Alüminium titan və silisium ərintisi. Dəmir və alüminium ərintiləri

Bu gün insana məlum olan demək olar ki, bütün metallar və onların ərintiləri praktik tətbiq tapmışdır. Onların hər birinin özünəməxsus xüsusiyyətləri vardır ki, bu da onların müəyyən sənaye sahələrində istifadə dairəsini müəyyən edir. Ən çox istifadə edilənlər dəmir və onun əsasında hazırlanan bütün növ birləşmələr, həmçinin alüminium və onun ərintiləridir. Bu, ilk növbədə, böyük təbii ehtiyatlarla, eləcə də əla kimyəvi, fiziki və mexaniki xüsusiyyətləri ilə izah edilə bilər.

Bir az tarix

Təxminən eramızın 77-ci ildə tərtib edilmiş Yaşlı Qay Plininin “Təbiət tarixi” traktatında təsvir edilən qədim əfsanəyə görə, bir gün naməlum bir usta Roma İmperatoru Tiberiyə yaxınlaşdı və ona gümüş və gümüşdən hazırlanmış bir qab şəklində bir hədiyyə verdi. çox yüngül metal. Tiberius ondan bunu nədən hazırladığını soruşduqda, bunun gil olduğunu söylədi. Təəccüblənən imperator günahsız sənətkarın öldürülməsini və onun emalatxanasının dağıdılmasını əmr etdi ki, bu ixtira Roma xəzinəsinin metallarının dəyərsizləşməsinə səbəb olmasın. Təəssüf ki, o zaman o, kəşfin bütün perspektivlərini qiymətləndirə bilmədi, çünki alüminium və onun ərintiləri gələcəkdə əsl sıçrayış etdi.

Alüminium və onun ərintiləri niyə bu qədər məşhurdur?

Yer qabığında alüminiumun miqdarı təxminən 8,8% təşkil edir və buna görə də ən çox yayılmış metallar siyahısına başçılıq edir. Onun üstünlükləri arasında aşağı sıxlıq (2,7 q/sm3), əla korroziyaya davamlılıq, istehsal qabiliyyəti, yaxşı elektrik və istilik keçiriciliyi və kifayət qədər yüksək möhkəmlik xüsusiyyətləri daxildir. Alüminium və onun ərintiləri aviasiya, gəmiqayırma, dəmir yolu nəqliyyatı, avtomobil, tikinti, kimya və s. yüksək emal sürəti ilə xarakterizə olunur. Bütün bunlar, demək olar ki, istənilən istehsal növündə onlardan istifadə etmək üçün əla imkan verir.

Əsas alüminium ərintiləri

Alüminiumu ərintilər əlavələri ilə birləşdirərək, daha böyük gücə nail olmaq və bu metalın digər xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq mümkündür. Ən çox yayılmış əlavələr mis, manqan, sink və maqneziumdur. Əsas ərintilərə baxaq.

və ya sadəcə duralumin)

Bu birləşmənin adı Düren sözündən gəlir - bu, 1911-ci ildə olduğu Alman şəhərinin adıdır. sənaye miqyasında bu ərinti istehsal etməyə başladı. Alüminiuma mis (2,2 - 5,2%), maqnezium (0,2 - 2,7%) və manqan (0,2 - 0,1%) əlavə edilməklə əldə edilir. İstilik müalicəsindən sonra metal çox möhkəm olur (statik güc 450-500 MPa-ya çatır). Korroziyaya qarşı müqaviməti artırmaq üçün tez-tez alüminiumla örtülmüşdür. Nəqliyyat və aviasiya mühəndisliyində material kimi istifadə olunur.

Maqnaliya

Bunlar maqnezium və digər elementlərlə alüminiumun müxtəlif ərintiləridir (maqnezium tərkibi - 1-13%). Onlar yüksək çeviklik, yaxşı qaynaq qabiliyyəti və korroziyaya davamlılıq ilə xarakterizə olunur. Formalı tökmələrin, məftillərin, təbəqələrin, pərçimlərin və s. istehsalı üçün istifadə olunur.

Silumin

Bu birləşmə alüminiumu silisiumla birləşdirməklə əldə edilir (silisiumun tərkibi - 4-13%). Bəzən ona başqa əlavələr də əlavə olunur: Be, Ti, Zn, Mg, Mn, Cu. Bu ərinti əsasən təyyarə və avtomobil sənayesində mürəkkəb konstruksiyaların hissələrinin istehsalı üçün istifadə olunur.

Alüminium və onun ərintiləri uzun müddət bəşəriyyətin xeyrinə xidmət edəcəkdir. Bunun sübutu yeni ixtiradır - alüminium köpük və ya "metal köpük". Bir çox ekspert məsaməli alüminiumun əla perspektivlərə malik olduğuna inanır.

