3.4. Сплавы на основе алюминия.

Все металлы кроме железа и сплавов на его основе называются цветными металлами.

При маркировке цветных сплавов приняты следующие обозначения: А – алюминий, Б – бериллий, Бр – бронза, В – вольфрам, Г – германий, Гл – галлий, Ж – железо, Зл – золото, И – иридий, Л – латунь, М – медь, Мг – магний, Мц – марганец, Мш – мышьяк, Н – никель, Нд – неодим, О – олово, Ос – осмий, Пд – палладий, Пл – платина, Р – ртуть, Ре – рений, Рд – родий, Ру – рутений, С – свинец, Ср – серебро, Сл – селен, Су – сурьма, Ти – титан, Тл – таллий, Тт – тантал, Ф – фосфор, Х – хром, Ц – цинк.

Алюминий стоит на четвертом месте (после кислорода, водорода и кремния) среди химических элементов и на первом месте среди металлов по распространенности в земной коре.

Первичный алюминий делят на следующие группы (ГОСТ 11069):

1) алюминий особой чистоты А999 (99,999 % Al);

2) алюминий высокой чистоты А995, А99, А97, А95;

3) алюминий технической чистоты А85, А8 и др. (8 марок с общим содержанием примесей от 0,15 до 1 %); технический алюминий, выпускаемый в виде деформируемого полуфабриката (листы, профили, прутки и пр.), маркируют АД0 и АД1.

Алюминий – легкий металл ( = 2700 кг/м³) серебристо-белого цвета с высокой электро- и теплопроводностью, t_пл = 660…667 С. В отожженном состоянии _в = 80…100 МПа, НВ = 200…400 МПа,  = 35…40 %. Легко обрабатывается давлением, сваривается, но плохо обрабатывается резанием. Имеет высокую коррозионную стойкость в атмосфере, воде, органических кислотах и концентрированной HNO₃ благодаря плотной окисной пленке Al₂O₃.

Имеется две группы алюминиевых сплавов – деформируемые и литейные.

Деформируемые алюминиевые сплавы применяют для получения листов, ленты, фасонных изделий, проволоки и различных деталей штамповкой, прессованием, ковкой. Эти сплавы содержат 2…3 и более легирующих компонентов в количестве 0,2…4 % каждого.

Деформируемые алюминиевые сплавы делят на упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой.

Термически не упрочняемые деформируемые алюминиевые сплавы содержат в качестве легирующих элементов марганец и магний. Например, АМцМ, АМг2М, АМг2Н, АМг5П, где цифры, стоящие после обозначения химического элемента, обозначают его содержание в процентах, буквы в конце марки – состояние материала (М – мягкий, П – полунагартованный, Н – нагартованный). Предел прочности этих сплавов не превышает _в = 280 МПа.

Термически упрочняемые деформируемые алюминиевые сплавы приобретают высокие механические свойства в результате термической обработки, состоящей в закалке с 500 С и естественного старения 5…7 суток при комнатной температуре или искусственного старения при 150…180 С в течение 2…4 ч.

Наиболее распространены сплавы алюминия с медью, магнием, марганцем и цинком. Маркировка этих сплавов состоит из буквы и условного номера сплава.

Например, дралюмины – Д1А, Д16А, Д16АТ и высокопрочный сплав В95А с _в = 500 МПа и  = 6 %. Дюралюмины не обладают достаточной коррозионной стойкостью, поэтому их плакируют чистым алюминием.

Литейные алюминиевые сплавы содержат почти те же легирующие компоненты, что и деформируемые, но в значительно большем количестве (до 9…13 % по отдельным компонентам). Эти сплавы предназначены для изготовления фасонных отливок.

Выпускают 35 марок литейных алюминиевых сплавов. Маркировка этих сплавов состоит из букв «АЛ» и условного номера сплава. Например, силумины – АЛ2, АЛ4, АЛ9, содержащие кремний и обладающие лучшими литейными свойствами, сплавы алюминия с магнием – АЛ8, АЛ13, АЛ22, обладающие высокими удельной прочностью и коррозионной стойкостью.

Предел прочности для этих сплавов может достигать _в = 280 МПа. Литейные сплавы подвергаются термообработке, состоящей в закалке с 520…540 С (силумины при этой температуре выдерживают 5…10 ч) и искусственного старения при 150…180 С в течение 10…20 ч.

Некоторые аналоги зарубежных алюминиевых сплавов представлены в таблице 3.5.

Таблица 3.5

Аналоги зарубежных алюминиевых сплавов

Страны СНГ (ГОСТ)	Евростандарт (Германия)	США (стандарты)	Япония (JIS)
АК8(АЛ34)	ENAB-42100	B179, B26, B85	H5202,H2211, H2118
АК7(АЛ9)	ENAB-42000	357.0, 356.2	АС4С.1
АК12(АЛ2)	ENAB-44100	А413.1	АС3С.1
АМг6	(G-AlMg5)	-	-
Д16	AlCuMg2 (3.1355)	-	2024
В95пч	-	75-ST	-

Контрольные вопросы:

1. Что является основным сырьем для производства алюминия?

2. При каких условиях проводится закалка алюминиевых сплавов?

3. К какому классу относятся сплавы АМг?

4. Какие марки литейных сплавов алюминия Вы знаете?

5. Какие марки спеченных алюминиевых сплавов Вы знаете?

6. Какие марки жаропрочных алюминиевых сплавов Вы знаете?

7. Какие марки высокопрочных алюминиевых сплавов Вы знаете?

8. Как расшифровать марки алюминиевых сплавов Д16, АВ, АВТ1, В95, АЛ9?

9. Какие существуют зарубежные аналоги отечественной стали обыкновенного качества?