Что такое алюминиевый сплав?
Алюминиевый сплав — это химический состав, в котором к чистому алюминию добавляются другие элементы с целью улучшения его свойств, в первую очередь для повышения прочности. Эти другие элементы включают железо, кремний, медь, магний, марганец и цинк в количествах, которые в совокупности могут составлять до 15 процентов сплава по весу. Сплавам присваивается четырехзначный номер, в котором первая цифра обозначает общий класс или серию, характеризующуюся его основными легирующими элементами.
Чистый алюминий
Серия 1ххх
Сплавы серии 1xxx состоят из алюминия чистотой 99 процентов и выше. Эта серия обладает превосходной коррозионной стойкостью, отличной обрабатываемостью, а также высокой тепло- и электропроводностью. Вот почему серия 1xxx обычно используется для линий электропередачи или электросети. Общие обозначения сплавов в этой серии: 1350 для электроприборов и 1100 для лотков для упаковки пищевых продуктов.
Термообрабатываемые сплавы
Некоторые сплавы упрочняются путем термообработки на раствор с последующей закалкой или быстрым охлаждением. При термообработке твердый легированный металл нагревается до определенной точки. Элементы сплава, называемые растворенными веществами, равномерно распределяются по алюминию, превращая их в твердый раствор. Впоследствии металл закаливают или быстро охлаждают, в результате чего атомы растворенного вещества замораживаются на месте. Атомы растворенного вещества в результате объединяются в мелкораспределенный осадок. Это происходит при комнатной температуре, что называется естественным старением, или при работе в печи при низкой температуре, что называется искусственным старением.
серия 2ххх
В серии 2xxx медь используется в качестве основного легирующего элемента и может быть значительно упрочнена за счет термообработки на раствор. Эти сплавы обладают хорошим сочетанием высокой прочности и ударной вязкости, но не обладают такой стойкостью к атмосферной коррозии, как многие другие алюминиевые сплавы. Поэтому для таких воздействий эти сплавы обычно окрашивают или плакируют. Обычно они плакируются сплавом высокой чистоты или сплавом серии 6xxx, чтобы значительно противостоять коррозии. Сплав 2024, пожалуй, самый известный авиационный сплав.
Серия 6ххх
Серия 6xxx универсальна, поддается термообработке, легко формуется, сваривается и имеет умеренно высокую прочность в сочетании с превосходной коррозионной стойкостью. Сплавы этой серии содержат кремний и магний для образования силицида магния внутри сплава. Экструзионная продукция серии 6xxx является лучшим выбором для архитектурного и конструкционного применения. Сплав 6061 является наиболее широко используемым сплавом этой серии и часто используется в рамах грузовых автомобилей и морских судов. Кроме того, некоторые чехлы для телефонов были изготовлены из сплава серии 6ххх.
Серия 7ххх
Цинк является основным легирующим агентом для этой серии, и когда магний добавляется в меньшем количестве, в результате получается термообрабатываемый сплав очень высокой прочности. Другие элементы, такие как медь и хром, также могут быть добавлены в небольших количествах. Наиболее известны сплавы 7050 и 7075, которые широко используются в авиационной промышленности.
Нетермообрабатываемые сплавы
Нетермообработанные сплавы упрочняются путем холодной обработки. Холодная обработка происходит при прокатке или ковке и представляет собой «обработку» металла с целью сделать его более прочным. Например, при прокатке алюминия до более тонких листов он становится прочнее. Это связано с тем, что холодная обработка создает в структуре дислокации и вакансии, которые затем препятствуют движению атомов относительно друг друга. Это увеличивает прочность металла. Легирующие элементы, такие как магний, усиливают этот эффект, что приводит к еще большей прочности.
Серия 3ххх
Марганец является основным легирующим элементом в этой серии, часто с добавлением меньшего количества магния. Однако в алюминий можно эффективно добавлять только ограниченный процент марганца. 3003 является популярным сплавом общего назначения, поскольку он обладает умеренной прочностью и хорошей обрабатываемостью и может использоваться в таких устройствах, как теплообменники и кухонная утварь. Сплав 3004 и его модификации используются в корпусах алюминиевых банок для напитков.
Серия 4ххх
Сплавы серии 4ххх сочетаются с кремнием, который можно добавлять в достаточных количествах для снижения температуры плавления алюминия, не вызывая при этом хрупкости. Благодаря этому серия 4xxx производит превосходную сварочную проволоку и припои, где требуется более низкая температура плавления. Сплав 4043 — один из наиболее широко используемых присадочных сплавов для сварки сплавов серии 6ххх для конструкционных и автомобильных применений.
Серия 5ххх
Магний является основным легирующим агентом серии 5xxx и одним из наиболее эффективных и широко используемых легирующих элементов для алюминия. Сплавы этой серии обладают прочностными характеристиками от умеренных до высоких, а также хорошей свариваемостью и устойчивостью к коррозии в морской среде. По этой причине алюминиево-магниевые сплавы широко используются в строительстве, резервуарах для хранения, сосудах под давлением и в морской технике. Примеры распространенных применений сплава включают: 5052 в электронике, 5083 в морском применении, анодированные листы 5005 для архитектурного применения и 5182 для изготовления алюминиевых крышек для банок для напитков.