GİRİŞ

Metallar arasında alüminium təbiətdə yayılmasına görə birinci, praktik istifadəsinə görə (dəmirdən sonra) ikinci yeri tutur. Alüminium D.I.-nin dövri cədvəlinin üçüncü qrupunda yerləşən kimyəvi elementdir. Mendeleyev. Alüminium atom nömrəsi 13, atom kütləsi 26,98, ərimə nöqtəsi 660 °C, sıxlıq 2,7 q/sm 3, polimorfik çevrilmələri yoxdur, dövrə malik üz mərkəzli kub qəfəsi var A = 0,4041 nm.

Alüminium digər metallardan aşağı sıxlığı, yüksək plastik və korroziyaya davamlı xüsusiyyətləri, yüksək istilik və elektrik keçiriciliyi, əks etdirmə qabiliyyəti ilə fərqlənir.

Bu xüsusiyyətləri sayəsində alüminium demək olar ki, bütün sənaye sahələrində - aviasiya, tikinti, kimya və s.

Alüminium korroziyaya davamlı bir metaldır. Səthində əmələ gələn A1 2 O 3 oksidinin sıx təbəqəsi metala çox yaxşı yapışmağa malikdir, bütün qazlar üçün aşağı keçiriciliyə malikdir və alüminiumu atmosfer şəraitində, suda və digər mühitlərdə sonrakı oksidləşmə və korroziyadan qoruyur. Alüminium konsentratlaşdırılmış azot turşusuna və bəzi üzvi turşulara (sitrik, sirkə və s.) davamlıdır. Mineral turşular (xlorid, hidrofluorik) və qələvilər oksid filmini məhv edir.

Daimi çirklər (Fe, Si, Ti, Mn, Cu, Zn, Cr) alüminiumun fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərini və elastikliyini azaldır. Çirklərin tərkibindən asılı olaraq ilkin alüminiumun növləri fərqlənir: A999, A995, A99, A97, A95.

Dəmir və silikon alüminiumun istehsalı zamanı daxil olan əsas qaçılmaz çirklərdir.Onların mövcudluğu alüminiumun xüsusiyyətlərinə mənfi təsir göstərir. Dəmir alüminiumda praktiki olaraq həll olunmur, buna görə də ən kiçik tərkibdə belə kövrək kimyəvi birləşmə FeAl 3 əmələ gəlir. Metalda kəsik kimi xidmət edən iynələr şəklində kristallaşaraq, alüminiumun plastik xüsusiyyətlərini azaldır. Dəmir A1 və FeAlg fazalarının elektrokimyəvi potensiallarındakı böyük fərq, bu fazaların sərhəddində mikrogalvanik cütlərin meydana gəlməsi və kristallararası korroziyanın inkişafı səbəbindən alüminiumun korroziyaya davamlılığını azaldır.

Silikon alüminium ilə kimyəvi birləşmələr əmələ gətirmir və elementar formada alüminium ərintilərində mövcuddur. Otaq temperaturunda alüminiumda silisiumun həlli 0,05%-dən çox deyil. Artıq alüminium strukturunda cüzi miqdarda silisium ilə eutektik Al -f Si daxilolmaları əmələ gəlir. Silikon kristalları kimyəvi birləşmələrə bənzər xüsusiyyətlərə malikdir, yüksək sərtliyə (HB 800) və kövrəkliyə malikdir. Silikon çirklərinin əsas mənfi təsiri texniki alüminiumun tökmə xüsusiyyətlərinin pisləşməsi ilə ifadə edilir. Silikon solidus temperaturunu kəskin şəkildə azaldır, kristallaşma intervalını artırır (Saat = tn -- -- t 0), bu o deməkdir ki, bu, axıcılığı azaldır və ərintinin çatlamağa həssaslığını artırır.

Sənaye alüminiumu eyni vaxtda dəmir və silikon ehtiva edir, buna görə də Al--Fe--Si sisteminin üçlü ərintisi hesab edilə bilər. Bu halda alüminiumda iki üçlü kimyəvi birləşmə əmələ gələ bilər: a (A1--Fe--Si) və J (A1--Fe--Si), bunlar A1-də praktiki olaraq həll olunmur. Texniki alüminiumun strukturunda skelet, cır fazasının görünüşü A(A1--Fe--Si) və qaba lamel fazası (3 (A1-- Fe--Si) öz xassələrini kəskin şəkildə dəyişir.

Tərkibindəki çirklərdən asılı olaraq alüminium siniflərə bölünür: texniki, yüksək təmizlik və xüsusi təmizlik.

Cədvəl 1-də deformasiya olunan alüminiumun bəzi növləri və kimyəvi tərkibi (isti və ya soyuq deformasiya ilə yarımfabrikatların istehsalı üçün nəzərdə tutulmuşdur) göstərilir. Donuz və külçə şəklində tədarük edilən ilkin alüminium QOST 11069-74 standartına tabedir, onların sinif təyinatlarının nümunələri Cədvəl 2-də verilmişdir. Alüminiumun mexaniki xassələri onun təmizliyindən və vəziyyətindən asılıdır. Tərkibindəki çirklərin artması və plastik deformasiya alüminiumun möhkəmliyini və sərtliyini artırır (Cədvəl 3).

