Każdy pierwiastek chemiczny można rozpatrywać z punktu widzenia trzech nauk: fizyki, chemii i biologii. W tym artykule postaramy się jak najdokładniej scharakteryzować aluminium. Jest to pierwiastek chemiczny, który znajduje się w trzeciej grupie i trzecim okresie, zgodnie z układem okresowym. Aluminium to metal o średniej aktywności chemicznej. Również w jego związkach można zaobserwować właściwości amfoteryczne. Masa atomowa aluminium wynosi dwadzieścia sześć gramów na mol.

Charakterystyka fizyczna aluminium

W normalnych warunkach jest ciałem stałym. Wzór na aluminium jest bardzo prosty. Składa się z atomów (nie łączą się w cząsteczki), które za pomocą sieci krystalicznej są zbudowane w ciągłą substancję. Kolor aluminium - srebrno-biały. Ponadto posiada metaliczny połysk, jak wszystkie inne substancje z tej grupy. Kolor aluminium stosowanego w przemyśle może się różnić ze względu na obecność zanieczyszczeń w stopie. To dość lekki metal.

Jego gęstość wynosi 2,7 g/cm3, czyli jest około trzy razy lżejsza od żelaza. W tym przypadku może ustąpić tylko magnezowi, który jest jeszcze lżejszy niż ten metal. Twardość aluminium jest dość niska. W tym jest gorszy od większości metali. Twardość aluminium wynosi tylko dwa, dlatego dla jego wzmocnienia do stopów na bazie tego metalu dodawane są twardsze.

Topienie aluminium następuje w temperaturze zaledwie 660 stopni Celsjusza. I wrze po podgrzaniu do temperatury dwóch tysięcy czterysta pięćdziesiąt dwa stopnie Celsjusza. Jest to bardzo plastyczny i topliwy metal. Na to cechy fizyczne aluminium nie jest wykończone. Chciałbym również zauważyć, że metal ten ma najlepszą przewodność elektryczną po miedzi i srebrze.

Rozpowszechnienie w przyrodzie

Aluminium, którego parametry techniczne właśnie sprawdziliśmy, jest dość powszechne w środowisku. Można to zaobserwować w składzie wielu minerałów. Aluminiowy element jest czwartym najczęstszym elementem w przyrodzie. To jest w skorupa Ziemska to prawie dziewięć procent. Głównymi minerałami, w których obecne są jego atomy, są boksyt, korund, kriolit. Pierwsza to skała, która składa się z tlenków żelaza, krzemu i omawianego metalu, aw strukturze znajdują się również cząsteczki wody. Ma niejednorodny kolor: fragmenty szare, czerwono-brązowe i inne, które zależą od obecności różnych zanieczyszczeń. Od trzydziestu do sześćdziesięciu procent tej rasy to aluminium, którego zdjęcie można zobaczyć powyżej. Ponadto korund jest bardzo powszechnym minerałem z natury.

To jest tlenek glinu. Jego wzór chemiczny to Al2O3. Może być czerwony, żółty, niebieski lub brązowy. Jego twardość w skali Mohsa wynosi dziewięć jednostek. Do odmian korundu należą znane szafiry i rubiny, leukozafiry, a także padparadscha (żółty szafir).

Kriolit to minerał o bardziej złożonej formule chemicznej. Składa się z fluorków glinu i sodu - AlF3.3NaF. Wygląda jak bezbarwny lub szarawy kamień o niskiej twardości - tylko trzy w skali Mohsa. We współczesnym świecie jest syntetyzowany sztucznie w laboratorium. Znajduje zastosowanie w metalurgii.

Również glin występuje w przyrodzie w składzie glinek, których głównymi składnikami są tlenki krzemu i omawiany metal, związany z cząsteczkami wody. Ponadto ten pierwiastek chemiczny można zaobserwować w składzie nefelinów, których wzór chemiczny jest następujący: KNa34.

Paragon fiskalny

Charakterystyka glinu obejmuje rozważenie metod jego syntezy. Istnieje kilka metod. Produkcja aluminium pierwszą metodą przebiega w trzech etapach. Ostatnim z nich jest procedura elektrolizy na katodzie i anodzie węglowej. Do przeprowadzenia takiego procesu niezbędny jest tlenek glinu, a także substancje pomocnicze, takie jak kriolit (formuła - Na3AlF6) i fluorek wapnia (CaF2). Aby zaszedł proces rozkładu tlenku glinu rozpuszczonego w wodzie, musi on zostać podgrzany wraz ze stopionym kriolitem i fluorkiem wapnia do temperatury co najmniej dziewięćset pięćdziesiąt stopni Celsjusza, a następnie prądem osiemdziesięciu tysięcy amperów i napięcie od pięciu do ośmiu woltów. W wyniku tego procesu aluminium osiada więc na katodzie, a na anodzie gromadzą się cząsteczki tlenu, które z kolei utleniają anodę i zamieniają ją w dwutlenek węgla. Przed wykonaniem tej procedury boksyt, w postaci którego wydobywany jest tlenek glinu, jest wstępnie oczyszczany z zanieczyszczeń, a także przechodzi proces jego odwodnienia.

Wytwarzanie aluminium w opisany powyżej sposób jest bardzo powszechne w metalurgii. Istnieje również metoda wynaleziona w 1827 roku przez F. Wehlera. Polega ona na tym, że aluminium można wydobywać w reakcji chemicznej między jego chlorkiem a potasem. Możliwe jest przeprowadzenie takiego procesu tylko poprzez stworzenie specjalnych warunków w postaci bardzo wysokiej temperatury i podciśnienia. Tak więc z jednego mola chlorku i tej samej objętości potasu można otrzymać jeden mol glinu i trzy mole jako produkt uboczny. Reakcję tę można zapisać jako następujące równanie: АІСІ3 + 3К = АІ + 3КІ. Metoda ta nie zyskała dużej popularności w metalurgii.

Charakterystyka aluminium pod względem chemicznym

Jak wspomniano powyżej, jest to prosta substancja składająca się z atomów, które nie są połączone w cząsteczki. Podobne struktury tworzą prawie wszystkie metale. Aluminium ma dość wysoką aktywność chemiczną i silne właściwości redukujące. Charakterystyka chemiczna aluminium rozpocznie się od opisu jego reakcji z innymi prostymi substancjami, a następnie zostaną opisane interakcje ze złożonymi związkami nieorganicznymi.

Aluminium i proste substancje

Należą do nich przede wszystkim tlen - najpowszechniejszy związek na planecie. Składa się z niego dwadzieścia jeden procent ziemskiej atmosfery. Reakcje danej substancji z dowolną inną nazywamy utlenianiem lub spalaniem. Zwykle występuje w wysokich temperaturach. Ale w przypadku aluminium utlenianie jest możliwe w normalnych warunkach - tak powstaje film tlenkowy. Jeśli ten metal zostanie zmiażdżony, spali się, uwalniając dużą ilość energii w postaci ciepła. Aby przeprowadzić reakcję między glinem a tlenem, składniki te są potrzebne w stosunku molowym 4:3, co daje dwie części tlenku.

Ta interakcja chemiczna jest wyrażona następującym równaniem: 4АІ + 3О2 = 2АІО3. Możliwe są również reakcje aluminium z halogenami, do których należą fluor, jod, brom i chlor. Nazwy tych procesów pochodzą od nazw odpowiednich halogenów: fluorowanie, jodowanie, bromowanie i chlorowanie. Są to typowe reakcje addycyjne.

Na przykład podajemy oddziaływanie aluminium z chlorem. Ten rodzaj procesu może zachodzić tylko na zimno.

Tak więc, biorąc dwa mole aluminium i trzy mole chloru, otrzymujemy dwa mole chlorku danego metalu. Równanie dla tej reakcji jest następujące: 2АІ + 3СІ = 2АІСІ3. W ten sam sposób można otrzymać fluorek glinu, jego bromek i jodek.

Z siarką dana substancja reaguje tylko po podgrzaniu. Aby przeprowadzić interakcję między tymi dwoma związkami, należy wziąć je w proporcjach molowych od dwóch do trzech i powstaje jedna część siarczku glinu. Równanie reakcji ma następującą postać: 2Al + 3S = Al2S3.

Ponadto w wysokich temperaturach aluminium oddziałuje z węglem, tworząc węglik, oraz z azotem, tworząc azotek. Jako przykład można przytoczyć następujące równania reakcji chemicznych: 4AI + 3C = AI4C3; 2Al + N2 = 2AlN.

Interakcja ze złożonymi substancjami

Należą do nich woda, sole, kwasy, zasady, tlenki. Z wszystkimi tymi związkami chemicznymi aluminium reaguje na różne sposoby. Przyjrzyjmy się bliżej każdej sprawie.

Reakcja z wodą

Po podgrzaniu aluminium wchodzi w interakcje z najpowszechniejszą złożoną substancją na Ziemi. Dzieje się tak tylko w przypadku wstępnego usunięcia filmu tlenkowego. W wyniku interakcji wodorotlenek amfoteryczny a wodór jest uwalniany do powietrza. Biorąc dwie części glinu i sześć części wody, otrzymujemy wodorotlenek i wodór w proporcjach molowych od dwóch do trzech. Równanie tej reakcji jest zapisane w następujący sposób: 2АІ + 6Н2О = 2АІ (ОН) 3 + 3Н2.

Oddziaływanie z kwasami, zasadami i tlenkami

Podobnie jak inne aktywne metale, aluminium może wejść w reakcję podstawienia. W ten sposób może wyprzeć wodór z kwasu lub kation bardziej pasywnego metalu z jego soli. W wyniku takich oddziaływań powstaje sól glinu, a także uwalniany jest wodór (w przypadku kwasu) lub wytrąca się czysty metal (mniej aktywny niż rozważany). W drugim przypadku przejawiają się wspomniane powyżej właściwości regenerujące. Przykładem jest oddziaływanie glinu, z którym tworzy się chlorek glinu i wodór jest uwalniany do powietrza. Ten rodzaj reakcji wyraża się równaniem: 2AI + 6HCI = 2AICI3 + 3H2.

Przykładem oddziaływania aluminium z solą jest jego reakcja z. Biorąc te dwa składniki, w końcu otrzymamy czystą miedź, która będzie się strącać. Z kwasami, takimi jak siarkowy i azotowy, aluminium reaguje w szczególny sposób. Na przykład, gdy glin dodaje się do rozcieńczonego roztworu kwasu azotanowego w stosunku molowym osiem części do trzydziestu, osiem części azotanu danego metalu tworzy trzy części tlenku azotu i piętnaście części wody. Równanie dla tej reakcji zapisano następująco: 8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O. Proces ten zachodzi tylko w obecności wysokiej temperatury.

Jeśli zmieszamy glin i słaby roztwór kwasu siarczanowego w proporcjach molowych od dwóch do trzech, otrzymamy siarczan danego metalu i wodór w proporcji od jednego do trzech. Oznacza to, że nastąpi zwykła reakcja podstawienia, jak w przypadku innych kwasów. Dla jasności przedstawiamy równanie: 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2. Jednak przy stężonym roztworze tego samego kwasu wszystko jest bardziej skomplikowane. Tutaj, podobnie jak w przypadku azotanu, powstaje produkt uboczny, ale nie w postaci tlenku, ale w postaci siarki i wody. Jeśli weźmiemy dwa potrzebne nam składniki w stosunku molowym od dwóch do czterech, to w rezultacie otrzymamy jedną część soli danego metalu i siarki, a także cztery wody. To oddziaływanie chemiczne można wyrazić za pomocą następującego równania: 2Al + 4H2SO4 = Al2(SO4)3 + S + 4H2O.

Ponadto aluminium może reagować z roztworami alkalicznymi. Aby przeprowadzić taką interakcję chemiczną, musisz wziąć dwa mole danego metalu, taką samą ilość lub potas, a także sześć moli wody. W wyniku tego powstają substancje, takie jak tetrahydroksoglinian sodu lub potasu, a także wodór, który jest uwalniany jako gaz o ostrym zapachu w proporcjach molowych od dwóch do trzech. Tę reakcję chemiczną można przedstawić za pomocą następującego równania: 2AI + 2KOH + 6H2O = 2K[AI(OH)4] + 3H2.

I ostatnią rzeczą do rozważenia są wzory interakcji aluminium z niektórymi tlenkami. Najczęstszym i najczęściej używanym przypadkiem jest reakcja Beketowa. Podobnie jak wiele innych omówionych powyżej, występuje tylko w wysokich temperaturach. Tak więc do jego realizacji konieczne jest pobranie dwóch moli aluminium i jednego mola tlenku żelaza. W wyniku oddziaływania tych dwóch substancji otrzymujemy tlenek glinu i wolne żelazo w ilości odpowiednio jednego i dwóch moli.

