Механические свойства алюминия
Марка | Сумма примесей, % |
Состояние | σв | σ0,2 | δ,%
|
HB |
MПа | ||||||
А995 А5 АО |
0,005 0.5 1 | Литой Литой Литой Деформированный и отожженный Деформированный | 50 75 90 90
140 | - - - 30
100 | 45 29 25 30
12 | 150 200 250 250
320 |
Из других свойств алюминия следует отметить его высокую отражательную способность, в связи с чем он используется для прожекторов, рефлекторов, экранов телевизоров. Алюминий имеет малое эффективное поперечное сечение захвата нейтронов. Он хорошо обрабатывается давлением, сваривается газовой и контактной сваркой, но плохо обрабатывается резанием. Алюминий имеет большую усадку затвердевания. Высокая теплота плавления и теплоемкость способствуют медленному остыванию алюминия из жидкого состояния, что дает возможность улучшать отливки из алюминия и его сплавов путем модифицирования, рафинирования и других технологических операций.
Общая характеристика и классификация алюминиевых сплавов. Алюминиевые сплавы характеризуют высокой удельной прочностью, способностью сопротивляться инерционным и динамическим нагрузкам, хорошей технологичностью. Временное сопротивление алюминиевых сплавов достигает 500 — 700 МПа при плотности не более 2850 кг/м3. По удельной прочности некоторые алюминиевые сплавы приближаются или соответствуют высокопрочным сталям. Большинство алюминиевых сплавов имеют хорошую коррозионную стойкость (за исключением сплавов с медью), высокие теплопроводность и электропроводимость и хорошие технологические свойства (обрабатываются давлением, свариваются точечной сваркой, а специальные - сваркой плавлением, в основном хорошо обрабатываются резанием). Алюминиевые сплавы пластичнее магниевых и многих пластмасс. Большинство из них превосходят магниевые сплавы по коррозионной стойкости, пластмассы - по стабильности свойств.
Основными легирующими элементами алюминиевых сплавов являются Cu, Mg, Si, Mn, Zn; реже-Li, Ni, Ti. Многие легирующие элементы образуют с алюминием твердые растворы ограниченной переменной растворимости и промежуточные фазы. Это дает возможность подвергать сплавы упрочняющей термической обработке. Она состоит из закалки на пересыщенный твердый раствор и естественного или искусственного старения.
Легирующие элементы, особенно переходные, повышают температуру рекристаллизации алюминия. При кристаллизации они образуют с алюминием пересыщенные твердые растворы. В процессе гомогенизации и горячей обработки давлением происходит распад твердых растворов с образованием тонкодисперсных частиц интерметаллидных фаз, препятствующих прохождению процессов рекристаллизации и упрочняющих сплавы. Это явление получило название структурного упрочнения, а применительно к прессованным полуфабрикатам - пресс-эффекта. По этой причине некоторые алюминиевые сплавы имеют температуру рекристаллизации выше температуры закалки. Для снятия остаточных напряжений в нагартованных полуфабрикатах (деталях), полученных холодной обработкой давлением, а также в фасонных отливках проводят низкий отжиг.
Конструкционная прочность алюминиевых сплавов зависит от примесей Fe и Si. Они образуют в сплавах нерастворимые в твердом растворе фазы. Независимо от формы (пластинчатой, игольчатой и др.) кристаллы этих фаз снижают пластичность, вязкость разрушения, сопротивление развитию трещин. Легирование сплавов марганцем уменьшает вредное влияние примесей, так как он связывает их в четвертую фазу, кристаллизирующуюся в компактной форме. Однако более эффективным способом повышения конструкционной прочности является снижение содержания примесей с 0,5-0,7% до 0,1-0,3% (чистый сплав), а иногда и до сотых долей процента (сплав повышенной чистоты). В первом случае к марке сплава добавляют букву Ч, например, Д16Ч, во втором-ПЧ, например, В95ПЧ. Особенно значительно повышаются характеристики пластичности и вязкости разрушения в направлении, перпендикулярном пластической деформации.
