Без активного использования изделий из алюминиевого сплава сложно представить любое серьезное производство. Это строительная сфера, промышленность, транспортное производство. Промышленное применение алюминия является не случайным, так как его характеристики действительно уникальны — тут сочетается одновременная прочность и малый вес, невосприимчивость к коррозии и воздействию агрессивных сред. Когда в материал добавляют другие химические элементы, с целью получить новые свойства или усилить уже существующие, то получаются алюминиевые сплавы.
Свое начало история алюминия берет не так давно, относительно других металлов. Впервые алюминий, методом электролиза из глинозема, получил Ханс Кристиан Эрстед в 1825 году. А первое известное промышленное производство алюминия началось в 1856 году, на заводе братьев Шарля и Александра Тиссье в Руане.
Основные типы алюминиевых сплавов
Изучая типы алюминиевых сплавов, можно увидеть две основные категории. Литейные создаются на основе заготовок нужной формы, куда заливается жидкий металл. Деформируемые сплавы представляют собой слитки, которые в последствии прессуются, штампуются или прокатываются. Наиболее распространенные выглядят так:
- Алюминий-цинк-магний с повышенной прочностью и доступностью обработки.
- Алюминиево-магниевые сплавы повышенной пластичности и с хорошей свариваемостью. Нужно защищать от распространения коррозии.
- Алюминиево-кремниевые сплавы, применяемые для производства деталей литейным способом в механизмы с высокой нагрузкой.
- Для втулок, подшипников и прочих деталей с повышенным трением берут сплав алюминий-медь-кремний.
Классификация сплавов выполняется по разным маркировкам, в зависимости от групп стран. Международная маркировка описывает сплавы сериями 1000, 2000, 3000, где 1000 серия означает 99% чистоты, 2000 — легирование медью, 3000 — сплавы, легированные марганцем. Всего насчитывается 8 таких серий.
Факторы выбора алюминиевого сплава
Понимая, под какой нагрузкой будет находиться изделие из алюминиевого сплава, будет проще подобрать его характеристики. Выбор алюминиевого сплава начинается со сравнения прочности. Есть малостойкие сплавы с удельной крепостью от 150 до 200 Мпа, средняя прочность с показателями 200-340 Мпа, высокопрочные сплавы 340 — 400 Мпа. Изделие в любой из перечисленных категорий получает предельное значение прочности только тогда, когда будет выполнена термообработка. Дополнительно на прочность влияет процесс закаливания и старения.
У каждой конкретной отрасли собственные требования к сплавам. Например, строительная сфера подразумевает, что у детали будет коррозионная устойчивость, свариваемость. Для судостроения нужна коррозийная стойкость именно в морской или пресной воде. Для сферы изготовления мотоциклетной техники требуется жаростойкость, теплопроводность, устойчивость к вибрациям.
Сравнение популярных алюминиевых сплавов
Для строительной сферы чаще всего задействуют профили серии 6XXX. Начальная средняя прочность легко увеличивается за счет последующей термообработки. Механические свойства сплавов выглядят так:
- 6061 — прочный, легко обрабатывается, хорошая теплопроводность.
- 6063 — гладкая поверхность, подходит для конструкций, где не нужна высокая прочность.
- 6082 — самая высокая прессуемость, повышенная прочность после термического упрочнения, стойкость к появлению коррозии.
- 6005 — высокая прочность.
Применение сплавов подобного типа конкретно для строительства не случайно. Изделия легко фиксировать на сварку, легко придавать необходимую форму и там изначально высокий уровень защиты от коррозии. Но смотра на популярные алюминиевые сплавы и сравнение по основным показателям, есть смысл сопоставлять их по пределу прочности, относительному удлинению и пределу текучести:
- Cамая высокая прессуемость у сплава 6063. Минимальный предел прочности тут составляет 205 МПа, предел текучести — 170 МПа, а удлинение — 8%. Повышенная концентрация содержанию магния в составе позволяет применять изделия в не сильно нагружаемых конструкциях.
- Сплав 6082 подходит для обустройства окон, дверей, фасадов, так как имеет наивысшие показатели прочности. Характеристики: минимальный предел прочности составляет 310 МПа, предел текучести — 270 МПа, а показатель удлинения — 7%.
- Сплав 6061 по области применения похож на 6082, но тут чуть меньше текучесть и прочность. Минимальные показатели составляют 260 по прочности и 240 по текучести, а вот коэффициент удлинения составляет 8%.
Покупая профили, больше всего вероятность попасть именно на марку 6063.
Примеры применения сплавов в разных отраслях
Активнее всего используются алюминиевые сплавы в строительстве, так как это универсальный вариант для производства долговечных рам, садингов, каркасных конструкций. Есть запрос на качественный алюминиевый сплав под дальнейшее производство тары, емкостей. Задействован материал в пищевой промышленности, где нужен сплав, стойкий к кислотам. Автомобильная промышленность тоже нуждается в алюминии, так как без него не создать детали транспорта.
Алюминий в авиации встречается не только в деталях корпуса или внутренних элементов. Электротехническая промышленность применяет алюминий при изготовлении кабелей, проводов, коммуникаций, бытовых приборов. Его легко встретить в кровельном материале, так как он хорошо окрашивается и защищает основное строение от погодных факторов. Обустроить отопление и не встретить алюминиевые элементы невозможно, так как они нужны как для самих отопительных приборов, так и для изготовления вентиляторов, радиаторов, труб.
Заключение и рекомендации по выбору сплава
Алюминий по праву считается самым важным и востребованным металлом легкого типа. Аналога по комбинации прочности и легкости нет. Выбор алюминиевого сплава происходит на основе того, для какой конкретно отрасли подбирается материал, так как требования в автомобильной, электротехнической или строительной сфере не одинаковы Рекомендации по поводу выбора сплава часто включают наглядное сравнение двух или более вариантов между собой. Анализировать нужно по главным параметрам, включая теплопроводность, предел текучести, обрабатываемость, температуру плавления и прочее.
Оптимальный сплав можно найти, понимая обозначения в маркировке. Применяются типы маркировок, но чаще всего встречается международный стандарт ИСО 209-1. Первая цифра говорит о принадлежности к группе использованных легирующих элементов. Они придают сплаву уникальные характеристики и свойства. Производители могут дать свойство термоупрочнения, что требуется для авиационной сферы, усилить устойчивость перед воздействием влаги и появлением коррозии, обеспечить свариваемость и другие востребованные опции. Кроме легирования, применяются разные методы термической обработки, а именно закалку, отжиг или состаривание.