Zastosowanie przedmiotowego metalu w przemyśle

Zauważ, że użycie aluminium jest bardzo częstym zjawiskiem. Przede wszystkim przemysł lotniczy tego potrzebuje. Oprócz tego stosowane są również stopy oparte na omawianym metalu. Można powiedzieć, że przeciętny samolot składa się w 50% ze stopów aluminium, a jego silnik w 25%. Również w procesie produkcji przewodów i kabli wykorzystywane jest aluminium ze względu na jego doskonałą przewodność elektryczną. Ponadto metal ten i jego stopy są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym. Z tych materiałów wykonane są nadwozia samochodów osobowych, autobusów, trolejbusów, niektórych tramwajów, a także wagonów zwykłych i elektrycznych.

Wykorzystywana jest również do mniejszych celów, np. do produkcji opakowań do żywności i innych produktów, naczyń. Do wykonania srebrnej farby potrzebny jest proszek danego metalu. Taka farba jest potrzebna w celu ochrony żelaza przed korozją. Można powiedzieć, że aluminium jest drugim po żelazie najczęściej używanym metalem w przemyśle. Jego związki i same w sobie są często wykorzystywane w przemyśle chemicznym. Wynika to ze specjalnych właściwości chemicznych aluminium, w tym jego właściwości redukujących i amfoterycznego charakteru jego związków. Wodorotlenek rozważanego pierwiastka chemicznego jest niezbędny do oczyszczania wody. Ponadto jest wykorzystywany w medycynie podczas produkcji szczepionek. Można go również znaleźć w niektórych tworzywach sztucznych i innych materiałach.

Rola w przyrodzie

Jak już wspomniano powyżej, aluminium znajduje się w dużych ilościach w skorupie ziemskiej. Jest to szczególnie ważne dla żywych organizmów. Aluminium bierze udział w regulacji procesów wzrostu, tworzy tkanki łączne, takie jak kości, więzadła i inne. Dzięki temu mikroelementowi procesy regeneracji tkanek organizmu przebiegają szybciej. Jej niedobór charakteryzuje się następującymi objawami: zaburzenia rozwoju i wzrostu u dzieci, u dorosłych - chroniczne zmęczenie, zmniejszona wydajność, zaburzona koordynacja ruchów, spowolnienie regeneracji tkanek, osłabienie mięśni, zwłaszcza kończyn. Zjawisko to może wystąpić, jeśli spożywasz zbyt mało produktów zawierających ten pierwiastek śladowy.

Jednak częstszym problemem jest nadmiar glinu w organizmie. W tym przypadku często obserwuje się następujące objawy: nerwowość, depresję, zaburzenia snu, utratę pamięci, odporność na stres, zmiękczenie układu mięśniowo-szkieletowego, co może prowadzić do częstych złamań i skręceń. Przy przedłużającym się nadmiarze glinu w organizmie często pojawiają się problemy w pracy niemal każdego układu narządów.

Do tego zjawiska może prowadzić wiele przyczyn. Przede wszystkim naukowcy od dawna udowadniają, że naczynia wykonane z tego metalu nie nadają się do gotowania w nim jedzenia, ponieważ w wysokich temperaturach część aluminium dostaje się do żywności, w wyniku czego konsumujesz znacznie więcej tego mikroelement niż potrzebuje organizm.

Drugim powodem jest regularne stosowanie kosmetyków zawierających dany metal lub jego sole. Przed użyciem jakiegokolwiek produktu należy dokładnie zapoznać się z jego składem. Kosmetyki nie są wyjątkiem.

Trzecim powodem jest przyjmowanie przez długi czas leków zawierających dużo glinu. A także niewłaściwe stosowanie witamin i suplementów diety, w skład których wchodzi ten mikroelement.

Zastanówmy się teraz, które produkty zawierają aluminium, aby uregulować dietę i prawidłowo zorganizować menu. Przede wszystkim są to marchewki, sery topione, pszenica, ałun, ziemniaki. Z owoców polecane są awokado i brzoskwinie. Do tego kapusta biała, ryż, dużo zioła lecznicze. Ponadto kationy danego metalu mogą być zawarte w wodzie pitnej. Aby uniknąć zwiększonej lub zmniejszonej zawartości glinu w organizmie (jak każdy inny pierwiastek śladowy), należy uważnie monitorować swoją dietę i starać się, aby była jak najbardziej zbilansowana.

Ten lekki metal o srebrzystobiałym odcieniu znajduje się prawie wszędzie we współczesnym życiu. Właściwości fizyczne i chemiczne aluminium pozwalają na jego szerokie zastosowanie w przemyśle. Najbardziej znane złoża znajdują się w Afryce, Ameryce Południowej, na Karaibach. W Rosji kopalnie boksytów znajdują się na Uralu. Światowymi liderami w produkcji aluminium są Chiny, Rosja, Kanada i USA.

Górnictwo Al

W naturze ten srebrzysty metal, ze względu na wysoką aktywność chemiczną, występuje tylko w postaci związków. Najbardziej znane skały geologiczne zawierające glin to boksyt, tlenek glinu, korund i skalenie. Boksyt i tlenek glinu mają znaczenie przemysłowe, to właśnie złoża tych rud umożliwiają wydobycie aluminium w czystej postaci.

Nieruchomości

Właściwości fizyczne aluminium ułatwia wyciąganie półfabrykatów z tego metalu w drut i zwijanie w cienkie arkusze. Ten metal nie jest trwały, aby zwiększyć ten wskaźnik podczas wytapiania, jest on stapiany z różnymi dodatkami: miedzią, krzemem, magnezem, manganem, cynkiem. Do celów przemysłowych ważna jest inna fizyczna właściwość aluminium - jest to jego zdolność do szybkiego utleniania się w powietrzu. Powierzchnia produktu aluminiowego żywy zwykle pokryta cienką warstwą tlenku, która skutecznie chroni metal i zapobiega jego korozji. Kiedy ten film ulega zniszczeniu, srebrzysty metal szybko się utlenia, a jego temperatura wyraźnie wzrasta.

Wewnętrzna struktura aluminium

Właściwości fizyczne i chemiczne aluminium w dużej mierze zależą od jego struktury wewnętrznej. Sieć krystaliczna tego elementu jest rodzajem sześcianu zorientowanego na twarz.

Ten rodzaj sieci jest nieodłączny dla wielu metali, takich jak miedź, brom, srebro, złoto, kobalt i inne. Wysoka przewodność cieplna i zdolność przewodzenia elektryczności sprawiły, że metal ten jest jednym z najbardziej poszukiwanych na świecie. Pozostałe właściwości fizyczne aluminium, których tabelę przedstawiono poniżej, w pełni ujawniają jego właściwości i pokazują zakres ich zastosowania.

Stopowanie aluminium

Fizyczne właściwości miedzi i aluminium są takie, że po dodaniu pewnej ilości miedzi do stopu aluminium jego sieć krystaliczna ulega wygięciu, a wytrzymałość samego stopu wzrasta. Stopowanie stopów lekkich opiera się na tej właściwości Al w celu zwiększenia ich wytrzymałości i odporności na agresywne środowiska.

Wyjaśnienie procesu utwardzania leży w zachowaniu atomów miedzi w sieci krystalicznej aluminium. Cząsteczki Cu mają tendencję do wypadania z sieci krystalicznej Al i są zgrupowane w jej specjalnych obszarach.

Tam, gdzie atomy miedzi tworzą klastry, powstaje sieć krystaliczna typu mieszanego CuAl 2 , w której cząstki metalu srebra są jednocześnie częścią zarówno ogólnej sieci krystalicznej aluminium, jak i składu sieci krystalicznej typu mieszanego CuAl 2. Siły wiązań wewnętrznych w zniekształcona siatka jest znacznie większa niż w normalnym. Oznacza to, że siła nowo powstałej substancji jest znacznie wyższa.

Właściwości chemiczne

Znane jest oddziaływanie glinu z rozcieńczonym kwasem siarkowym i chlorowodorowym. Po podgrzaniu metal ten łatwo się w nich rozpuszcza. Stężony na zimno lub mocno rozcieńczony kwas azotowy nie rozpuszcza tego pierwiastka. Wodne roztwory zasad aktywnie wpływają na substancję, podczas reakcji tworząc gliniany - sole zawierające jony glinu. Na przykład:

Al 2 O 3 + 3H2O + 2NaOH \u003d 2Na

Powstały związek nazywa się tetrahydroksyglinianem sodu.

Cienka folia na powierzchni wyrobów aluminiowych chroni ten metal nie tylko przed powietrzem, ale także przed wodą. Jeśli ta cienka bariera zostanie usunięta, pierwiastek będzie gwałtownie oddziaływał z wodą, uwalniając z niej wodór.

2AL + 6H 2 O \u003d 2 AL (OH) 3 + 3H 2

Powstała substancja nazywa się wodorotlenkiem glinu.

AL (OH) 3 reaguje z alkaliami, tworząc kryształy hydroksyglinianu:

Al(OH)2 +NaOH=2Na

Jeśli to równanie chemiczne dodaj do poprzedniego, otrzymujemy wzór na rozpuszczenie pierwiastka w roztworze alkalicznym.

Al (OH) 3 + 2NaOH + 6H2O \u003d 2Na + 3H2

Spalanie aluminium

Właściwości fizyczne aluminium pozwalają mu reagować z tlenem. Jeśli proszek tego metalu lub folii aluminiowej zostanie podgrzany, wybucha i płonie oślepiającym białym płomieniem. Pod koniec reakcji powstaje tlenek glinu Al 2 O 3 .

Glinka

Powstały tlenek glinu ma nazwę geologiczną tlenek glinu. W warunkach naturalnych występuje w postaci korundu – stałych przezroczystych kryształów. Korund ma dużą twardość, jego wskaźnik w skali ciał stałych wynosi 9. Sam korund jest bezbarwny, ale różne zanieczyszczenia mogą go zabarwić na czerwono i niebiesko, więc okazuje się klejnoty, które w biżuterii nazywane są rubinami i szafirami.

Właściwości fizyczne tlenku glinu umożliwiają hodowlę tych kamieni w sztucznych warunkach. Klejnoty technologiczne są używane nie tylko do biżuteria, są używane w precyzyjnym oprzyrządowaniu, do produkcji zegarków i innych rzeczy. Sztuczne kryształy rubinu są również szeroko stosowane w urządzeniach laserowych.

Drobnoziarnista odmiana korundu z duża ilość zanieczyszczenia osadzone na specjalnej powierzchni znane są wszystkim jako szmergiel. Właściwości fizyczne tlenku glinu wyjaśniają wysokie właściwości ścierne korundu, a także jego twardość i odporność na tarcie.

wodorotlenek glinu

Al 2 (OH) 3 jest typowym amfoterycznym wodorotlenkiem. W połączeniu z kwasem substancja ta tworzy sól zawierającą dodatnio naładowane jony glinu, w alkaliach tworzy gliniany. Amfoteryczność substancji przejawia się w tym, że może zachowywać się zarówno jako kwas, jak i zasada. Ten związek może występować zarówno w postaci galaretki, jak i stałej.

Praktycznie nie rozpuszcza się w wodzie, ale reaguje z większością aktywnych kwasów i zasad. Właściwości fizyczne wodorotlenku glinu wykorzystywane są w medycynie, jest popularnym i bezpiecznym środkiem zmniejszania kwasowości w organizmie, stosowany jest przy nieżytach żołądka, dwunastnicy, wrzodach. W przemyśle Al 2 (OH) 3 stosowany jest jako adsorbent, doskonale oczyszcza wodę i wytrąca rozpuszczone w niej szkodliwe pierwiastki.

Użytek przemysłowy

Aluminium odkryto w 1825 roku. Początkowo metal ten był ceniony ponad złoto i srebro. Wynikało to z trudności w wydobyciu go z rudy. Właściwości fizyczne aluminium i jego zdolność do szybkiego tworzenia filmu ochronnego na jego powierzchni utrudniały badanie tego pierwiastka. Dopiero pod koniec XIX wieku wygodnym sposobem wytapianie czystego pierwiastka, nadającego się do użytku przemysłowego.

Lekkość i odporność na korozję to wyjątkowe właściwości fizyczne aluminium. Stopy tego srebrzystego metalu są wykorzystywane w technologii rakietowej, w budowie samochodów, statków, samolotów i instrumentów, w produkcji sztućców i przyborów kuchennych.

