Алюминий – свойства и сплавы алюминия

Алюминий вошел в быт человека намного позже меди, однако несмотря на свой малый весь буквально, постепенно вытесняет медные изделия из многих сфер промышленности. Уступая меди по свойствам, алюминий берет свое низкой стоимостью.

Свойства алюминия

Алюминий знаком каждому с детства, как легковесный гибкий металл серебристо-белого цвета. Именно низкий удельный вес металла – 2.7 г/см³ стал одним из его важнейших свойств для человека. Дополнительный интерес к алюминию, обуславливают такие факторы:

• высокие показатели электрической и тепловой проводимости;

• пластичность;

• коррозионная стойкость;

• морозоустойчивость.

Широкие эксплуатационные пределы металла, его относительно низкая стоимость, способность к механической деформации прочно внедрили алюминий в наш повседневный быт. Это можно рассматривать как своеобразную дань справедливости, поскольку алюминий – вещество, наиболее распространенное в земной коре, следуя за кислородом и кремнием, но первый среди металлов.

Высокая химическая активность вещества, делает его доступным в природе исключительно как составляющий элемент минералов, в частности сапфир, рубин. Это же свойство алюминия обеспечивает формирование на поверхности металла устойчивой оксидной пленки, защищающей его от коррозии.

Воплощение высокой химической активности алюминия в сплавах

Большинство конструкционных материалов, которые принято считать алюминиевыми, изготовлено не из чистого металла, а его деформируемых сплавов. Второй класс сплавов на основе Al составляют литейные, используемые большей частью в машиностроении.

По характеру механической и термической обработки, алюминиевые сплавы относят к нагартованным, отожженным, закаленным и состаренным (искусственно или естественно). По основному легирующему элементу, различают следующие категории:

• Дюралюминий, Алюминиево-медный сплав, отличающийся прочностью на уровне низкоуглеродистой стали. Недостаток: материал требует защитного покрытия, в силу собственной низкой сопротивляемости коррозии. Среди дополнительных легирующих добавок используются: магний для повышения текучести; железо – жаропрочности, а также кремний;

Дюралюминий

• Алюминиево-магниевые. Отличаются высоким уровнем сопротивления коррозии, свариваемости и вибростойкости. Для повышения прочностных характеристик дополнительно легируются марганцем, кремнием или титаном. Широко используются для фасонного литья;

Отливки из алюминиево-магниевого сплава

• Силумин. Алюминиево-кремниевый сплав, характеризуется наилучшими литейными свойствами, поэтому целенаправленно используется для отлива корпусов различного оборудования, механизмов;

Шаровй кран из силумина

• Алюминиево-марганцевые. Такие сплавы отличаются пластичностью, обладают высоким сопротивлением коррозии, хорошей свариваемостью;

• Авиаль. Тройной сплав алюминия с магнием и кремнием. Отличается высочайшей пластичностью. Используется в авиационной промышленности. Последнее время с добавлением авиаля начали изготавливать корпуса мобильных телефонов.

Корпус самолета из авиационного алюминия (авиали)

Вторым вариантом сплавов с алюминием, выступают материалы, где металл используется как добавка. Ярким примером бытового применения таких алюминиевых сплавов является кухонная посуда: кастрюли, сковородки, миски и прочее; еще до недавнего времени широко распространенная среди населения.

Круговорот алюминия в природе

Разделают два вида чистоты металла: техническая (до 99.8%) и высокая (от 99.95%). Непосредственно производится только технический алюминий, который подвергают дополнительной очистке для получения металла высокой чистоты. Круговорот алюминия в природе можно описать следующим образом:

• добыча бокситов;

На фото боксит

• приготовление глинозема;

• производственный электролиз;

• формирование (отливка) первичного металла;

• очистка или приготовление сплавов;

• переработка алюминиевого лома.

Технический алюминий используют в металлопрокате, изготавливая трубы, листовые формы, проволоку и при производстве кабельно-проводниковой продукции. Металл высокой чистоты направляют на производство обкладок конденсаторов, химической аппаратуры.

Лента из технического алюминия для трансформатора

Благодаря высокой электропроводности алюминий вытесняет медь, как материал для проведения домашней электрической проводки. Высокая теплопроводность металла, наряду с низким удельным весом, делают его незаменимым при изготовлении радиаторов домашнего отопления. Именно благодаря алюминиевым конструкциям, тонны чугунных батарей принесли дополнительный доход сборщикам металлолома. Высокая пластичность алюминия – весомый аргумент в производстве фольги. Современные технологии позволяют изготавливать ее толщиной до 4 микрон.

Отслужив свой эксплуатационный ресурс, алюминиевый лом возвращается на пункты приема, замыкая цикл круговорота металла в природе.