Cədvəl 1

Alüminium deformasiya olunur

cədvəl 2

İlkin alüminium

Cədvəl 3

Alüminiumun mexaniki xüsusiyyətləri fərqlidir
tavlanmış vəziyyətdə təmizlik

Alüminium yüksək texnoloji xüsusiyyətləri ilə xarakterizə olunur. Ondan müxtəlif ölçülü istənilən yarımfabrikat hazırlana bilər. Yüksək çevikliyə görə, yarımfabrikat alüminium məhsulları əhəmiyyətli istilik olmadan asanlıqla deformasiyaya məruz qala bilər. Qaynaq qaynaq qaynağı da daxil olmaqla demək olar ki, bütün üsullarla həyata keçirilə bilər. Alüminiumun yüksək özlülüyünə görə emal qabiliyyəti zəifdir.

Elektrik sənayesində və istilik dəyişdiricilərində istifadə olunur. Güzgülər və güclü reflektorlar istehsal etmək üçün alüminiumun yüksək əks etdiriciliyi istifadə olunur. Alüminium azot turşusu, üzvi turşular və qida məhsulları ilə praktiki olaraq qarşılıqlı təsir göstərmir. Ondan ərzaq məhsullarının və məişət əşyalarının daşınması üçün qablar hazırlanır. Alüminium təbəqə qablaşdırma materialı kimi geniş istifadə olunur. Tikintidə və nəqliyyatda alüminiumdan istifadə xeyli artmışdır.

ƏSAS HİSSƏ

1. Alüminium ərintilərinin təsnifatı

İstehsal üsulundan asılı olaraq sənaye alüminium ərintiləri sinterlənmiş, tökmə və işlənmiş bölünür (şək. 1).

Tökmə ərintiləri evtektik transformasiyaya məruz qalır, lakin işlənmiş ərintilər keçmir. Sonuncu, öz növbəsində, termal olaraq sərtləşməyən (bərk vəziyyətdə faza çevrilmələri olmayan ərintilər) və deformasiya olunan, termal sərtləşən (bərkləşmə və yaşlanma ilə bərkimiş ərintilər) ola bilər.

Alüminium ərintiləri adətən Cu, Mg, Si, Mn, Zn və daha az Li, Ni, Ti ilə ərintilənir.

2. İstilik müalicəsi ilə gücləndirilə bilməyən deformasiya olunan alüminium ərintiləri

Bu ərintilər qrupuna texniki alüminium və termal cəhətdən bərkiməyən qaynaqlanan korroziyaya davamlı ərintilər (alüminiumun manqan və maqnezium ilə ərintiləri) daxildir. AMts ərintiləri Al – Mn sisteminə aiddir (şək. 2).

düyü. 1. Dövlət diaqramı “alüminium - ərinti elementi”:

1–deformasiyaya uğrayan, termik sərtləşməyən ərintilər;
2–deformasiya olunan, termik cəhətdən bərkiyən ərintilər.

düyü. 2. “alüminium-manqan” dövlət diaqramı:

düyü. 3. AMts ərintisi mikrostruktur

düyü. 6. Duraluminin mikrostrukturundan sonra:

a) T2 temperaturunda suda söndürmə;
b) T 3-də sərtləşmə və süni yaşlanma (sağda - sxematik şəkil)

AMts ərintinin strukturu manqanın alüminiumdakı a-bərk məhlulundan və MnAl 6 fazasının ikincil çöküntülərindən ibarətdir (şəkil 3). Dəmirin iştirakı ilə MnAl 6 əvəzinə, alüminiumda praktiki olaraq həll olmayan mürəkkəb bir faza (MnFe)Al 6 əmələ gəlir, buna görə də AMts ərintisi istilik müalicəsi ilə gücləndirilmir.

Bu ərintilərin tərkibi çox dar məhdudiyyətlərə malikdir: 1 – 1,7% MP; 0,05 – 0,20% Cu; Pitting korroziyasını azaltmaq üçün mis əlavə edilir.

0,6 - 0,7% Fe və 0,6 - 0,7% Si icazə verilir, bu da ərintilərin korroziyaya davamlılığını əhəmiyyətli dərəcədə itirmədən bir qədər güclənməsinə səbəb olur.

Temperatur azaldıqca gücü sürətlə artır. Buna görə də, bu qrupun ərintiləri kriogen texnologiyada geniş tətbiq tapmışdır.

AMg (maqnalium) ərintiləri A1 – Mg sisteminə aiddir (şək. 4). Maqnezium alüminium ilə bərk məhlul əmələ gətirir və 1,4-17,4% Mg konsentrasiyası diapazonunda ikinci dərəcəli b-faza (MgAl) ayrılır, lakin 7%-ə qədər Mg olan ərintilər istilik müalicəsi zamanı çox az möhkəmlənmə verir, ona görə də onlar plastik deformasiya ilə gücləndirilmiş - soyuq sərtləşmə.