Al jako czysty metal jest używany do produkcji części do urządzeń chemicznych, przewodów elektrycznych i kondensatorów. Właściwości fizyczne aluminium są takie, że jego przewodność elektryczna nie jest tak wysoka jak miedzi, ale tę wadę kompensuje lekkość danego metalu, co umożliwia grubsze druty aluminiowe. Tak więc przy tej samej przewodności elektrycznej drut aluminiowy waży o połowę mniej niż drut miedziany.

Równie ważne jest zastosowanie Al w procesie aluminizacji. Jest to nazwa reakcji nasycania powierzchni żeliwnego lub stalowego produktu aluminium w celu ochrony metalu podstawowego przed korozją po podgrzaniu.

Obecnie zbadane złoża rud aluminium są dość porównywalne z potrzebami ludzi w tym srebrzystym metalu. Fizyczne właściwości aluminium mogą stanowić dla jego badaczy znacznie więcej niespodzianek, a zakres tego metalu jest znacznie szerszy, niż można by sobie wyobrazić.

Naturalne aluminium składa się z jednego nuklidu 27Al. Konfiguracja zewnętrznej warstwy elektronowej to 3s2p1. W prawie wszystkich związkach stopień utlenienia glinu wynosi +3 (wartościowość III).

Promień neutralnego atomu glinu wynosi 0,143 nm, promień jonu Al3+ wynosi 0,057 nm. Energie sekwencyjnej jonizacji obojętnego atomu glinu wynoszą odpowiednio 5,984, 18,828, 28,44 i 120 eV. W skali Paulinga elektroujemność aluminium wynosi 1,5.

Prosta substancja aluminium to miękki, lekki, srebrzystobiały metal.

Nieruchomości

Aluminium jest typowym metalem, sieć krystaliczna jest sześcienna centrowana na powierzchni, parametr a = 0,4403 nm. Temperatura topnienia czystego metalu wynosi 660°C, temperatura wrzenia około 2450°C, gęstość 2,6989 g/cm3. Współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej aluminium wynosi około 2,5·10-5 K-1 Potencjał elektrody standardowej Al 3+/Al wynosi 1,663V.

Pod względem chemicznym aluminium jest dość aktywnym metalem. W powietrzu jego powierzchnia jest natychmiast pokryta gęstym filmem tlenku Al 2 O 3, co uniemożliwia dalszy dostęp tlenu (O) do metalu i prowadzi do zakończenia reakcji, co prowadzi do wysokich właściwości antykorozyjnych aluminium . Po umieszczeniu w stężonym kwasie azotowym tworzy się również ochronna powłoka powierzchniowa na aluminium.

Aluminium aktywnie reaguje z innymi kwasami:

6HCl + 2Al \u003d 2AlCl 3 + 3H 2,

3H 2 SO 4 + 2Al \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Aluminium reaguje z roztworami alkalicznymi. Najpierw rozpuszcza się ochronna warstwa tlenku:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na.

Następnie zachodzą reakcje:

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2,

NaOH + Al (OH) 3 \u003d Na,

lub łącznie:

2Al + 6H2O + 2NaOH \u003d Na + 3H2,

w wyniku czego powstają gliniany: Na - glinian sodu (Na) (tetrahydroksoglinian sodu), K - glinian potasu (K) (tetrahydroksoglinian potasu) lub inne.Ponieważ atom glinu w tych związkach charakteryzuje się liczbą koordynacyjną 6 , a nie 4 , to rzeczywiste wzory tych tetrahydroksozwiązków są następujące:

Na i K.

Po podgrzaniu aluminium reaguje z halogenami:

2Al + 3Cl2 \u003d 2AlCl3,

2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3 .

Co ciekawe, reakcja pomiędzy proszkami glinu i jodu (I) rozpoczyna się w temperaturze pokojowej, jeśli do mieszaniny wyjściowej doda się kilka kropel wody, która w tym przypadku pełni rolę katalizatora:

2Al + 3I 2 = 2AlI 3 .

Oddziaływanie aluminium z siarką (S) po podgrzaniu prowadzi do powstania siarczku glinu:

2Al + 3S \u003d Al 2 S 3,

który jest łatwo rozkładany przez wodę:

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S.

Glin nie oddziałuje bezpośrednio z wodorem (H), jednak pośrednio, np. przy użyciu związków glinoorganicznych, można zsyntetyzować stały polimeryczny wodorek glinu (AlH 3) x - najsilniejszy czynnik redukujący.

W postaci proszku aluminium może być spalane na powietrzu i powstaje biały ogniotrwały proszek tlenku glinu Al 2 O 3 .

Wysoka siła wiązania w Al 2 O 3 determinuje wysokie ciepło jego powstawania od proste substancje oraz zdolność aluminium do redukcji wielu metali z ich tlenków, na przykład:

3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe i parzyste

3CaO + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 3Ca.

Ta metoda pozyskiwania metali nazywa się aluminotermia.

Amfoteryczny tlenek Al 2 O 3 odpowiada amfoterycznemu wodorotlenkowi - amorficznemu związkowi polimerowemu, który nie ma stałego składu. Skład wodorotlenku glinu można wyrazić wzorem xAl 2 O 3 yH 2 O, podczas nauki chemii w szkole wzór wodorotlenku glinu jest najczęściej wskazywany jako Al (OH) 3.

W laboratorium wodorotlenek glinu można otrzymać w postaci galaretowatego osadu w reakcjach wymiany:

Al 2 (SO 4) 3 + 6NaOH \u003d 2Al (OH) 3 + 3Na 2 SO 4,

lub dodając sodę do roztworu soli glinu:

2AlCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 6NaCl + 3CO 2,

a także przez dodanie roztworu amoniaku do roztworu soli glinu:

AlCl3 + 3NH3H2O ​​= Al(OH)3 + 3H2O + 3NH4Cl.

Nazwa i historia odkrycia: Łacińskie aluminium pochodzi od łacińskiego alumen, oznaczającego ałun (siarczan glinu i potasu (K) KAl (SO 4) 2 12H 2 O), które od dawna są stosowane w wyprawianiu skór oraz jako środek ściągający. Ze względu na wysoką aktywność chemiczną odkrycie i wyizolowanie czystego aluminium ciągnęło się prawie 100 lat. Wniosek, że „ziemia” (substancja ogniotrwała, współcześnie - tlenek glinu) może być otrzymywany z ałunu, wyciągnął już w 1754 r. niemiecki chemik A. Marggraf. Później okazało się, że tę samą „ziemię” można wyizolować z gliny i nazwano ją tlenkiem glinu. Dopiero w 1825 r. duński fizyk H.K. Oersted mógł uzyskać metaliczne aluminium. Chlorek glinu AlCl 3 , który można otrzymać z tlenku glinu, potraktował amalgamatem potasu (stop potasu (K) z rtęcią (Hg)) i po oddestylowaniu rtęci (Hg) wyizolował szary proszek aluminium.

Dopiero ćwierć wieku później metoda ta została nieco unowocześniona. Francuski chemik AE St. Clair Deville w 1854 zasugerował użycie metalicznego sodu (Na) do produkcji aluminium i uzyskał pierwsze wlewki nowego metalu. Koszt aluminium był wtedy bardzo wysoki i robiono z niego biżuterię.

Przemysłową metodę wytwarzania aluminium przez elektrolizę stopionego stopu złożonych mieszanin, w tym tlenku, fluorku glinu i innych substancji, opracowali niezależnie w 1886 r. P. Eru (Francja) i C. Hall (USA). Produkcja aluminium jest związana z wysoki przepływ elektryczność, więc na dużą skalę zrealizowano ją dopiero w XX wieku. W Związku Radzieckim pierwsze przemysłowe aluminium uzyskano 14 maja 1932 r. W fabryce aluminium Wołchow, zbudowanej obok elektrowni wodnej Wołchow.

Sekcja 1. Nazwa i historia odkrycia aluminium.

Sekcja 2. Ogólna charakterystyka aluminium, fizyczne i chemiczne właściwości.

Sekcja 3. Otrzymywanie odlewów ze stopów aluminium.

Sekcja 4 Wniosek aluminium.

Aluminium- jest to element głównej podgrupy trzeciej grupy, trzeciego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa, o liczbie atomowej 13. Jest oznaczony symbolem Al. Należy do grupy metali lekkich. Najpopularniejszy metal i trzeci co do wielkości pierwiastek chemiczny w skorupie ziemskiej (po tlenie i krzemie).

Prosta substancja aluminium (numer CAS: 7429-90-5) - lekka, paramagnetyczna metal kolor srebrno-biały, łatwy do formowania, odlewania, obrabiany maszynowo. Aluminium posiada wysoką przewodność cieplną i elektryczną, odporność na korozję dzięki szybkiemu tworzeniu się silnych warstw tlenków, które chronią powierzchnię przed dalszym oddziaływaniem.

Osiągnięcia przemysłu w każdym rozwiniętym społeczeństwie są niezmiennie związane z osiągnięciami technologii materiałów konstrukcyjnych i stopów. Jakość przetwórstwa i produktywność wytwarzania przedmiotów handlu są najważniejszymi wskaźnikami poziomu rozwoju państwa.

Materiały użyte w nowoczesne projekty, oprócz wysokich właściwości wytrzymałościowych, musi posiadać zestaw właściwości, takich jak zwiększona odporność na korozję, odporność cieplna, przewodność cieplna i elektryczna, ogniotrwałość, a także zdolność do zachowania tych właściwości w warunkach długa praca pod obciążeniami.

Rozwój naukowy i procesy produkcyjne w zakresie odlewniczej produkcji metali nieżelaznych w naszym kraju odpowiadają zaawansowanym osiągnięciom postępu naukowo-technicznego. Ich efektem było w szczególności utworzenie nowoczesnych warsztatów odlewania kokilowego i odlewania ciśnieniowego w Wołga Automobile Plant i szeregu innych przedsiębiorstw. Duże wtryskarki o sile zamykania formy 35 MN z powodzeniem pracują w Zavolzhsky Motor Plant, która produkuje bloki cylindrów ze stopu aluminium do samochodu Wołga.

W Ałtaj Motor Plant została opanowana zautomatyzowana linia do produkcji odlewów metodą wtrysku. W Związku Socjalistycznych Republik Radzieckich (), po raz pierwszy na świecie, opracowany i opanowany proces odlewanie ciągłe wlewków ze stopów aluminium w formie elektromagnetycznej. Metoda ta znacząco poprawia jakość wlewków oraz zmniejsza ilość odpadów w postaci wiórów podczas ich toczenia.

Nazwa i historia odkrycia aluminium

Łacińskie aluminium pochodzi od łacińskiego ałunu, oznaczającego ałun (siarczan glinu i potasu (K) KAl(SO4)2 12H2O), który od dawna jest używany w wyrobach skórzanych oraz jako środek ściągający. Al, pierwiastek chemiczny III grupy układu okresowego, liczba atomowa 13, masa atomowa 26, 98154. Ze względu na wysoką aktywność chemiczną odkrycie i izolacja czystego aluminium ciągnęło się prawie 100 lat. Wniosek, że „” (substancja ogniotrwała, współcześnie - tlenek glinu) można uzyskać z ałunu, został wyciągnięty w 1754 roku. Niemiecki chemik A. Markgraf. Później okazało się, że tę samą „ziemię” można wyizolować z gliny i nazwano ją tlenkiem glinu. Dopiero w 1825 roku udało mu się uzyskać metaliczne aluminium. Duński fizyk H.K. Oersted. Potraktował chlorek glinu AlCl3, który można otrzymać z tlenku glinu, amalgamatem potasu (stop potasu (K) z rtęcią (Hg)) i po oddestylowaniu rtęci (Hg) wyizolował szary proszek aluminium.

Dopiero ćwierć wieku później metoda ta została nieco unowocześniona. Francuski chemik AE St. Clair Deville w 1854 zasugerował użycie metalicznego sodu (Na) do produkcji aluminium i uzyskał pierwsze wlewki nowego metalu. Koszt aluminium był wtedy bardzo wysoki i robiono z niego biżuterię.

Przemysłową metodę wytwarzania aluminium przez elektrolizę stopionego stopu złożonych mieszanin, w tym tlenku, fluorku glinu i innych substancji, opracowali niezależnie w 1886 r. P. Eru () i C. Hall (USA). Produkcja aluminium wiąże się z wysokimi kosztami energii elektrycznej, dlatego na masową skalę została zrealizowana dopiero w XX wieku. W Związek Socjalistycznych Republik Radzieckich (CCCP) pierwsze aluminium przemysłowe uzyskano 14 maja 1932 r. W fabryce aluminium Wołchow, zbudowanej obok elektrowni wodnej Wołchow.

