Сплавы на основе алюминия

02.09.2014

Сплавы на основе алюминия

Алюминий является легким металлом, его удельный вес составляет 2,073 г/куб.см при температуре 20 градусов. Это позволяет ему служить основой для сплавов при изготовлении легких конструкций, к примеру, в авиатехнике.

Алюминий имеет высокую степень электропроводности, составляющую 65% от меди, благодаря чему он используется в электротехнике как проводник.

Al в своем чистом виде обладает высокой степенью устойчивости к коррозии, что обеспечивается действием окисной пленки, образованной на его поверхности. Многие сплавы на основе Al в виде элементов, выполняющих функцию легирования, сохраняют это его свойство.

Содержащиеся в металле примеси делают его менее пластичным, тепло- и электропроводным, а также понижают защитную функцию пленки. В технически чистом Al в виде добавок в основном содержатся железо и кремний.

Железо в алюминии достаточно малорастворимо, и уже 0.001-ые % в условиях низких температур способны вызвать появление новой фазы FeAl3. Считается, что эта фаза приводит к высокой степени стойкости литой структуры Al, тогда как строение в виде кристаллов дендритной формы наблюдается, несмотря на немалую степень его пластической деформации, достигающие от пятидесяти до девяноста процентов с последующим рекристаллизационным отжигом. Примесь железа способна снижать электропроводящую способность чистого Al и его химическую устойчивость.

Сочетание примесей железа и кремния в алюминии способно образовать эвтектику, состоящую из твердого раствора, содержащего в основе Al и кристаллы FeSiAl5.

Чтобы нейтрализовать негативное воздействие железа, сплавы легируются Mn, благодаря чему в сплавах происходит образование (Fe, Mn)3Si2Al15, первично кристаллизующееся соединение из расплава в виде ограненных кристаллов, в результате чего происходит повышение пластичности, в случае если кристаллы очень мелкие.

Кроме того, для того чтобы нейтрализовать негативного влияния железа в силумины добавляют также Cr. В случае небольшого содержания кремния, он находится в твердом растворе. Путем отжига в него может перейти до 1,3% кремния.

Si не оказывает такого вредного влияния на Al, как Fe, хотя тоже снижает пластичность, коррозийную устойчивость и электропроводность его сплавов. В большом количестве кремний может добавляться в алюминиевые сплавы для того, чтобы изменить его физические и химические свойства.