Təbiət titan kimi xassələrə malik, lakin daha ucuz olan materialın yaradılmasını təsvir edən elmi məqalə dərc edib.

Titan aşağı çəki və yüksək gücün tələb olunduğu yerlərdə, məsələn, təyyarə tikintisində vacibdir. Bununla belə, onun əhəmiyyətli çatışmazlığı nisbətən yüksək qiymətdir.

Alüminium demək olar ki, eyni çəkiyə malikdir və bir neçə dəfə ucuzdur, lakin davamlı deyil. Polad daha ucuzdur və demək olar ki, titan kimi möhkəmdir, lakin bir neçə dəfə ağırdır.

Bunun üçün dəmir və karbon, polad, alüminium, manqan və nikel yaratmaq üçün lazım olan materiallar lazımdır.

Əsas odur ki, yaranan materialda intermetal birləşmələrin yaradılmasıdır. Bu, hər birindən müəyyən sayda atomu olan bir neçə metalın kimyəvi birləşməsidir. Bu halda, intermetallik B2 nikel və alüminiumdan əldə edilir, yəni hər iki metaldan bərabər sayda atom ehtiva edir.

B2 kristalları cəmi bir neçə nanometr qalınlığa malikdir və polad konstruksiyaya nüfuz edərək ona titan gücü verir.

Ən böyük polad şirkətlərindən biri olan POSCO artıq araşdırmaya diqqət yetirib və bu il materialı kommersiya miqyasında sınaqdan keçirməyi planlaşdırır. Təcrübə uğurlu olarsa, bəlkə də çox tezliklə avtomobillər xeyli yüngülləşəcək və buna görə də daha səmərəli olacaq.

Hansoo Kimin sözlərinə görə, 1995-2011-ci illərdə avtomobillərdə poladın payı orta hesabla 68%-dən 61%-ə qədər azalıb.

Nadir metal alüminium kimi tez-tez havaya qalxır və evlərin, avtomobillərin və gəmilərin tikintisində istifadə olunur. Görünür - ən güclü deyil, ən davamlı deyil, daha yumşaq deyil ... Alüminiumda onu "gələcəyin metalı" adlandıran nədir?

Alüminiumun şübhəsiz ki, mübahisə etmək çətin olan bir sıra üstünlükləri var:

Asanlıq;
- yayılma - alüminium Yer planetində ən çox yayılmış metaldır;
- emal asanlığı;

Alüminium da qızdırıldıqda zərərli maddələr buraxmır və istiliyi yaxşı keçirir. Amma ən əsası odur ki, saf alüminiuma bir az əlavə etmək lazımdır, başqa elementin onda bir neçəsi və... voila! Siz diametrik olaraq əks fiziki və kimyəvi xassələri olan bir material alırsınız. Bəzi alüminium əsaslı ərintilər o qədər güclüdür ki, -200 dərəcəyə qədər olan temperaturda onları titan və poladla müqayisə etmək olar!

Alüminium ərintilərinin hazırlanması və təsnifatı

Alüminium ərintilərinin istehsal prosesi ərinti adlanır. Bununla belə, ərintilər daha çox bir deyil, bir-biri ilə əlaqəli bir neçə prosesdir. Onun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, köməkçi (alaşımlı) elementlər ərinmiş alüminiuma yüzdə bir neçə ondan bir neçə minə qədər miqdarda daxil edilir.

Köməkçi maddələrin nisbəti birbaşa əldə edilməli olan nəticədən asılıdır. Alüminiumun adətən artıq dəmir və silikon ehtiva etdiyini nəzərə almaq vacibdir. Hər iki element gələcək ərintinin keyfiyyətinə mənfi təsir göstərir: onun korroziyaya qarşı müqavimətini, elektrik keçiriciliyini və çevikliyini azaldır.

Alüminium və alüminium ərintiləri strateji əhəmiyyətli sahələrdə istifadə olunduğuna görə onlar məcburi dövlət sertifikatına və markalanmaya məruz qalır. Rusiyada ərintilərin keyfiyyəti iki GOST əsasında müəyyən edilir: No 4784-97 və No 1583-93.

Alüminium ərintiləri müxtəlif yollarla təsnif edilə bilər. Köməkçi (aşındırıcı) elementlərin növünə görə ərintilər:

Əlavələrin əlavə edilməsi ilə (fərdi elementlər - sink, maqnezium, manqan, xrom, silikon, litium və s.);

İntrametaliklərin əlavə edilməsi ilə (bir neçə metalın birləşmələri - maqnezium + silisium, mis + maqnezium, litium + maqnezium, litium + mis və s.).