Aluminium o czystości ponad 99,99% po raz pierwszy otrzymano metodą elektrolizy w 1920 roku. W 1925 roku praca Edwards opublikował pewne informacje na temat właściwości fizycznych i mechanicznych takiego aluminium. W 1938 Taylor, Wheeler, Smith i Edwards opublikowali artykuł, który podaje niektóre właściwości aluminium o czystości 99,996%, również otrzymanego we Francji metodą elektrolizy. Pierwsze wydanie monografii o właściwościach aluminium ukazało się w 1967 roku.

W kolejnych latach, ze względu na względną łatwość przygotowania i atrakcyjne właściwości, wiele Pracuje na właściwości aluminium. Czyste aluminium znalazło szerokie zastosowanie głównie w elektronice - od kondensatorów elektrolitycznych po szczyt inżynierii elektronicznej - mikroprocesory; w krioelektronice, kriomagnetyce.

Nowsze metody otrzymywania czystego aluminium to metoda oczyszczania strefowego, krystalizacja z amalgamatów (stopów aluminium z rtęcią) oraz izolacja z roztworów alkalicznych. Stopień czystości aluminium kontrolowany jest wartością oporu elektrycznego w niskich temperaturach.

Ogólna charakterystyka aluminium

Naturalne aluminium składa się z jednego nuklidu 27Al. Konfiguracja zewnętrznej warstwy elektronowej to 3s2p1. W prawie wszystkich związkach stopień utlenienia glinu wynosi +3 (wartościowość III). Promień neutralnego atomu glinu wynosi 0,143 nm, promień jonu Al3+ wynosi 0,057 nm. Kolejne energie jonizacji obojętnego atomu glinu wynoszą odpowiednio 5, 984, 18, 828, 28, 44 i 120 eV. W skali Paulinga elektroujemność aluminium wynosi 1,5.

Aluminium jest miękkie, lekkie, srebrzystobiałe, którego sieć krystaliczna jest sześcienna, parametr a = 0,4403 nm. Temperatura topnienia czystego metalu 660°C, temperatura wrzenia około 2450°C, gęstość 2,6989 g/cm3. Współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej aluminium wynosi około 2,5·10-5 K-1.

Aluminium chemiczne jest dość aktywnym metalem. W powietrzu jego powierzchnia jest natychmiast pokryta gęstym filmem tlenku Al2O3, co uniemożliwia dalszy dostęp tlenu (O) do metalu i prowadzi do zakończenia reakcji, co prowadzi do wysokich właściwości antykorozyjnych aluminium. Po umieszczeniu w stężonym kwasie azotowym tworzy się również ochronna powłoka powierzchniowa na aluminium.

Aluminium aktywnie reaguje z innymi kwasami:

6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2,

3Н2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2.

Co ciekawe, reakcja pomiędzy proszkami glinu i jodu (I) rozpoczyna się w temperaturze pokojowej, jeśli do wyjściowej mieszaniny doda się kilka kropel wody, która w tym przypadku pełni rolę katalizatora:

2Al + 3I2 = 2AlI3.

Oddziaływanie aluminium z siarką (S) po podgrzaniu prowadzi do powstania siarczku glinu:

2Al + 3S = Al2S3,

który jest łatwo rozkładany przez wodę:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S.

Glin nie oddziałuje bezpośrednio z wodorem (H), jednak pośrednio, np. przy użyciu związków glinoorganicznych, można zsyntetyzować stały polimeryczny wodorek glinu (AlH3)x – najsilniejszy czynnik redukujący.

W postaci proszku, aluminium może być spalane na powietrzu i powstaje biały ogniotrwały proszek tlenku glinu Al2O3.

Wysoka siła wiązania w Al2O3 determinuje wysokie ciepło jego powstawania z prostych substancji oraz zdolność aluminium do redukcji wielu metali z ich tlenków, na przykład:

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe a nawet

3СаО + 2Al = Al2О3 + 3Са.

Ta metoda pozyskiwania metali nazywana jest aluminotermią.

Będąc na łonie natury

Pod względem występowania w skorupie ziemskiej aluminium zajmuje pierwsze miejsce wśród metali i trzecie wśród wszystkich pierwiastków (po tlenie (O) i krzemie (Si)), stanowi około 8,8% masy skorupy ziemskiej. Glin wchodzi w skład ogromnej liczby minerałów, głównie glinokrzemianów i skał. Związki glinu zawierają granity, bazalty, gliny, skalenie itp. Ale oto paradoks: z ogromną liczbą minerały a skały zawierające aluminium, złoża boksytu, głównego surowca do przemysłowej produkcji aluminium, są dość rzadkie. W Federacja Rosyjska na Syberii i Uralu znajdują się złoża boksytów. Alunity i nefeliny mają również znaczenie przemysłowe. Aluminium jako pierwiastek śladowy występuje w tkankach roślin i zwierząt. Są organizmy - koncentratory, które gromadzą glin w swoich narządach - niektóre mchy widły, mięczaki.

Produkcja przemysłowa: na wskaźniku produkcji przemysłowej boksyty są najpierw poddawane obróbce chemicznej, usuwając z nich zanieczyszczenia tlenków krzemu (Si), żelaza (Fe) i innych pierwiastków. W wyniku takiej obróbki otrzymuje się czysty tlenek glinu Al2O3 - główny w produkcji metalu metodą elektrolizy. Jednak ze względu na fakt, że temperatura topnienia Al2O3 jest bardzo wysoka (powyżej 2000°C), nie jest możliwe użycie jego stopu do elektrolizy.

Naukowcy i inżynierowie znaleźli wyjście w następujący sposób. Kriolit Na3AlF6 jest najpierw topiony w kąpieli elektrolitycznej (temperatura topnienia nieco poniżej 1000°C). Kriolit można uzyskać np. poprzez przetwarzanie nefelinów z Półwyspu Kolskiego. Ponadto do tego stopu dodaje się trochę Al2O3 (do 10% masowych) i kilka innych substancji, poprawiając warunki późniejszego proces. Podczas elektrolizy tego stopu tlenek glinu rozkłada się, kriolit pozostaje w stopie, a stopione aluminium tworzy się na katodzie:

2Al2O3 = 4Al + 3O2.

Stopy aluminium

Większość elementów metalowych jest stopowana z aluminium, ale tylko nieliczne z nich pełnią rolę głównych składników stopowych w przemysłowych stopach aluminium. Jednak znaczna liczba pierwiastków jest wykorzystywana jako dodatki poprawiające właściwości stopów. Najbardziej powszechnie stosowany:

Beryl jest dodawany w celu zmniejszenia utleniania w podwyższonych temperaturach. Niewielkie dodatki berylu (0,01 - 0,05%) są stosowane w aluminiowych stopach odlewniczych w celu poprawy płynności w produkcji części silników spalinowych (tłoki i głowice cylindrów).

Bor jest wprowadzany w celu zwiększenia przewodności elektrycznej oraz jako dodatek uszlachetniający. Bor jest wprowadzany do stopów aluminium stosowanych w energetyce jądrowej (z wyjątkiem części reaktorów), ponieważ: pochłania neutrony, zapobiegając rozprzestrzenianiu się promieniowania. Bor wprowadza się średnio w ilości 0,095 - 0,1%.

Bizmut. Metale o niskiej temperaturze topnienia, takie jak bizmut, kadm, są dodawane do stopów aluminium w celu poprawy skrawalności. Elementy te tworzą miękkie topliwe fazy, które przyczyniają się do łamania wiórów i smarowania frezu.

Gal jest dodawany w ilości 0,01 - 0,1% do stopów, z których dalej wykonane są anody eksploatacyjne.

Żelazo. W niewielkich ilościach (>0,04%) jest wprowadzany podczas produkcji drutów w celu zwiększenia wytrzymałości i poprawy charakterystyki pełzania. Ta sama droga żelazo ogranicza przywieranie do ścianek form podczas odlewania do formy.

Ind. Dodatek 0,05 - 0,2% wzmacnia stopy aluminium podczas starzenia, zwłaszcza przy niskiej zawartości miedzi. Dodatki indowe są stosowane w stopach łożyskowych aluminiowo-kadmowych.

W celu zwiększenia wytrzymałości i poprawy właściwości korozyjnych stopów wprowadza się około 0,3% kadmu.

Wapń nadaje plastyczności. Przy zawartości wapnia 5% stop ma efekt superplastyczności.

Krzem jest najczęściej stosowanym dodatkiem w stopach odlewniczych. W ilości 0,5 - 4% zmniejsza skłonność do pękania. Połączenie krzemu i magnezu umożliwia zgrzewanie stopu.

Magnez. Dodatek magnezu znacznie zwiększa wytrzymałość bez zmniejszania ciągliwości, poprawia spawalność oraz zwiększa odporność stopu na korozję.

Miedź wzmacnia stopy, maksymalne utwardzenie uzyskuje się, gdy zawartość kuprum 4 - 6%. Stopy z dodatkiem miedzi wykorzystywane są do produkcji tłoków do silników spalinowych, wysokiej jakości odlewów do samolotów.

Cyna poprawia wydajność cięcia.

Tytan. Głównym zadaniem tytanu w stopach jest rozdrobnienie ziarna w odlewach i wlewkach, co znacznie zwiększa wytrzymałość i jednorodność właściwości w całej objętości.

Chociaż aluminium jest uważane za jeden z najmniej szlachetnych metali przemysłowych, jest dość stabilne w wielu środowiskach utleniających. Powodem tego zachowania jest obecność ciągłej warstwy tlenku na powierzchni aluminium, która natychmiast ponownie tworzy się na czyszczonych obszarach pod wpływem tlenu, wody i innych środków utleniających.

W większości przypadków topienie odbywa się na powietrzu. Jeżeli oddziaływanie z powietrzem ogranicza się do tworzenia na powierzchni związków nierozpuszczalnych w stopie, a powstały film tych związków znacznie spowalnia dalsze oddziaływanie, to zazwyczaj nie podejmuje się żadnych działań w celu stłumienia takiego oddziaływania. Topienie w tym przypadku odbywa się przy bezpośrednim kontakcie stopu z atmosferą. Odbywa się to podczas przygotowywania większości stopów aluminium, cynku, cyny i ołowiu.

Przestrzeń, w której odbywa się topienie stopów, jest ograniczona wykładziną ogniotrwałą wytrzymującą temperatury 1500 - 1800 ˚С. We wszystkich procesach topienia bierze udział faza gazowa, która powstaje podczas spalania paliwa, oddziałując z otoczeniem i wyłożeniem jednostki topiącej itp.

Większość stopów aluminium ma wysoką odporność na korozję w atmosferze naturalnej, wodzie morskiej, roztworach wielu soli i chemikaliów oraz w większości artykułów spożywczych. Konstrukcje ze stopów aluminium są często używane w wodzie morskiej. Boje morskie, szalupy ratunkowe, statki, barki budowane są ze stopów aluminium od 1930 r. Obecnie długość kadłubów statków ze stopów aluminium sięga 61 m. Istnieje doświadczenie w aluminiowych rurociągach podziemnych, stopy aluminium są bardzo odporne na korozję gleby. W 1951 r. na Alasce zbudowano rurociąg o długości 2,9 km. Po 30 latach eksploatacji nie stwierdzono wycieków ani poważnych uszkodzeń spowodowanych korozją.

Aluminium ma szerokie zastosowanie w budownictwie w postaci paneli elewacyjnych, drzwi, ramy okna, kable elektryczne. Stopy aluminium przez długi czas nie podlegają silnej korozji w kontakcie z betonem, moździerz, tynk, zwłaszcza jeśli konstrukcje nie są często mokre. Często mokry, jeśli powierzchnia aluminium przedmioty handlowe nie został poddany dalszej obróbce, może ciemnieć, aż do czernienia w miastach przemysłowych o dużej zawartości utleniaczy w powietrzu. Aby tego uniknąć, produkowane są specjalne stopy w celu uzyskania błyszczących powierzchni poprzez genialne anodowanie - nałożenie warstwy tlenku na powierzchnię metalu. W takim przypadku powierzchni można nadać różne kolory i odcienie. Na przykład stopy aluminium z krzemem pozwalają uzyskać szereg odcieni, od szarości po czerń. Stopy aluminium z chromem mają złoty kolor.