Алюминиевые сплавы классифицируют по технологии изготовления (деформируемые, литейные, спеченные), способности к термической обработке (упрочняемые и неупрочняемые) и свойствам.
- Министерство образования рф
- Лекция 1 Заполнение зон электронами. Проводники, диэлектрики и полупроводники
- Собственные полупроводники
- Примесные полупроводники
- Лекция 2 Принципы работы полупроводниковых приборов и их применение Диоды
- Прямое включение: Обратное включение:
- Стабилитроны
- Варикапы
- Светодиоды
- Фоторезисторы
- Люкс-амперная характеристика фоторезистора Фотоэлементы с p-n-переходом
- Фотодиоды
- Упрощенная структура фотодиода и его условное графическое обозначение
- Термоэлектрогенераторы и термоэлектрохолодильники
- Эффект Холла
- Тензорезисторы
- Лекция 3 Механические свойства материалов
- Диаграмма растяжения
- Пластичность и хрупкость. Твердость
- Кривые растяжения материалов: а-хрупкого, б-пластичного
- Способы измерения твёрдости
- Для каждого материала существует установленная госТом сила вдавливания f
- Твёрдость материала по Бринелю рассчитывают исходя из площади отпечатка.
- Влияние энергии химических связей на свойства материалов
- Теоретическая и реальная прочности кристаллов на сдвиг
- Лекция 4 Кристаллизация металлов
- Самопроизвольная кристаллизация
- Кривые охлаждения металла
- Изменение скорости образования зародышей (с. З.) и скорости роста кристаллов (с. Р.) в зависимости от степени переохлаждения
- Несамопроизвольная кристаллизация
- Получение монокристаллов
- Схемы установок для выращивания монокристаллов
- Аморфное состояние металлов
- Термодинамическое обоснование диаграммы состояния сплавов, компоненты которых полностью растворимы в жидком и твердом состояниях Полиморфизм
- Лекция 5 Влияние нагрева на структуру и свойства металлов
- Холодная и горячая деформации
- Термическая обработка металлов и сплавов Определения и классификация
- Нагрев для снятия остаточных напряжений
- Рекристаллизационный отжиг
- Диффузионный отжиг (гомогенизация)
- Лекция 6 Термохимическая обработка Назначение и виды химико-термической обработки
- Цементация
- Цианирование и нитроцементация
- Азотирование
- Диффузионная металлизация
- Алитирование (Al)
- Хромирование (Cr)
- Борирование (b)
- Силицирование (Si)
- Поверхностно-пластическая деформация
- Литье под давлением
- Центробежное литье
- Литье под низким давлением
- Литье выжиманием
- Лекция 8 Конструкционные материалы Общие требования, предъявляемые к конструкционным материалам
- Прочность конструкционных материалов и критерии ее оценки
- Классификация конструкционных материалов
- Стали, обеспечивающие жесткость, статическую и циклическую прочности
- Классификация конструкционных сталей
- Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали
- Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
- Превращения в сплавах системы железо-цементит
- Диаграмма состояния Fe-Fe3c
- Характерные точки диаграммы состояния железо-цементит
- Углеродистые стали
- Легированные стали
- Лекция 9 Цветные сплавы Медные сплавы
- Свойства промышленных латуней, обрабатываемых давлением
- Сплавы на основе алюминия
- Механические свойства алюминия
- Сплавы на основе магния
- Титан и сплавы на его основе
- Механические свойства иодидного и технического титана
- Лекция 10 Органические полимеры
- Дополнительные компоненты полимерных композиций
- Неполярные и слабополярные термопласты
- Полярные термопласты
- Термореактивные полимеры
- Слоистые пластмассы
- Металлопласты
- Лекция 11 Неорганические материалы
- Кристаллическая решетка графита
- Неорганическое стекло
- Ситаллы
- Керамика
- Лекция 12 Композиционные материалы Композиционные материалы с металлической матрицей
- Композиционные материалы с неметаллической матрицей
- Бороволокниты
- Органоволокниты
- Список литературы