Əlavə metal emalının seçilmiş üsulundan asılı olaraq, onlar aşağıdakılara bölünür:

Deformasiya olunan alüminium ərintiləri (ərinti mayeyə çevrilmir, sadəcə olaraq çox plastik olur) - ştamplamaq, döymək, yuvarlamaq, ekstruziya etmək və basmaq üçün əlverişlidir. Daha böyük gücə nail olmaq üçün ərintilərin bəziləri yüksək temperaturda (tavlama, sərtləşmə və yaşlanma), digərləri isə təzyiq altında işlənir. Nəticədə alüminium iş parçaları, məsələn təbəqələr, profillər, borular, daha mürəkkəb formalı məhsullar və s.

Alüminium ərintilərinin tökülməsi (ərinti çox maye vəziyyətdə istehsala daxil olur ki, asanlıqla hansısa formada tökülə bilsin) - belə ərintiləri kəsmək asandır, tökmə formalı (təzyiq altında əldə edilir) və qəlibləmə məhsulları istehsal edir.

Bütün alüminium əsaslı ərintilər də gücünə görə aşağıdakılara bölünə bilər:

Ultra güclü (480 MPa-dan);
- orta güclü (300 - 480 MPa);
- aşağı güc (300 MPa-a qədər);

Yüksək temperatura və korroziyaya davamlı ərintilər ayrıca təsnif edilir.

Ərintilərdən hazırlanmış məmulatların asanlıqla fərqləndirilməsi üçün hər bir ərintiyə hərf və rəqəmlərdən ibarət öz nömrəsi verilir. Bu rəqəm alüminium ərintisi dərəcəsini göstərir. Marka adının əvvəlində bir hərf və ya bir neçə hərf qoyulur, onlar ərintinin tərkibini göstərir. Sonra ərintinin rəqəmsal seriya nömrəsi gəlir. Sonda olan məktub ərintinin necə işləndiyini və hazırda hansı formada olduğunu göstərir.

D16P ərintisi nümunəsindən istifadə edərək markalanma prinsipinə baxaq. "D" markasındakı ilk hərf duralumin, yəni mis və maqnezium ilə alüminium ərintisi deməkdir. "16" ərintinin seriya nömrəsidir. "P" - yarı bərkimiş, yəni ərinti maksimumun yarısının güc dəyərinə qədər soyuq təzyiq emalından keçmişdir.

Alüminium ərintilərinin istehsalı və onların tətbiqi növü və markasından asılı olaraq çox dəyişir. Hər bir ərinti öz, çox xüsusi fiziki və mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir. Bu xüsusiyyətlər arasında ərintinin sonrakı taleyindən asılı olanlar var - fabrikdən hara gedəcək: hava bazasına, tikinti sahəsinə və mətbəx qabları istehsalı emalatxanasına. Bu xüsusiyyətlər aşağıdakılardır: güc səviyyəsi, korroziyaya davamlılıq, sıxlıq, çeviklik, elektrik və istilik keçiriciliyi.

Müxtəlif alüminium ərintilərinin əsas xassələri

Alüminium əsaslı əsas ərintilərə onların əldə edilmiş xüsusiyyətləri baxımından baxaq.

Mis və alüminium ərintisi bir neçə növdə olur - əsas aktiv elementləri Al və Cu olan "təmiz", mis və alüminiumdan əlavə sehrli müəyyən bir nisbət və "mis" olan "mis-maqnezium" -manqan” manqan ərintisi ilə. Belə ərintilərə tez-tez duralumin də deyilir, onları kəsmək və qaynaq etmək asandır.

Duraluminin xarakterik xüsusiyyəti, dəmir və silisium əlavələri ilə alüminiumdan istifadə etmələridir. Artıq dediyimiz kimi, adətən bu elementlərin olması ərintinin keyfiyyətini pisləşdirir, lakin bu hal istisnadır. Dəmir, ərintinin təkrar istilik müalicəsi zamanı onun istilik müqavimətini artırır və silikon duraluminin "yaşlanması" prosesində katalizator rolunu oynayır. Öz növbəsində, ərinti elementləri kimi maqnezium və manqan ərintini daha güclü edir.

Alüminium və maqnezium ərintisi maqneziumun miqdarından asılı olaraq fərqli gücə və çevikliyə malikdir. Maqnezium nə qədər az olarsa, belə bir ərintidən hazırlanan məhsulun gücü bir o qədər aşağı olar və korroziyaya qarşı müqavimət bir o qədər yüksək olar. Maqnezium tərkibinin 1% artması gücün 30.000 Pa-a qədər artmasına səbəb olur. Orta hesabla, maqnezium və alüminium əsasında ərintilər birincinin 6% -ə qədərini ehtiva edir. Niyə daha çox olmasın? Əgər ərintidə maqnezium çox olarsa, ondan hazırlanan məhsul tez bir zamanda pasla örtülür və bundan əlavə, belə məhsullar qeyri-sabit quruluşa malikdir, çatlaya bilər və s.

Maqnezium ərintilərinin alüminium ilə istilik müalicəsi aparılmır, çünki bu, təsirsizdir və gücü artırmaq üçün lazımi effekt vermir.