Aluminium przemysłowe produkowane jest w postaci dwóch rodzajów stopów - odlewania, którego części wykonuje się metodą odlewania i odkształcenia - stopów wytwarzanych w postaci odkształcalnych półproduktów - blach, folii, płyt, profili, drutu. Odlewy ze stopów aluminium otrzymywane są wszystkimi możliwymi metodami odlewniczymi. Najczęściej występuje pod ciśnieniem, w formach chłodnych oraz w formach piaskowo-gliniastych. W produkcji małych partii politycznych jest używany odlew w gipsowych formach łączonych i odlew dla modeli inwestycyjnych. Stopy odlewnicze są wykorzystywane do wytwarzania odlewanych wirników silników elektrycznych, odlewanych części samolotów itp. Stopy do obróbki plastycznej są wykorzystywane w produkcji motoryzacyjnej do dekoracja wnętrz, zderzaki, panele nadwozia i części wewnętrzne; w budownictwie jako materiał wykończeniowy; w samolotach itp.

W przemysł stosuje się również proszki aluminiowe. Stosowany w metalurgii przemysł: w aluminotermii, jako dodatki stopowe, do wytwarzania półproduktów przez prasowanie i spiekanie. Ta metoda daje bardzo trwałe części (koła zębate, tuleje itp.). Proszki są również wykorzystywane w chemii do otrzymywania związków glinu oraz jako katalizator(np. w produkcji etylenu i acetonu). Ze względu na wysoką reaktywność aluminium, zwłaszcza w postaci proszku, jest on stosowany w materiałach wybuchowych i stałych materiałach miotających do rakiet, wykorzystując swoją zdolność do szybkiego zapłonu.

Ze względu na wysoką odporność aluminium na utlenianie proszek stosowany jest jako pigment w powłokach do malowania urządzeń, dachów, papieru w druku, błyszczących powierzchni paneli samochodowych. Dodatkowo warstwa aluminium pokryta jest stalą i żeliwem przedmiot handlowy aby zapobiec ich korozji.

Pod względem zastosowania aluminium i jego stopy ustępują jedynie żelazu (Fe) i jego stopom. Powszechne zastosowanie aluminium w różnych dziedzinach techniki i życia codziennego wiąże się z połączeniem jego właściwości fizycznych, mechanicznych i chemicznych: niskiej gęstości, odporności na korozję w powietrzu atmosferycznym, wysokiej przewodności cieplnej i elektrycznej, ciągliwości i stosunkowo wysokiej wytrzymałości. Aluminium łatwo poddaje się obróbce na różne sposoby - kucie, tłoczenie, walcowanie itp. Do produkcji drutu używa się czystego aluminium (przewodność elektryczna aluminium wynosi 65,5% przewodności elektrycznej miedzi, ale aluminium jest ponad trzy razy lżejsze od miedzi, więc aluminium jest często zastępowane w elektrotechnice) i folię używaną jako materiał opakowaniowy. Główną część wytopionego aluminium przeznacza się na pozyskiwanie różnych stopów. Powłoki ochronne i dekoracyjne są łatwo nakładane na powierzchnię stopów aluminium.

Różnorodność właściwości stopów aluminium wynika z wprowadzenia do aluminium różnych dodatków, które tworzą z nim roztwory stałe lub związki międzymetaliczne. Większość aluminium jest wykorzystywana do produkcji stopów lekkich - duraluminium (94% aluminium, 4% miedzi (Cu), 0,5% magnezu (Mg), manganu (Mn), (Fe) i krzemu (Si)), siluminu (85- 90% - aluminium, 10-14% krzemu (Si), 0,1% sodu (Na)) itp. W metalurgii aluminium wykorzystywane jest nie tylko jako baza do stopów, ale także jako jeden z powszechnie stosowanych dodatków stopowych w stopach na bazie miedzi (Cu), magnezu (Mg), żelaza (Fe), >niklu (Ni) itp.

Stopy aluminium znajdują szerokie zastosowanie w życiu codziennym, w budownictwie i architekturze, w motoryzacji, przemyśle stoczniowym, lotnictwie i technice kosmicznej. W szczególności pierwszy sztuczny satelita Ziemia. Stop aluminium i cyrkonu (Zr) jest szeroko stosowany w budowie reaktorów jądrowych. Do produkcji materiałów wybuchowych wykorzystuje się aluminium.

Obchodząc się z aluminium w życiu codziennym, należy pamiętać, że tylko neutralne (w kwasowości) ciecze (na przykład przegotowana woda) mogą być podgrzewane i przechowywane w naczyniach aluminiowych. Jeśli na przykład kapuśniak gotuje się w naczyniach aluminiowych, to aluminium przechodzi do żywności i nabiera nieprzyjemnego „metalicznego” smaku. Ponieważ film tlenkowy jest bardzo łatwy do uszkodzenia w życiu codziennym, zastosowanie naczynia aluminiowe nadal niepożądane.

Srebrno-biały metal, lekki

gęstość — 2,7 g/cm

temperatura topnienia dla aluminium technicznego - 658 °C, dla aluminium o wysokiej czystości - 660 °C

ciepło właściwe topnienia — 390 kJ/kg

temperatura wrzenia - 2500 ° C

ciepło właściwe parowania - 10,53 MJ/kg

wytrzymałość na rozciąganie odlewu aluminiowego – 10-12 kg/mm², odkształcalnego – 18-25 kg/mm², stopów – 38-42 kg/mm²

Twardość Brinella — 24…32 kgf/mm²

wysoka plastyczność: na techniczną - 35%, na czystą - 50%, zwinięte w cienką blachę i równą folię

Moduł Younga - 70 GPa

Aluminium ma wysoką przewodność elektryczną (0,0265 μOhm·m) i przewodność cieplną (203,5 W/(m·K)), 65% przewodności elektrycznej miedzi i ma wysoki współczynnik odbicia światła.

Słaby paramagnes.

Współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej 24,58 10-6 K-1 (20…200 °C).

Współczynnik temperaturowy oporu elektrycznego wynosi 2,7·10−8K−1.

Aluminium tworzy stopy z prawie wszystkimi metalami. Najbardziej znane są stopy z miedzią i magnezem (duraluminium) oraz krzemem (silumin).

Naturalne aluminium składa się prawie w całości z pojedynczego stabilny izotop 27Al ze śladowymi ilościami 26Al, radioaktywny izotop o Kropka okres półtrwania wynoszący 720 tysięcy lat, powstały w atmosferze podczas bombardowania jąder argonu przez protony promieniowania kosmicznego.

Pod względem występowania w skorupie ziemskiej Ziemia zajmuje 1. miejsce wśród metali i 3. miejsce wśród pierwiastków, ustępując jedynie tlenowi i krzemowi. zawartość glinu w skorupie ziemskiej dane różnych badaczy stanowi od 7,45 do 8,14% masy skorupy ziemskiej.

W naturze aluminium, ze względu na wysoką aktywność chemiczną, występuje prawie wyłącznie w postaci związków. Niektórzy z nich:

Boksyty - Al2O3 H2O (z domieszkami SiO2, Fe2O3, CaCO3)

Alunity - (Na,K)2SO4 Al2(SO4)3 4Al(OH)3

Tlenek glinu (mieszaniny kaolinów z piaskiem SiO2, wapień CaCO3, magnezyt MgCO3)

Korund (szafir, rubin, szmergiel) - Al2O3

Kaolinit - Al2O3 2SiO2 2H2O

Beryl (szmaragd, akwamaryn) - 3BeO Al2O3 6SiO2

Chryzoberyl (aleksandryt) - BeAl2O4.

Jednak w pewnych specyficznych warunkach redukujących możliwe jest tworzenie się natywnego glinu.

W wodach naturalnych glin występuje w postaci niskotoksycznych związków chemicznych, takich jak fluorek glinu. Rodzaj kationu lub anionu zależy przede wszystkim od kwasowości środowiska wodnego. Stężenia glinu w wodach powierzchniowych Federacja Rosyjska waha się od 0,001 do 10 mg/l, w wodzie morskiej 0,01 mg/l.

Aluminium (aluminium) to

Otrzymywanie odlewów ze stopów aluminium

Główne wyzwanie stojące przed odlewnią w naszym kraj polega na znacznej ogólnej poprawie jakości odlewów, co powinno znaleźć wyraz w zmniejszeniu grubości ścianek, zmniejszeniu naddatków obróbkowych i systemów bramkowania przy zachowaniu właściwych właściwości użytkowych jednostek handlowych. Efektem końcowym tych prac powinno być zaspokojenie zwiększonych potrzeb inżynierii mechanicznej niezbędną liczbą kęsów odlewniczych bez znaczącego wzrostu całkowitej emisji pieniężnej odlewów wagowo.

Odlewanie piasku

Spośród powyższych metod odlewania do jednorazowych form, najszerzej stosowanym przy wytwarzaniu odlewów ze stopów aluminium jest odlewanie do form z mokrym piaskiem. Wynika to z niskiej gęstości stopów, małej siły oddziaływania metalu na formę oraz niskich temperatur odlewania (680-800C).

Do produkcji form piaskowych stosuje się mieszanki formierskie i rdzeniowe, przygotowane z piasków kwarcowych i gliniastych (GOST 2138-74), glin formierskich (GOST 3226-76), spoiw i materiałów pomocniczych.

Rodzaj systemu zalewowego dobiera się biorąc pod uwagę wymiary odlewu, złożoność jego konfiguracji oraz umiejscowienie w formie. Wylewanie form do odlewów o złożonej konfiguracji o małej wysokości odbywa się z reguły za pomocą dolnych systemów wlewowych. Na wysoki pułap odlewów i cienkich ścianek, preferowane jest stosowanie pionowych lub kombinowanych systemów bramkowania. Formy do odlewów o małych rozmiarach można wylewać przez górne systemy wlewowe. W takim przypadku wysokość metalowego strupa wpadającego do gniazda formy nie powinna przekraczać 80 mm.

Aby zmniejszyć prędkość wytopu na wejściu do wnęki formy i lepiej oddzielić zawieszone w niej filmy tlenków i wtrącenia żużla, do systemów wlewowych wprowadzane są dodatkowe opory hydrauliczne - zakładane lub przesypywane są siatki (metalowe lub z włókna szklanego) filtry.

Wlewki (podajniki) z reguły są doprowadzane do cienkich odcinków (ścianek) odlewów rozproszonych na obwodzie, biorąc pod uwagę wygodę ich późniejszego oddzielenia podczas przetwarzania. Niedopuszczalne jest dostarczanie metalu do jednostek masywnych, ponieważ powoduje to powstawanie w nich wnęk skurczowych, zwiększenie chropowatości i „awaria” skurczu na powierzchni odlewów. W przekroju poprzecznym kanały wlewowe mają najczęściej kształt prostokątny o szerokim boku 15-20 mm i wąskim boku 5-7 mm.

Stopy o wąskim przedziale krystalizacji (AL2, AL4, AL), AL34, AK9, AL25, ALZO) są podatne na powstawanie skoncentrowanych wnęk skurczowych w zespołach termicznych odlewów. Aby wyciągnąć te muszle z odlewów, szeroko stosuje się instalację ogromnych zysków. Dla odlewów cienkościennych (4-5 mm) i małych masa zysku to 2-3 krotność masy odlewów, dla odlewów grubościennych do 1,5 razy. Wysokość przybył dobierana w zależności od wysokości odlewu. Gdy wysokość jest mniejsza niż 150 mm, wysokość przybył Przym.H wziąć równą wysokość odlewu Notl. Dla wyższych odlewów przyjmuje się stosunek Nprib / Notl równy 0,3 0,5.

