класификация алуминиеви сплави

Както желязо и алуминий рядко се използва в чист вид. За да придаде предварително определени полезни свойства прибавят малки количества (често по-малко от 1%) на други елементи, наречени допинг. Така получава сплав и желязо и алуминий. Един такъв имот, който е много важен за структурни материали е тяхната сила.

От чист алуминий с алуминиеви сплави

Нелегиран алуминий има якост на опън от около 90 МРа. Въпреки това, малки добавки на цинк, мед, магнезий, хром и подходяща топлинна обработка може да се получи алуминиева сплав със съдържание до 700 МРа. Вариации на химичния състав, деформация и термични обработки, произведени сплави със свойства, които осигуряват различни изисквания за изпълнение на инженери.

Ковано алуминиеви сплави

Ковано алуминиева сплав е първата отливка в блокове (кръгли или правоъгълни) и след това се обработва с налягане им в гореща или студена състояние да придаде желаната форма:

подвижен - за производство на листове и фолиа;
натискане - за профили, тръби и пръти;
формоване - за получаване на по-сложни форми от валцовани или екструдирани полуготови продукти;
коване за производство на сложни форми с подобрени механични свойства.

Силата и други механични свойства, както и деформирани и отляти сплави се определя главно от техния химически състав, т.е. количество на легиращи елементи от алуминий, както и замърсители. Въпреки това, тези свойства могат да бъдат променени, за да се постигне оптимална комбинация чрез допълнителна обработка на сплави - или топлинна деформация, или и двете единия и другия. В резултат на това, че сплавта променя своите първоначални механични свойства, и получава неговото крайно състояние. където и са доставени на клиента. Втвърдяване на топлинна обработка се използва като леене и на деформираната сплав, в който случай те се наричат сплави, термично закалени.

Ковано сплави, които могат само чрез засилване им студена деформация (Peening) се нарича сплави, не са втвърдяващи чрез топлинна обработка или щам закаляване сплави.

Допинг на алуминиеви сплави

Най-важните легиращи елементи, които се използват за превръщане на алуминия към специфичните свойства на сплави - и от ковано и леене (разбира се, в различни количества) - са силиций (Si), магнезий (Mg), манган (Мп), мед (Си) и цинк (Zn).

Модификация на алуминиеви сплави

В комбинация с основните легиращи елементи често се използват други легиращи елементи: бисмут (BI), бор (В), хром (Сг), олово (Pb), никел (Ni), титан (Ti) и цирконий (Zr). Тези елементи обикновено се използват в малки количества (до 0.1% от теглото, въпреки че В, Р б и Cr може да бъде до 0.5%), за да им се даде специални свойства, модифицирани сплави за специални цели, като например тънколивкост, обработваемост , устойчивост на топлина, устойчивост на корозия, сила и т.н.

Алуминий или стомана?

При избора на алуминиева сплав като структурен материал, основният фактор е да се осигури здравината на произведен структурната част от него. Въпреки това, здравината на конструкцията на различните видове елементи осигуряват различни свойства на същия материал на строителство.

Например, силата на "дебели" колона ще зависи главно от точката на добив метал, докато силата на "глоба" - главно на модула на еластичност. Тъй като силата на добив на алуминиеви сплави често е сравнима с точките добив на обикновена конструкционна стомана, алуминий след това би могло да се конкурира с тях за "дебели" колони. Напротив, тъй като модула на еластичност на алуминий и неговите сплави е само там, където една трета от модула на еластичност на стоманата, алуминият едва ли може да се конкурира с стомана в "тънки" колони.

Сила, обаче, не е единствената строежа или експлоатацията характеристика на продукта. Такива допълнителни фактори, като устойчивост на корозия, лекотата на обработка (свиваемост или заваряемост), скованост (модул), податлив недостатъчност (удължаване), тегло (плътност), якост на умора и разходите, трябва по един или друг начин да се вземат предвид при избора желания структурен материал.

Цената на алуминий и стомана

Често материал цената е критичен фактор. Въпреки това, стоманите за сравнение и алуминиеви сплави на базата на разходите за единица маса или обем могат да бъдат подвеждащи, тъй като те имат различна сила, плътност и други свойства. Смята се, че средната стойност на всички видове структурни алуминиеви компоненти обикновено тежи около половината от теглото на стоманени компоненти. С оглед на това и като разходите за единица въглеродна стомана, ние откриваме, че стойността на индекса на алуминий е около 2 и неръждаема стомана - някъде 4-5.

Ако материалът разходите е единственият фактор и въглеродна стомана може да се използва без защитно антикорозионно покритие, това е винаги и навсякъде прилага само тях. Но, разбира се, взет под внимание и други фактори, като например разходи за експлоатация и поддръжка по време на целия живот на конструкцията. В допълнение, "правило" в някои специфични условия, че алуминиев елемент в два пъти по-лек от стоманата, не винаги е вярно. Така например, алуминиев компонент може да тежи значително по-малко, когато дебелината на члена стомана се увеличава с намаляването на евентуалното му въздействие твърде агресивна корозионна през целия експлоатационен живот.

Ниската цена на стоманата става незначително при прекалено висока цена на производство елементи от него, където се изискват сложни профили с напречно сечение, като фасадни Стенни конструкции. В такива случаи, стойността на елемент стомана е много по-голяма от стойността на неговия материал, тъй като за производството на този елемент на стоманената заготовка е необходимо механично процес, е студено или прегънати, и може да се прилага и заваряване. В същото време, разходите за производство на алуминиев профил е само една малка част от разходите на "суров" алуминий.

Поради високата цена на неръждаема стомана, те се използват само ако теглото на даден елемент или структура не е важно, но важен вид и начин на заваряване. Обикновено, когато неръждаема стомана се използва вместо алуминий, причината често е само един - ограничаване на алуминиеви сплави чрез заваряване.

Алуминиеви сплави предлагат проектантите на широка гама от материали. Всяка сплав има свои специфични характеристики, които служат за осигуряване на желаните свойства. Когато корозионна устойчивост, висока якост тегловно съотношение и лекота на производство да са важни параметри дизайн, след това алуминиеви сплави заслужават сериозно внимание.

← Предишна Повече за хлътва корозия на алуминий
Екструзия на алуминий Принципи Следваща →

Споделяне на този пост