Alüminiumun sink və maqnezium ilə bir ərintisi bu gün məlum olan bütün alüminium ərintilərinin ən davamlıı hesab olunur. Onun gücü titanla müqayisə edilə bilər! İstilik müalicəsi zamanı sinkin çox hissəsi həll olunur, bu da bu ərintinin güclü olmasına səbəb olur. Düzdür, elektrik sənayesində belə ərintilərdən hazırlanmış məhsulları istifadə etmək mümkün deyil, onlar stress korroziyasına davamlı deyillər. Kompozisiyaya mis əlavə etsəniz, korroziya müqavimətini bir qədər artıra bilərsiniz, lakin göstərici hələ də qeyri-qənaətbəxş qalacaq.

Alüminium-silikon ərintisi tökmə sənayesində ən çox yayılmış ərintidir. Silikon qızdırıldıqda alüminiumda yaxşı həll olunduğundan, yaranan ərinmiş tərkib qəlibləmə və formalı tökmə üçün əla uyğundur. Hazır məhsulların kəsilməsi nisbətən asandır və yüksək sıxlığa malikdir.

Nikel ilə alüminium ərintiləri kimi, dəmir ilə alüminium ərintisi, "real həyatda" praktiki olaraq heç vaxt tapılmır. Dəmir yalnız köməkçi element kimi əlavə edilir ki, tökmə ərintisi qəlibin divarlarından asanlıqla çıxa bilsin. Nikel, öz növbəsində, maqnit istehsalında ən yaxşı tanınır və alüminium-nikel-dəmir ərintisi elementlərindən biri kimi mövcuddur.

Titan və alüminium ərintisi də təmiz formada tapılmır və yalnız məhsulların gücünü artırmaq üçün istifadə olunur. Eyni məqsədlə polad və alüminium ərintilərinin qaynaqları aparılır.

Alüminium məhsulların və onun əsasında ərintilərin istehsalı üçün istifadə olunur.

Alaşımlama əsas materialın mexaniki, fiziki və kimyəvi xassələrini yaxşılaşdıran əlavə elementlərin əriməyə daxil edilməsi prosesidir. Alaşımlama, metallurgiya məhsullarının keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması məqsədi ilə metal materialın alınmasının müxtəlif mərhələlərində həyata keçirilən bir sıra texnoloji prosedurların ümumi anlayışıdır.

Müxtəlif giriş ərinti elementləri alüminiumda xassələrini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir və bəzən ona yeni spesifik xüsusiyyətlər verir.

Təmiz alüminiumun gücü müasir sənaye ehtiyaclarını ödəmir, buna görə də sənaye üçün nəzərdə tutulmuş hər hansı bir məhsulun istehsalı üçün təmiz alüminium deyil, ərintiləri istifadə olunur.

Fərqli dopinqlərlə onlar artır möhkəmlik, sərtlik, istilik müqaviməti əldə edilir və digər xassələri. Eyni zamanda, arzuolunmaz dəyişikliklər baş verir: istər-istəməz azalır elektrik keçiriciliyi, bir çox hallarda pisləşir korroziyaya davamlılıq, demək olar ki, həmişə artır nisbi sıxlıq. İstisna, nəinki korroziyaya davamlılığı azaltmır, hətta onu bir qədər də artıran manqan və maqnezium ilə ərintidir, bu da korroziyaya davamlılığı artırır (əgər 3% -dən çox deyilsə) və daha yüngül olduğundan nisbi sıxlığı azaldır. alüminiumdan daha çox.

Alüminium ərintiləri

Alüminium ərintiləri onlardan məhsulların istehsal üsuluna görə iki qrupa bölünür:
1) deformasiyaya uğrayan (qızdırdıqda yüksək plastikliyə malikdir),
2) tökmə zavodu (yaxşı axıcılığa malikdir).

Bu bölmə ərintilərin əsas texnoloji xüsusiyyətlərini əks etdirir. Bu xüsusiyyətləri əldə etmək üçün alüminiuma müxtəlif materiallar daxil edilir. ərinti elementləri və qeyri-bərabər miqdarda.

Hər iki növ ərintilərin istehsalı üçün xammal təkcə texniki cəhətdən təmiz alüminium deyil, həm də tərkibində 10-13% Si olan və dəmir, kalsium çirklərinin miqdarına görə bir-birindən bir qədər fərqlənən silikonlu alüminiumun ikiqat ərintiləridir. , titan və manqan. Onların tərkibindəki çirklərin ümumi miqdarı 0,5-1,7% təşkil edir. Bu ərintilərə siluminlər deyilir. İşlənmiş ərintiləri əldə etmək üçün, əsasən, həll olunan ərinti elementləri yüksək temperaturda həll olma həddini aşmayan miqdarda alüminiuma daxil edilir. Təzyiq altında qızdırıldıqda, deformasiya olunan ərintilər ən böyük süniliyi və ən aşağı gücü təmin edən homojen bərk məhlul quruluşuna malik olmalıdır. Bu, onların təzyiq altında yaxşı işləmə qabiliyyətini müəyyən edir.