Największe zastosowanie w odlewaniu stopów aluminium to cholewka otwarte zyski przekrój okrągły lub owalny; zyski boczne w większości przypadków są zamykane. Aby poprawić wydajność pracy zyski są izolowane, wypełnione gorącym metalem, dopełnione. Ocieplenie odbywa się zwykle za pomocą naklejki na powierzchni arkusza azbestu, po czym następuje suszenie płomieniem gazowym. Stopy o szerokim zakresie krystalizacji (AL1, AL7, AL8, AL19, ALZZ) są podatne na powstawanie porowatości skurczowej rozproszonej. Impregnacja porów skurczowych za pomocą zyski nieskuteczny. Dlatego przy produkcji odlewów z wymienionych stopów nie zaleca się stosowania instalacji o ogromnych zyskach. Aby uzyskać wysokiej jakości odlewy, przeprowadza się kierunkowe krzepnięcie, szeroko wykorzystując do tego celu instalację lodówek wykonanych z żeliwa i stopów aluminium. Optymalne warunki do kierunkowej krystalizacji stwarza pionowy system bramek szczelinowych. Aby zapobiec wydzielaniu się gazu podczas krystalizacji i tworzeniu się porowatości skurczowej gazowej w odlewach grubościennych, powszechnie stosuje się krystalizację pod ciśnieniem 0,4-0,5 MPa. W tym celu formy odlewnicze przed wylaniem umieszcza się w autoklawach, napełnia się je metalem i krystalizuje odlewy pod ciśnieniem powietrza. Do produkcji wielkogabarytowych (do 2-3 m wysokości) cienkościennych odlewów stosuje się metodę odlewania z kolejno ukierunkowanym krzepnięciem. Istotą metody jest sukcesywna krystalizacja odlewu od dołu do góry. W tym celu formę odlewniczą umieszcza się na stole podnośnika hydraulicznego, a do jej wnętrza opuszczane są metalowe rury o średnicy 12–20 mm, rozgrzane do temperatury 500–700 °C, pełniące funkcję pionów. Rurki są trwale zamocowane w kielichach bramkujących, a otwory w nich zamykane są korkami. Po napełnieniu kubka zalewowego stopem, korki są podnoszone, a stop przepływa przez rurki do studzienek zalewowych połączonych z wnęką formy za pomocą szczelinowych wlewów (podajników). Gdy poziom stopu w studniach wzrośnie o 20-30 mm powyżej dolnego końca rur, włącza się mechanizm opuszczania stołu hydraulicznego. Prędkość opuszczania jest tak dobrana, że ​​napełnianie formy odbywa się pod zalanym poziomem, a gorący metal w sposób ciągły wpływa do górnych części formy. Zapewnia to kierunkowe krzepnięcie i umożliwia uzyskanie skomplikowanych odlewów bez wad skurczowych.

Wypełnianie form piaskowych metalem odbywa się z kadzi wyłożonych materiałem ogniotrwałym. Przed napełnieniem metalem świeżo wyłożone kadzie są suszone i kalcynowane w temperaturze 780-800°C w celu usunięcia wilgoci. Temperatura wytopu przed wylaniem utrzymywana jest na poziomie 720-780°C. Formy do odlewów cienkościennych napełniane są wytopami ogrzanymi do temperatury 730-750°C, a dla odlewów grubościennych do 700-720°C.

Odlewanie w formach gipsowych

Odlewanie w formach gipsowych stosuje się w przypadkach, gdy odlewom stawiane są zwiększone wymagania w zakresie dokładności, czystości powierzchni oraz odwzorowania najdrobniejszych szczegółów reliefu. Formy gipsowe w porównaniu do form piaskowych charakteryzują się większą wytrzymałością, dokładnością wymiarową, lepszą odpornością na wysokie temperatury oraz pozwalają na uzyskanie odlewów o złożonej konfiguracji o grubości ścianki 1,5 mm w 5-6 klasie dokładności. Formy wykonujemy według modeli woskowych lub metalowych (mosiądz), chromowanych. Płyty modelowe wykonane są ze stopów aluminium. Aby ułatwić wyjmowanie modeli z form, ich powierzchnia jest pokryta cienka warstwa smar naftowo-stearynowy.

Małe i średnie formy do skomplikowanych odlewów cienkościennych wykonane są z mieszanki składającej się z 80% gipsu, 20% kwarcu piasek lub azbest i 60-70% wody (wagowo suchej mieszanki). Skład mieszanki dla form średnich i dużych: 30% gips, 60% piasek, 10% azbest, 40-50% woda. Aby spowolnić wiązanie, do mieszanki dodaje się 1-2% wapna gaszonego. Niezbędną wytrzymałość form uzyskuje się poprzez uwodnienie gipsu bezwodnego lub półwodnego. W celu zmniejszenia wytrzymałości i zwiększenia przepuszczalności gazów surowe formy gipsowe poddaje się obróbce hydrotermicznej - przetrzymuje się je w autoklawie przez 6-10 godzin pod ciśnieniem pary wodnej 0,13-0,14 MPa, a następnie przez dobę na powietrzu. Następnie formy poddaje się stopniowemu suszeniu w 350-500°C.

Cechą form gipsowych jest ich niska przewodność cieplna. Ta okoliczność utrudnia uzyskanie gęstych odlewów ze stopów aluminium o szerokim zakresie krystalizacji. Dlatego głównym zadaniem w opracowaniu opłacalnego systemu wlewów do form gipsowych jest zapobieganie powstawaniu wnęk skurczowych, luzów, filmów tlenkowych, pęknięć na gorąco i niedopełniania cienkich ścianek. Osiąga się to poprzez zastosowanie rozprężnych systemów bramkowania, które zapewniają niską prędkość ruchu wytopów w gnieździe formy, ukierunkowane krzepnięcie zespołów termicznych w kierunku pionów za pomocą lodówek oraz zwiększenie podatności form poprzez zwiększenie zawartości piasku kwarcowego w mieszaninie. Odlewy cienkościenne wylewane są do form rozgrzanych do temperatury 100–200°C metodą próżniowego odsysania, co umożliwia wypełnienie wnęk o grubości do 0,2 mm. Odlewy grubościenne (powyżej 10 mm) uzyskuje się poprzez zalewanie form w autoklawach. Krystalizacja metalu w tym przypadku odbywa się pod ciśnieniem 0,4–0,5 MPa.

Odlewanie powłoki

Odlewanie do form skorupowych jest celowe do zastosowania w seryjnej i wielkoseryjnej produkcji odlewów o ograniczonych wymiarach z podwyższoną chropowatością powierzchni, większą dokładnością wymiarową i mniejszą obróbką niż przy odlewaniu do form piaskowych.

Formy skorupowe są wykonywane przy użyciu gorących (250–300 °C) narzędzi metalowych (stalowych) w sposób bunkrowy. Sprzęt modelowy jest wykonywany zgodnie z 4-5 klasami dokładności ze spadkami formowania od 0,5 do 1,5%. Skorupy wykonane są dwuwarstwowo: pierwsza warstwa jest z mieszanki z 6-10% żywicy termoutwardzalnej, druga z mieszanki z 2% żywicy. W celu lepszego usunięcia skorupy płyta modelowa pokryta jest cienką warstwą emulsji rozdzielającej (5% płyn silikonowy nr 5; 3% mydło do prania; 92% wody).

Do produkcji form skorupowych stosuje się drobnoziarniste piaski kwarcowe zawierające co najmniej 96% krzemionki. Półformy łączy się poprzez sklejenie na specjalnych prasach kołkowych. Skład kleju: 40% żywica MF17; 60% marszalit i 1,5% chlorek glinu (utwardzanie). Wypełnianie zmontowanych formularzy odbywa się w pojemnikach. Podczas odlewania do form skorupowych stosuje się te same systemy bramkowania i warunki temperaturowe, jak podczas odlewania do form piaskowych.

Niska szybkość krystalizacji metalu w formach skorupowych oraz mniejsze możliwości tworzenia krystalizacji ukierunkowanej skutkują wytwarzaniem odlewów o niższych właściwościach niż przy odlewaniu w formach z piasku surowego.

Odlewanie inwestycyjne

Odlewanie metodą traconego wosku służy do wytwarzania odlewów o podwyższonej dokładności (klasa III-5) i wykończeniu powierzchni (klasa chropowatości 4-6), dla których ta metoda jest jedyną możliwą lub optymalną.

Modele w większości przypadków są wykonywane z pastowatych kompozycji stearyny parafinowej (1: 1) poprzez wciskanie do form metalowych (odlewanych i prefabrykowanych) na instalacjach stacjonarnych lub karuzelowych. Przy wytwarzaniu skomplikowanych odlewów o wymiarach powyżej 200 mm, w celu uniknięcia deformacji modeli, do masy modelowej wprowadza się substancje zwiększające temperaturę ich mięknienia (topnienia).

Jako powłokę ogniotrwałą w produkcji form ceramicznych stosuje się zawiesinę hydrolizowanego krzemianu etylu (30-40%) i sproszkowanego kwarcu (70-60%). Posypywanie bloków modelowych odbywa się piaskiem kalcynowanym 1KO16A lub 1K025A. Każda warstwa powłoki jest suszona na powietrzu przez 10-12 godzin lub w atmosferze zawierającej pary amoniaku. Niezbędną wytrzymałość formy ceramicznej uzyskuje się przy grubości skorupy 4–6 mm (4–6 warstw powłoki ogniotrwałej). Aby zapewnić płynne wypełnienie formy, stosuje się rozprężne systemy bramkowania z doprowadzeniem metalu do grubych odcinków i masywnych węzłów. Odlewy podawane są zwykle z masywnego pionu przez zagęszczone wlewki (podajniki). W przypadku skomplikowanych odlewów dozwolone jest wykorzystanie ogromnych zysków do zasilania górnych masywnych jednostek z obowiązkowym wypełnieniem ich z pionu.

Aluminium (aluminium) to

Modele topi się z foremek w gorącej (85–90°C) wodzie zakwaszonej kwasem solnym (0,5–1 cm3 na litr wody), aby zapobiec zmydleniu stearyny. Po stopieniu modeli formy ceramiczne są suszone w temperaturze 150-170°C przez 1-2 godziny, umieszczane w pojemnikach, wypełnione suchym wypełniaczem i kalcynowane w temperaturze 600-700°C przez 5-8 godzin. Napełnianie odbywa się w zimnych i ogrzewanych formach. Temperatura nagrzewania (50-300 °C) form zależy od grubości ścianek odlewu. Wypełnianie form metalem odbywa się w zwykły sposób, jak również przy użyciu próżni lub siły odśrodkowej. Większość stopów aluminium jest podgrzewana do 720-750°C przed wylaniem.

Odlewanie ciśnieniowe

Odlewy kokilowe to główna metoda seryjnej i masowej produkcji odlewów ze stopów aluminium, która umożliwia uzyskanie odlewów w klasach dokładności 4-6 o chropowatości powierzchni Rz = 50-20 i minimalnej grubości ścianki 3-4 mm . Przy odlewaniu do formy chłodzącej, wraz z wadami spowodowanymi dużymi prędkościami topienia w gnieździe formy oraz niezgodnością z wymogami krzepnięcia kierunkowego (porowatość gazowa, filmy tlenkowe, luźność skurczu) głównymi rodzajami odrzutów i odlewów są: niedopełnienia i pęknięcia. Pojawienie się pęknięć spowodowane jest trudnym skurczem. Pęknięcia występują szczególnie często w odlewach wykonanych ze stopów o szerokim przedziale krystalizacji, które charakteryzują się dużym skurczem liniowym (1,25-1,35%). Zapobieganie powstawaniu tych wad osiąga się różnymi metodami technologicznymi.

W przypadku dostarczania metalu do grubych odcinków należy przewidzieć możliwość zasilania punktu zaopatrzeniowego poprzez zainstalowanie lejka zaopatrującego (zysk). Wszystkie elementy systemów bramkowania znajdują się wzdłuż łącznika formy chłodzącej. Zalecane są następujące stosunki powierzchni przekroju poprzecznego kanałów bramkowych: dla małych odlewów EFst: EFsl: EFpit = 1: 2: 3; dla dużych odlewów EFst: EFsl: EFpit = 1: 3: 6.

Aby zmniejszyć szybkość wchodzenia stopionego materiału do wnęki formy, stosuje się zakrzywione piony, siatki z włókna szklanego lub metalu oraz filtry ziarniste. Jakość odlewów ze stopów aluminium zależy od szybkości narastania wytopu we wnęce formy. Prędkość ta powinna być wystarczająca, aby zagwarantować wypełnianie cienkich odcinków odlewów w warunkach zwiększonego odprowadzania ciepła i jednocześnie nie powodować niedopełnienia na skutek niepełnego uwolnienia powietrza i gazów przez kanały wentylacyjne i piony, wirowania i spływania wytopu podczas przejście od wąskich odcinków do szerokich. Szybkość wzrostu metalu we wnęce formy podczas odlewania do formy jest nieco wyższa niż podczas odlewania do form piaskowych. Minimalna dopuszczalna prędkość podnoszenia jest obliczana zgodnie ze wzorami A. A. Lebedev i N. M. Galdin (patrz rozdział 5.1, „Odlewanie piaskowe”).

