🗊Презентация Алюминий и его сплавы

Казачков Олег Владимирович, доцент, к.т.н. Институт лесных, инженерных и строительных наук, кафедра технологических и транспортных машин и оборудования kaz @ psu.karelia.ru

Историческая справка Историческая справка Алюминий и его свойства Стадии производства алюминия Классификация алюминиевых сплавов Деформируемые сплавы Литейные сплавы Порошковые сплавы Основные выводы Список литературы

Английский химик и физик Английский химик и физик Президент Лондонского Королевского общества(1820), почетный член Петербургской академии наук(1826) Получил 6 металлов: калий, натрий, барий, кальций, магний, стронций Доказал в 1808 г. существование алюминия и дал ему имя Основоположник современной алюминиевой промышленности

Выдающийся Российский электрохимик и металлург Выдающийся Российский электрохимик и металлург Основоположник электрометаллургических процессов в области производства алюминия Создатель отечественной алюмин. промышленности 27.03.1929 под его руководством на заводе «Красный выборжец» получено 8 кг первого отечественного алюминия

В 1903 г. нем. Материаловед Альфред Вильм получил сплав – дуралюмин В 1903 г. нем. Материаловед Альфред Вильм получил сплав – дуралюмин В 1920г. в СССР Буталов В.А. разработал прототип этого сплава – кольчугоалюминий В 1920 г. Аладаром Пачем (США) был открыт силумин, названный в Америке альпаксом В 1920г. Джефрис В. и Арчер Р. (США), Савватий Воронов (СССР) разработали авиали (сплав AL-Mg-Si)

У русских химиков алюминий назывался У русских химиков алюминий назывался «алумием» (Ф.Гизе,1813), затем «алюмминием»(1820), «глинием»(1834), с 1862 «алюминием». Знак алюминия был неизменно AL. С использованием алюминиевых сплавов В 1896 году было построено здание ( г. Монреаль) В 1900 году был построен первый дирижабль (Ф. Цеппелин, Германия) В 1913 году был построен первый автомобиль ( Австрия) В 1916 году был построен первый самолет ( Луи Шарль Бреге, Франция)) 1956 год первая пивная банка, первая винтовая пробка 1896 год первый зубной тюбик

Плотность – 2,7 г/см3 Плотность – 2,7 г/см3 Температура плавления – 660 оС Решетка – ГЦК, а =0,404 нм Хорошая коррозионная стойкость, электропроводность Маркировка: А999, А995,А99, А85, А8, А7, А5,А0 Технический ал. АД0, АД1

Добыча руды(бокситов) Добыча руды(бокситов) Переработка руды в глинозем Получение первичного алюминия Для получения 1т алюминия необходимо: Глинозема 1930 кг Углерода для анода 600 кг Криолита 70кг Электроэнергии 17500 кВт ч

Алюминиевые сплавы Алюминиевые сплавы Деформируемые ( термически упрочняемые, термически неупрочняемые) Литейные

Характеристика: высокая прочность при достаточной пластичности, хорошая свариваемость точечной сваркой, малая плотность, удовлетворительная обрабатываемость резанием, низкая коррозионностойкость Характеристика: высокая прочность при достаточной пластичности, хорошая свариваемость точечной сваркой, малая плотность, удовлетворительная обрабатываемость резанием, низкая коррозионностойкость

Характеристика: высокая пластичность при достаточной прочности, хорошая свариваемость, малая плотность, хорошая обрабатываемость резанием и коррозионностойкость Характеристика: высокая пластичность при достаточной прочности, хорошая свариваемость, малая плотность, хорошая обрабатываемость резанием и коррозионностойкость

Характеристика: высокая стойкость к образованию горячих трещин при достаточной пластичности, хорошая свариваемость, малая плотность Характеристика: высокая стойкость к образованию горячих трещин при достаточной пластичности, хорошая свариваемость, малая плотность

Характеристика: по сравнению с дуралюминами обладают большей прочностью, но меньшей пластичностью, вязкостью разрушения и большей чувствительностью к концентрациям напряжений и пониженной коррозионной стойкостью Характеристика: по сравнению с дуралюминами обладают большей прочностью, но меньшей пластичностью, вязкостью разрушения и большей чувствительностью к концентрациям напряжений и пониженной коррозионной стойкостью

Сплавы с составом правее F повергаются закалке и старению искусственному при повышенных температурах или естественному при комнатной температуре Сплавы с составом правее F повергаются закалке и старению искусственному при повышенных температурах или естественному при комнатной температуре

Основана на изменении растворимости соединений Cu, Mg, Si, Zn в Аl-растворе Основана на изменении растворимости соединений Cu, Mg, Si, Zn в Аl-растворе Состоит из 2-ух процессов: 1. Закалки- нагрев (500 0С), выдержка, охлаждение в воде. Полное растворение соединений и получение перенасыщенного α - тв. раствора 2. Старение 2а. естественного (20 0С) Распад перенасыщенного α - тв. раствора с образованием зон Гинье –Престона - пластинчатых образований 2б. искусственного (150…200 0С) Распад перенасыщенного α - тв. раствора с образованием зон Вассермана – кристаллов новой фазы, связанной с кристаллической решеткой α - тв. раствора

Модификатор – вещество , малые дозы которого существенно изменяют структуру и свойства обработанного ими сплава. Модификатор – вещество , малые дозы которого существенно изменяют структуру и свойства обработанного ими сплава. Эффект от такой обработки наз. модифицированием. Силумин до модифицирования- Заэвтектический сплав (стр-ра-эвт + кремний) Силумин после модифицирования- Доэвтектический сплав(стр-ра-эвт + алюминий) σв= 140 180МПа, δ=3 8%

САП –получают холодным, затем горячим брикетированием пудры при 5000С с последующей деформацией. Состав :САП-1 ( AL2O3 -6…9%) до САП -4 ( AL2O3 -18…22%) Свойства: хорошая свариваемость, повышенная жаропрочность, высокая теплопроводность и электропроводность, низкая плотность САП –получают холодным, затем горячим брикетированием пудры при 5000С с последующей деформацией. Состав :САП-1 ( AL2O3 -6…9%) до САП -4 ( AL2O3 -18…22%) Свойства: хорошая свариваемость, повышенная жаропрочность, высокая теплопроводность и электропроводность, низкая плотность САС - получают горячим брикетированием порошков окисленных алюминиевых сплавов при 5000С с последующей деформацией. Состав: САС-1 (30 % -Si, 7%- Ni, остальное Al) Свойства: обладают низким коэф. линейного расширения, удовл. прочностью, жаропрочны, малопластичны, высоким модулем упругости

Алюминий -цветной легкий металл, обладающий высокой электропроводностью, теплопроводностью, коррозионной стойкостью Алюминий -цветной легкий металл, обладающий высокой электропроводностью, теплопроводностью, коррозионной стойкостью В качестве конструкционных материалов широко используются алюминиевые сплавы: деформируемые, литейные, порошковые, например, дуралюмины, магналии, силумины, высокопрочные и жаропрочные сплавы, спеченные сплавы Для улучшения свойств литейных сплавов проводят модифицирование – присадку в жидкий расплав фтористого и хлористого натрия Для улучшения свойств деформируемых сплавов проводят термическую обработку – закалку, а затем искусственное или естественное старение.