтягуванні складає не менше 15-16 кгс / мм 2 для дроту і 8 - 11 кгс / мм 2 для труб.
Однак, в будь-якому випадку, технічний алюміній це м'який і неміцний метал. Низька межа плинності (навіть для нагартована прокату він не перевищує 12 кгс / мм 2) обмежує застосування алюмінію по допустимим навантаженням.
Алюміній має низький межа повзучості: при 20 С - 5 кгс / мм 2. а при 200 ° С - 0.7 кгс / мм 2. Для порівняння: у міді ці показники дорівнюють 7 і 5 кгс / мм 2 відповідно.
Низька температура плавлення і температура початку рекристалізації (для технічного алюмінію приблизно 150 С), низька межа повзучості обмежують температурний діапазон експлуатації алюмінію з боку високих температур.
Пластичність алюмінію не погіршується при низьких температурах, аж до гелієвих. При зниженні температури від +20 С до - 269 С, межа міцності зростає в 4 рази у технического алюминия і в 7 разів у високочистого. Межа пружності при цьому зростає в 1.5 рази.
Морозостійкість алюмінію дозволяє використовувати його в кріогенних пристроях і конструкціях.
Висока пластичність алюмінію дозволяє виробляти фольгу (товщиною до 0.004 мм), вироби глибокої витяжкою, використовувати його для заклепок.
Алюміній технічної чистоти при високих температурах проявляє крихкість.
Різанням дуже низька.
Температура рекристаллизационного відпалу 350-400 С, температура відпустки - 150 С.
Труднощі зварювання алюмінію обумовлені 1) наявністю міцної інертною окисної плівки, 2) високої теплопровідності.
Проте алюміній вважається добре зварюваних металом. Зварений шов має міцність основного металу (в відпаленого стані) і такі ж корозійні властивості. Детально про зварювання алюмінію см. Наприклад, www. weldingsite .com .ua.
Через низьку міцності алюміній застосовується тільки для ненавантажених елементів конструкцій, коли важлива висока електро- або теплопровідність, корозійна стійкість, пластичність або свариваемость. З'єднання деталей здійснюється зварюванням або заклепками. Технічний алюміній застосовується як для лиття, так і для виробництва прокату.
На складі підприємства завжди є листи, дріт і шини з технічного алюмінію.
(Див. Відповідні сторінки. Сайту). Під замовлення поставляються чушки А5-А7.