W celu uzyskania gęstych odlewów, podobnie jak w odlewach piaskowych, uzyskuje się kierunkowe krzepnięcie poprzez odpowiednie pozycjonowanie odlewu w formie i kontrolę rozpraszania ciepła. Z reguły masywne (grube) jednostki odlewnicze znajdują się w górnej części formy. Pozwala to zrekompensować zmniejszenie ich objętości podczas utwardzania bezpośrednio z zysków zainstalowanych nad nimi. Regulacja intensywności odprowadzania ciepła w celu uzyskania kierunkowego krzepnięcia odbywa się poprzez chłodzenie lub izolowanie różnych odcinków formy. Aby lokalnie zwiększyć odprowadzanie ciepła, szeroko stosuje się wkładki z miedzi przewodzącej ciepło, zapewniają one zwiększenie powierzchni chłodzącej formy dzięki żeberkom, przeprowadza się lokalne chłodzenie form sprężonym powietrzem lub wodą. Aby zmniejszyć intensywność odprowadzania ciepła, na powierzchnię roboczą formy nakłada się warstwę farby o grubości 0,1–0,5 mm. W tym celu na powierzchnię kanałów wlewowych nakłada się warstwę farby o grubości 1-1,5 mm. Spowolnienie chłodzenia metalu w pionach można również osiągnąć poprzez miejscowe pogrubienie ścianek formy, zastosowanie różnych powłok o niskiej przewodności cieplnej oraz izolację pionów za pomocą naklejek azbestowych. Malowanie powierzchni roboczej formy poprawia wygląd odlewów, pomaga zlikwidować kieszenie gazowe na ich powierzchni oraz zwiększa trwałość form. Przed malowaniem formy są podgrzewane do 100-120 °C. Zbyt wysoka temperatura nagrzewania jest niepożądana, ponieważ zmniejsza szybkość krzepnięcia odlewów i czas trwania ostateczny termin serwis form. Ogrzewanie zmniejsza różnicę temperatur między odlewem a formą oraz rozszerzanie się formy z powodu jej ogrzewania przez metal odlewu. W efekcie zmniejszają się naprężenia rozciągające w odlewie, powodując wygląd pęknięcia. Jednak samo podgrzanie formy nie wystarczy, aby wyeliminować możliwość pękania. Konieczne jest terminowe usunięcie odlewu z formy. Odlew należy wyjąć z formy przed momentem, gdy jego temperatura zrówna się z temperaturą formy, a naprężenia skurczowe osiągną wartość maksymalną. Zwykle odlew jest zdejmowany w momencie, gdy jest na tyle mocny, że można go przesuwać bez zniszczenia (450-500 ° C). Do tego czasu system bramkowania nie osiągnął jeszcze wystarczającej wytrzymałości i jest niszczony przez lekkie uderzenia. Czas utrzymywania odlewu w formie zależy od szybkości krzepnięcia i zależy od temperatury metalu, temperatury formy i szybkości wylewania.

Aby wyeliminować przywieranie metalu, wydłużyć żywotność i ułatwić wyciąganie, metalowe pręty są smarowane podczas pracy. Najpopularniejszym smarem jest zawiesina wodno-grafitowa (3-5% grafitu).

Części form, które wykonują zewnętrzne obrysy odlewów wykonane są z szarego żeliwo. Grubość ścianki form przypisuje się w zależności od grubości ścianki odlewów zgodnie z zaleceniami GOST 16237-70. Wnęki wewnętrzne w odlewach wykonywane są z prętów metalowych (stalowych) i piaskowych. Pręty do piasku służą do ozdabiania skomplikowanych ubytków, których nie można wykonać za pomocą metalowych prętów. Aby ułatwić wyjmowanie odlewów z form, zewnętrzne powierzchnie odlewów muszą mieć nachylenie odlewania od 30 "do 3 ° w kierunku rozstania. Wewnętrzne powierzchnie odlewów wykonanych z metalowych prętów muszą mieć nachylenie co najmniej 6 °. Ostre w odlewach nie dopuszcza się przejść od grubych do cienkich odcinków Promień krzywizny musi wynosić co najmniej 3 mm Otwory o średnicy powyżej 8 mm dla małych odlewów, 10 mm dla średnich i 12 mm dla dużych odlewów wykonuje się za pomocą prętów Optymalny stosunek głębokości otworu do jego średnicy wynosi 0,7-1.

Powietrze i gazy usuwane są z gniazda formy za pomocą kanałów wentylacyjnych umieszczonych w płaszczyźnie podziału oraz korków umieszczonych w ścianach przy głębokich wnękach.

W nowoczesnych odlewniach formy montowane są na jednostanowiskowych lub wielostanowiskowych półautomatycznych maszynach odlewniczych, w których zamykanie i otwieranie formy, wkładanie i wyjmowanie rdzeni, wysuwanie i wyjmowanie odlewu z formy są zautomatyzowane. Zapewniona jest również automatyczna kontrola temperatury nagrzewania formy. Napełnianie form na maszynach odbywa się za pomocą dozowników.

Aby poprawić wypełnienie cienkich wnęk form oraz usunąć powietrze i gazy uwalniane podczas niszczenia spoiw, formy są opróżniane, wylewane pod niskim ciśnieniem lub z użyciem siły odśrodkowej.

Wyciskanie rzucania

Squeeze casting to forma odlewania ciśnieniowego, przeznaczona do produkcji odlewów wielkogabarytowych (2500x1400 mm) typu panelowego o grubości ścianki 2-3 mm. W tym celu stosuje się półformy metalowe, które montuje się na specjalistycznych maszynach odlewniczo-prasujących z jednostronną lub dwustronną zbieżnością półform. Charakterystyczną cechą tej metody odlewania jest wymuszone wypełnienie gniazda formy szerokim przepływem stopu, gdy połówki formy zbliżają się do siebie. W formie odlewniczej nie ma elementów konwencjonalnego systemu bramkowania. Dane Metodą tą wykonuje się odlewy ze stopów AL2, AL4, AL9, AL34, które mają wąski przedział krystalizacji.

Szybkość schładzania stopu jest kontrolowana przez nakładanie powłoki termoizolacyjnej o różnej grubości (0,05–1 mm) na powierzchnię roboczą gniazda formy. Przegrzanie stopów przed wylaniem nie powinno przekraczać 15-20°C powyżej temperatury likwidusu. Czas trwania zbieżności półform wynosi 5-3 s.

Odlewanie niskociśnieniowe

Odlewanie niskociśnieniowe to kolejna forma odlewania ciśnieniowego. Znajduje zastosowanie w produkcji wielkogabarytowych odlewów cienkościennych ze stopów aluminium o wąskim przedziale krystalizacji (AL2, AL4, AL9, AL34). Podobnie jak w przypadku odlewania w formach, zewnętrzne powierzchnie odlewów wykonuje się za pomocą metalowej formy, a wewnętrzne wnęki za pomocą rdzeni metalowych lub piaskowych.

Do produkcji prętów stosuje się mieszaninę składającą się z 55% piasku kwarcowego 1K016A; 13,5% pogrubiony piasek P01; 27% sproszkowanego kwarcu; 0,8% klej pektynowy; 3,2% żywicy M i 0,5% nafty. Taka mieszanka nie powoduje mechanicznego oparzenia. Formy wypełnia się metalem pod ciśnieniem osuszonego sprężonego powietrza (18–80 kPa) dostarczanego na powierzchnię wytopu w tyglu ogrzanym do 720–750°C. Pod działaniem tego ciśnienia wytop jest wypychany z tygla do drutu metalowego, a stamtąd do systemu wlewowego i dalej do gniazda formy. Zaletą odlewania niskociśnieniowego jest możliwość automatycznej kontroli szybkości narastania metalu we wnęce formy, co umożliwia uzyskanie odlewów cienkościennych lepszej jakości niż odlewanie grawitacyjne.

Krystalizacja stopów w formie odbywa się pod ciśnieniem 10–30 kPa aż do powstania stałej metalowej skorupy i 50–80 kPa po utworzeniu skorupy.

Odlewy ze stopów aluminium o większej gęstości są wytwarzane metodą odlewania niskociśnieniowego z przeciwciśnieniem. Wypełnianie gniazda formy podczas odlewania z przeciwciśnieniem odbywa się dzięki różnicy ciśnień w tyglu iw formie (10–60 kPa). Krystalizacja metalu w formie odbywa się pod ciśnieniem 0,4-0,5 MPa. Zapobiega to uwalnianiu się wodoru rozpuszczonego w metalu i tworzeniu porów gazu. Wysokie ciśnienie krwi przyczynia się do lepszego odżywiania masywnych jednostek odlewniczych. Pod innymi względami technologia odlewania pod ciśnieniem wstecznym nie różni się od technologii odlewania pod niskim ciśnieniem.

Odlewanie wsteczne z powodzeniem łączy zalety odlewania niskociśnieniowego i krystalizacji ciśnieniowej.

Formowanie wtryskowe

Odlewy ciśnieniowe ze stopów aluminium AL2, ALZ, AL1, ALO, AL11, AL13, AL22, AL28, AL32, AL34, odlewy o złożonej konfiguracji I-III klas dokładności o grubości ścianki 1 mm i większej, otwory odlewane o średnica do 1,2mm, odlewany zew. i gwint wewnętrzny o minimalnym skoku 1 mm i średnicy 6 mm. Czystość powierzchni takich odlewów odpowiada 5-8 klasom chropowatości. Produkcja takich odlewów odbywa się na maszynach z zimnymi poziomymi lub pionowymi komorami prasowania, przy określonym ciśnieniu prasowania 30-70 MPa. Preferowane są maszyny z poziomą komorą prasowania.

Wymiary i waga odlewów są ograniczone możliwościami Wtryskarek: objętością komory prasowania, jednostkowym ciśnieniem prasowania (p) oraz siłą blokowania (0). Powierzchnia występu (F) odlewu, kanałów zasuwowych i komory prasowania na ruchomej płycie formy nie powinna przekraczać wartości określonych wzorem F=0,85 0/r.

Optymalne wartości nachylenia dla powierzchni zewnętrznych to 45°; dla wewnętrznego 1°. Minimalny promień krzywizny to 0,5-1mm. Otwory o średnicy większej niż 2,5 mm wykonuje się metodą odlewania. Odlewy ze stopów aluminium są z reguły obrabiane tylko wzdłuż powierzchni siedzeń. Naddatek na obróbkę przypisywany jest z uwzględnieniem wymiarów odlewu i wynosi od 0,3 do 1 mm.

Do wykonania form używa się różnych materiałów. Części form mające kontakt z ciekłym metalem wykonane są ze stali ZKh2V8, 4Kh8V2, 4KhV2S; stale 35, 45, 50, sworznie, tuleje i kolumny prowadzące - ze stali U8A.

Dostarczanie metalu do wnęki form odbywa się za pomocą zewnętrznych i wewnętrznych systemów bramkowania. Podajniki doprowadzane są do części odlewu, które poddawane są obróbce. Ich grubość jest przypisywana w zależności od grubości ścianki odlewu w miejscu dostawy i danego charakteru wypełnienia formy. Zależność tę określa stosunek grubości podajnika do grubości ścianki odlewu. Gładkie, bez turbulencji i uwięzienia powietrza, wypełnianie form odbywa się przy stosunku bliskim jedności. Do odlewów o grubości ścianki do 2 mm. podajniki mają grubość 0,8 mm; o grubości ścianki 3mm. grubość podajników wynosi 1,2 mm; o grubości ścianki 4-6 mm-2 mm.

Aby otrzymać pierwszą porcję wytopu wzbogaconą wtrąceniami powietrza, w pobliżu wnęki formy znajdują się specjalne zbiorniki myjące, których objętość może osiągnąć 20-40% objętości odlewu. Podkładki połączone są z wnęką formy kanałami, których grubość jest równa grubości podajników. Usuwanie powietrza i gazu z wnęki form odbywa się poprzez specjalne kanały wentylacyjne oraz szczeliny pomiędzy prętami (popychaczami) a matrycą formy. Kanały wentylacyjne wykonane są w dzielonej płaszczyźnie na części stałej formy, a także wzdłuż ruchomych prętów i wyrzutników. Głębokość kanałów wentylacyjnych przy odlewaniu stopów aluminium przyjmuje się na 0,05-0,15 mm, a szerokość 10-30 mm w celu poprawy wentylacji wnęka podkładek z cienkimi kanałami (0,2-0,5 mm) jest połączona z atmosfera .

Głównymi wadami odlewów otrzymywanych metodą wtrysku są porowatość podskorupowa powietrzna (gazowa) spowodowana uwięzieniem powietrza przy dużych prędkościach wlotu metalu do gniazda formy oraz porowatość skurczowa (lub skorupy) w węzłach cieplnych. Na powstawanie tych defektów duży wpływ mają parametry technologii odlewania, szybkość prasowania, ciśnienie prasowania i reżim termiczny formy.