Müxtəlif işlənmiş ərintilərdə əsas ərinti elementləri bunlardır mis, maqnezium, manqan və sink; əlavə olaraq, silikon, dəmir, nikel və bəzi digər elementlər də nisbətən az miqdarda verilir.

Duralumin - alüminium və mis ərintiləri

Tipik sərtləşən ərintilər duralumindir - alüminium-mis ərintiləri, tərkibində silikon və dəmirin daimi çirkləri var və maqnezium və manqan ilə əridilə bilər. Onların tərkibində misin miqdarı 2,2-7% intervalındadır.

Mis alüminiumda otaq temperaturunda 0,5% və 548 C evtektik temperaturda 5,7% miqdarında həll olur.

Duraluminin istilik müalicəsi iki mərhələdən ibarətdir. Əvvəlcə məhdudlaşdırıcı həllolma xəttindən yuxarı qızdırılır (adətən təxminən 500 C-ə qədər). Bu temperaturda onun strukturu alüminiumda misin homojen bərk məhluludur. Sərtləşmə yolu ilə, yəni. suda sürətli soyutma, bu quruluş otaq temperaturunda sabitlənir. Bu vəziyyətdə həll həddindən artıq doymuş olur. Bu vəziyyətdə, yəni. bərkimiş vəziyyətdə duralumin çox yumşaq və çevikdir.

Sərtləşmiş duraluminin quruluşu az sabitliyə malikdir və hətta otaq temperaturunda dəyişikliklər kortəbii olaraq baş verir. Bu dəyişikliklər ondan ibarətdir ki, artıq mis atomları məhlulda qruplaşdırılıb, CuAl kimyəvi birləşməsinin kristallarının xarakteristikasına yaxın ardıcıllıqla düzülür. Kimyəvi birləşmə hələ də əmələ gəlməmişdir, bərk məhluldan daha az ayrılmışdır, lakin bərk məhlulun kristal qəfəsindəki atomların qeyri-bərabər paylanması səbəbindən onda təhriflər baş verir ki, bu da sərtlik və gücün əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb olur. ərintinin çevikliyinin eyni vaxtda azalması. Otaq temperaturunda bərkimiş ərintinin strukturunun dəyişdirilməsi prosesi deyilir təbii yaşlanma.

Təbii yaşlanma xüsusilə ilk bir neçə saat ərzində intensiv şəkildə baş verir, lakin 4-6 gündən sonra ərintinin maksimum gücünü verərək tamamilə tamamlanır. Əgər ərinti 100-150 C-ə qədər qızdırılırsa, o zaman süni qocalma. Bu vəziyyətdə proses tez baş verir, lakin daha az sərtləşmə baş verir. Bu onunla izah olunur ki, daha yüksək temperaturda mis atomlarının diffuziya hərəkətləri daha asan baş verir, beləliklə CuAl fazası tamamilə əmələ gəlir və bərk məhluldan ayrılır. Yaranan fazanın gücləndirici təsiri təbii qocalma zamanı baş verən bərk məhlul şəbəkəsinin təhrifinin təsirindən daha az olduğu ortaya çıxır.

Müxtəlif temperaturlarda duraluminin qocalmasının nəticələrinin müqayisəsi göstərir ki, dörd gün ərzində təbii yaşlanma ilə maksimum möhkəmlənmə əldə edilir.

Manqan və maqnezium ilə alüminium ərintiləri

Sərtləşməyən alüminium ərintiləri arasında Al-Mn və Al-Mg əsaslı ərintilər ən böyük əhəmiyyət kəsb etmişdir.

Manqan və maqnezium, mis kimi, alüminiumda məhdud həll olur, temperaturun azalması ilə azalır. Bununla belə, onların istilik müalicəsi zamanı sərtləşmə təsiri azdır. Bu aşağıdakı kimi izah olunur. Tərkibində 1,9%-ə qədər Mn olan ərintilərin istehsalında kristallaşma prosesi zamanı bərk məhluldan ayrılan artıq manqan alüminium ilə tərkibində həll olan, alüminiumda həll olmayan Al (MnFe) kimyəvi birləşməsini əmələ gətirməli olacaq. Nəticə etibarilə, məhdudlaşdırıcı həll xəttinin üstündəki sonrakı qızdırma homojen bir bərk məhlulun əmələ gəlməsini təmin etmir; ərinti bərk məhluldan və Al (MnFe) hissəciklərindən ibarət heterojen qalır və bu, söndürmə və sonrakı yaşlanmanın mümkünsüzlüyünə səbəb olur.

Al-Mg sistemi vəziyyətində, istilik müalicəsi zamanı sərtləşmənin olmamasının səbəbi fərqlidir. 1,4% -ə qədər maqnezium tərkibi ilə sərtləşmə baş verə bilməz, çünki bu məhdudiyyətlər daxilində otaq temperaturunda alüminiumda həll olunur və artıq fazaların çökməsi baş vermir. Daha yüksək maqnezium tərkibi ilə, kimyəvi qocalmanın ardından sərtləşmə, artıq fazanın - MgAl kimyəvi birləşməsinin sərbəst buraxılmasına səbəb olur.

Bununla belə, bu birləşmənin xüsusiyyətləri elədir ki, onun izolyasiyasından əvvəlki proseslər, sonra isə yaranan daxilolmalar nəzərəçarpacaq gücləndirici təsirə səbəb olmur. Buna baxmayaraq, alüminiuma həm manqan, həm də maqnezium daxil etmək faydalıdır. Onun gücünü və korroziyaya davamlılığını artırırlar (maqnezium tərkibi 3% -dən çox deyil). Bundan əlavə, maqnezium ərintiləri təmiz alüminiumdan daha yüngüldür.

Digər ərinti elementləri

Həmçinin, alüminiumun bəzi xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün alaşım elementləri kimi aşağıdakılar istifadə olunur:

Yüksək temperaturda oksidləşməni azaltmaq üçün berilyum əlavə edilir. Daxili yanma mühərrik hissələrinin (porşenlər və silindr başlıqları) istehsalında axıcılığı yaxşılaşdırmaq üçün alüminium tökmə ərintilərində kiçik berilyum əlavələri (0,01-0,05%) istifadə olunur.

Bor elektrik keçiriciliyini artırmaq üçün və təmizləyici əlavə kimi təqdim edilir. Bor nüvə enerjisində istifadə olunan alüminium ərintilərinə (reaktor hissələri istisna olmaqla) daxil edilir, çünki radiasiyanın yayılmasının qarşısını alaraq neytronları udur. Bor orta hesabla 0,095-0,1% həcmində daxil edilir.

vismut. Bizmut, qurğuşun, qalay, kadmium kimi aşağı ərimə nöqtələrinə malik metallar emal qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün alüminium ərintilərinə daxil edilir. Bu elementlər çiplərin kövrəkliyinə və kəsicinin yağlanmasına kömək edən yumşaq, əriyən fazalar əmələ gətirir.

Qallium ərintilərə 0,01 - 0,1% miqdarında əlavə edilir, ondan sonra istehlak olunan anodlar hazırlanır.

Dəmir. Gücü artırmaq və sürünmə xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün məftillərin istehsalında kiçik miqdarda (>0,04%) tətbiq olunur. Dəmir soyuq qəlibə tökərkən qəliblərin divarlarına yapışmanı da azaldır.

İndium. 0,05 - 0,2% əlavə, yaşlanma zamanı alüminium ərintilərini gücləndirir, xüsusən də mis tərkibi azdır. İndium əlavələri alüminium-kadmium daşıyan ərintilərdə istifadə olunur.

kadmium. Ərintilərin gücünü artırmaq və korroziya xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün təxminən 0,3% kadmium tətbiq edilir.

Kalsium plastiklik verir. 5% kalsium tərkibi ilə ərinti superplastiklik təsirinə malikdir.

Silikon tökmə ərintilərində ən çox istifadə edilən əlavədir. 0,5-4% miqdarında krekinq meylini azaldır. Silikon və maqneziumun birləşməsi ərintiləri qızdırmağa imkan verir.

Qalay kəsmə performansını yaxşılaşdırır.

Titan. Titanın ərintilərdəki əsas vəzifəsi tökmə və külçələrdə taxılları təmizləməkdir ki, bu da bütün həcmdə xüsusiyyətlərin gücünü və vahidliyini xeyli artırır.

Alüminium ərintilərinin tətbiqi

Alüminium ərintilərinin əksəriyyəti təbii atmosferdə, dəniz suyunda, bir çox duzların və kimyəvi maddələrin məhlullarında və əksər qidalarda yüksək korroziyaya davamlıdır. Sonuncu xüsusiyyət, alüminiumun vitaminləri məhv etməməsi ilə birləşərək onun geniş istifadəsinə imkan verir qab-qacaq istehsalında. Dəniz suyunda alüminium ərintisi konstruksiyaları tez-tez istifadə olunur. Alüminium tikintidə üzlük panelləri, qapılar, pəncərə çərçivələri və elektrik kabelləri şəklində böyük miqdarda istifadə olunur. Alüminium ərintiləri, xüsusilə konstruksiyalar tez-tez nəm olmadıqda, beton, harç və ya gips ilə təmasda olduqda uzun müddət ərzində ciddi korroziyaya məruz qalmır. Alüminium da geniş istifadə olunur maşınqayırma üzrə, çünki yaxşı fiziki keyfiyyətlərə malikdir.

Ancaq hazırda alüminiumdan istifadə etmədən sadəcə olaraq ağlasığmaz olan əsas sənaye, əlbəttə ki, aviasiyadır. Alüminiumun bütün vacib xüsusiyyətlərindən ən tam şəkildə istifadə edildiyi aviasiyada idi