Prędkość prasowania określa tryb napełniania formy. Im wyższa prędkość prasowania, tym szybciej stopiony materiał przemieszcza się przez kanały wlewowe, tym większa prędkość wlotu stopu do gniazda formy. Wysokie prędkości prasowania przyczyniają się do lepszego wypełnienia cienkich i wydłużonych ubytków. Jednocześnie są przyczyną wychwytywania powietrza przez metal i powstawania porowatości podskorupowej. Podczas odlewania stopów aluminium wysokie prędkości prasowania są stosowane tylko przy produkcji skomplikowanych odlewów cienkościennych. Ciśnienie prasowania ma duży wpływ na jakość odlewów. Wraz ze wzrostem zwiększa się gęstość odlewów.

Wartość nacisku docisku jest zwykle ograniczona wartością siły blokowania maszyny, która musi przekraczać nacisk wywierany przez metal na ruchomą matrycę (pF). W związku z tym duże zainteresowanie zyskuje lokalne wstępne tłoczenie odlewów grubościennych, znane jako proces Ashigai. Mała szybkość wchodzenia metalu do wnęki formy przez wielkoprzekrojowe podajniki oraz efektywne wstępne prasowanie krystalizującego wytopu za pomocą podwójnego nurnika umożliwia uzyskanie gęstych odlewów.

Na jakość odlewów istotny wpływ mają również temperatury stopu i formy. Przy wytwarzaniu odlewów grubościennych o prostej konfiguracji, wytop wylewany jest w temperaturze 20–30 °C poniżej temperatury likwidusu. Odlewy cienkościenne wymagają zastosowania wytopu przegrzanego powyżej temperatury likwidusu o 10–15°C. Aby zmniejszyć wielkość naprężeń skurczowych i zapobiec powstawaniu pęknięć w odlewach, formy są podgrzewane przed wylaniem. Zalecane są następujące temperatury ogrzewania:

Grubość ścianki odlewu, mm 1—2 2—3 3—5 5—8

Temperatura ogrzewania

formy, °С 250—280 200—250 160—200 120—160

Stabilność reżimu termicznego zapewniają formy grzejne (elektryczne) lub chłodzące (wodne).

W celu ochrony powierzchni roboczej form przed przywieraniem i erozją roztopionego materiału, zmniejszenia tarcia podczas wyciągania rdzeni oraz ułatwienia wyciągania odlewów, formy są smarowane. W tym celu stosuje się smary tłuszczowe (olej z grafitem lub proszkiem aluminiowym) lub wodne (roztwory soli, wodne preparaty na bazie grafitu koloidalnego).

Gęstość odlewów ze stopów aluminium znacznie wzrasta podczas odlewania za pomocą form próżniowych. W tym celu formę umieszcza się w szczelnej obudowie, w której powstaje niezbędna próżnia. Dobre wyniki można uzyskać stosując „proces tlenowy”. W tym celu powietrze we wnęce formy zostaje zastąpione tlenem. Przy dużych prędkościach wlotu metalu do gniazda formy, które powodują wychwytywanie tlenu przez stopiony materiał, porowatość podskorupowa w odlewach nie powstaje, ponieważ cały uwięziony tlen jest zużywany na tworzenie drobnych tlenków glinu, które nie wpływają w zauważalny sposób właściwości mechaniczne odlewów. Takie odlewy można poddawać obróbce cieplnej.

W zależności od wymagań specyfikacji technicznych odlewy ze stopów aluminium mogą być poddawane: różne rodzaje kontrola: rentgenowska, gamma lub ultradźwiękowa do wykrywania wad wewnętrznych; oznaczenia do określania odchyleń wymiarowych; luminescencyjny do wykrywania pęknięć powierzchniowych; hydro- lub pneumokontrola do oceny szczelności. Określono częstotliwość wymienionych rodzajów kontroli specyfikacje lub określony przez dział głównego hutnika zakładu. Zidentyfikowane wady, jeśli pozwalają na to specyfikacje techniczne, usuwa się poprzez spawanie lub impregnację. Spawanie łukiem argonowym służy do spawania podsypek, skorup, luzów pęknięć. Uszkodzone miejsce przed spawaniem wycina się w taki sposób, aby ściany wgłębień miały nachylenie 30 - 42 °. Odlewy poddawane są nagrzewaniu miejscowemu lub ogólnemu do temperatury 300-350C. Ogrzewanie miejscowe odbywa się za pomocą płomienia tlenowo-acetylenowego, ogrzewanie ogólne odbywa się w piecach komorowych. Spawanie odbywa się tymi samymi stopami, z których wykonane są odlewy, za pomocą nietopliwej elektrody wolframowej o średnicy 2-6 mm przy koszt argon 5-12 l/min. Siła prądu spawania wynosi zwykle 25-40 A na 1 mm średnicy elektrody.

Porowatość w odlewach jest niwelowana poprzez impregnację lakierem bakelitowym, lakierem asfaltowym, olejem schnącym lub płynnym szkłem. Impregnacja odbywa się w specjalnych kotłach pod ciśnieniem 490-590 kPa ze wstępnym utrzymywaniem odlewów w rozrzedzonej atmosferze (1,3-6,5 kPa). Temperatura cieczy impregnującej jest utrzymywana na poziomie 100°C. Po impregnacji odlewy poddaje się suszeniu w temperaturze 65-200°C, podczas którego płyn impregnacyjny twardnieje i powtórnej kontroli.

Aluminium (aluminium) to

Zastosowanie aluminium

Szeroko stosowany jako materiał konstrukcyjny. Główne zalety aluminium w tej pojemności to lekkość, ciągliwość do tłoczenia, odporność na korozję (w powietrzu aluminium natychmiast pokrywa się mocną warstwą Al2O3, która zapobiega jego dalszemu utlenianiu), wysoka przewodność cieplna oraz nietoksyczność jego związków. W szczególności te właściwości sprawiły, że aluminium stało się niezwykle popularne w produkcji naczyń kuchennych, w tym folii aluminiowej Przemysł spożywczy i do pakowania.

Główną wadą aluminium jako materiału konstrukcyjnego jest jego niska wytrzymałość, dlatego w celu jego wzmocnienia zwykle stapia się je z niewielką ilością miedzi i magnezu (stop nazywa się duraluminium).

Przewodność elektryczna aluminium jest tylko 1,7 razy mniejsza niż miedzi, podczas gdy aluminium jest około 4 razy tańsze w przeliczeniu na kilogram, ale ze względu na 3,3 razy mniejszą gęstość, aby uzyskać równą rezystancję, potrzebuje około 2 razy mniej wagi. Dlatego jest szeroko stosowany w elektrotechnice do produkcji przewodów, ich ekranowania, a nawet w mikroelektronice do produkcji przewodników w chipach. Niższa przewodność elektryczna aluminium (37 1/om) w porównaniu do miedzi (63 1/om) jest kompensowana wzrostem przekroju przewodników aluminiowych. Wadą aluminium jako materiału elektrycznego jest obecność silnej warstwy tlenku, która utrudnia lutowanie.

Ze względu na kompleks właściwości znajduje szerokie zastosowanie w urządzeniach termicznych.

Aluminium i jego stopy zachowują wytrzymałość w bardzo niskich temperaturach. Z tego powodu jest szeroko stosowany w technologii kriogenicznej.

Wysoki współczynnik odbicia w połączeniu z niskim kosztem i łatwością osadzania sprawia, że ​​aluminium jest idealnym materiałem do produkcji luster.

W produkcji materiały budowlane jako czynnik generujący gaz.

Aluminiowanie zapewnia odporność na korozję i zgorzelinę stali i innym stopom, takim jak zawory silników tłokowych, łopatki turbin, platformy wiertnicze, sprzęt do wymiany ciepła, a także zastępuje cynkowanie.

Siarczek glinu jest używany do produkcji siarkowodoru.

Trwają badania nad opracowaniem spienionego aluminium jako szczególnie mocnego i lekkiego materiału.

Jako składnik termitu, mieszanki do aluminotermii

Aluminium służy do odzyskiwania metali rzadkich z ich tlenków lub halogenków.

Aluminium jest ważnym składnikiem wielu stopów. Na przykład w brązach aluminiowych głównymi składnikami są miedź i aluminium. W stopach magnezu najczęściej jako dodatek stosuje się aluminium. Do produkcji spiral w grzejnikach elektrycznych stosuje się Fechral (Fe, Cr, Al) (wraz z innymi stopami).

kawa aluminiowa" height="449" src="/zdjęcia/inwestycje/img920791_21_Klassicheskiy_italyanskiy_proizvoditel_kofe_iz_alyuminiya.jpg" title="(!LANG:21. Klasyczny włoski producent kawy aluminiowej" width="376" />!}

Kiedy aluminium było bardzo drogie, robiono z niego różne przedmioty handlu biżuterią. Tak więc Napoleon III zamówił aluminiowe guziki, aw 1889 r. Dmitrij Iwanowicz Mendelejew otrzymał łuski z miskami wykonanymi ze złota i aluminium. Moda na nie przeminęła natychmiast, gdy pojawiły się nowe technologie (opracowania) do ich produkcji, co wielokrotnie obniżyło koszty. Teraz aluminium jest czasami używane do produkcji biżuterii.

W Japonii aluminium wykorzystywane jest do produkcji tradycyjnej biżuterii, zastępując .

Aluminium i jego związki są stosowane jako dwuskładnikowe paliwo rakietowe o wysokiej wydajności paliwa rakietowe oraz jako składnik paliwowy w paliwach rakietowych na paliwo stałe. Następujące związki glinu cieszą się największym praktycznym zainteresowaniem jako paliwo rakietowe:

Sproszkowane aluminium jako paliwo w stałych paliwach rakietowych. Stosowany jest również w postaci proszku i zawiesiny w węglowodorach.

wodorek glinu.

boran glinu.

Trimetyloglin.

Trietyloglin.

Tripropyloglin.

Trietyloglin (zwykle razem z trietyloborem) jest również używany do chemicznego zapłonu (tj. jako paliwo rozruchowe) w silnikach rakietowych, ponieważ zapala się samoczynnie w gazowym tlenie.

Ma niewielkie działanie toksyczne, ale wiele rozpuszczalnych w wodzie nieorganicznych związków glinu pozostaje w stanie rozpuszczonym przez długi czas i może mieć szkodliwy wpływ na ludzi i zwierzęta stałocieplne poprzez wodę pitną. Najbardziej toksyczne są chlorki, azotany, octany, siarczany itp. W przypadku ludzi następujące dawki związków glinu (mg/kg masy ciała) działają toksycznie po spożyciu:

octan glinu - 0,2-0,4;

wodorotlenek glinu - 3,7-7,3;

ałun aluminiowy - 2,9.

Działa głównie na system nerwowy(gromadzi się w tkance nerwowej, prowadząc do poważnych zaburzeń czynności ośrodkowego układu nerwowego). Jednak neurotoksyczne właściwości aluminium zaczęto badać od połowy lat 60. XX wieku, ponieważ akumulacja metalu w ludzkim ciele jest utrudniona przez mechanizm jego wydalania. W normalnych warunkach do 15 mg danego pierwiastka dziennie może być wydalane z moczem. W związku z tym największy negatywny efekt obserwuje się u osób z zaburzeniami czynności wydalniczych nerek.

Według niektórych badań biologicznych przyjmowanie glinu przez organizm ludzki uważano za czynnik rozwoju choroby Alzheimera, ale badania te zostały później skrytykowane, a wniosek o powiązaniu jednego z drugim został obalony.

O właściwościach chemicznych aluminium decyduje jego wysokie powinowactwo do tlenu (w minerały aluminium wchodzi w tlenowe oktaedry i czworościany), stała wartościowość (3), słaba rozpuszczalność większości związki naturalne. W procesach endogenicznych podczas krzepnięcia magmy i tworzenia skał magmowych wchodzi aluminium sieci krystalicznej skalenie, miki i inne minerały - glinokrzemiany. W biosferze aluminium jest słabym migrantem, brakuje go w organizmach i hydrosferze. W klimacie wilgotnym, gdzie rozkładające się pozostałości obfitej roślinności tworzą dużo kwasów organicznych, glin migruje w glebach i wodach w postaci organomineralnych związków koloidalnych; glin jest adsorbowany przez koloidy i wytrącany w dolnej części gleb. Połączenie glinu z krzemem jest częściowo zerwane iw niektórych miejscach w tropikach tworzą się minerały - wodorotlenki glinu - bemit, diaspor, hydrargillit. Większość glinu wchodzi w skład glinokrzemianów - kaolinitu, beidellitu i innych minerałów ilastych. Słaba mobilność determinuje szczątkową akumulację aluminium w wietrzejącej skorupie wilgotnych tropików. W rezultacie powstają eluwialne boksyty. W minionych epokach geologicznych boksyty gromadziły się również w jeziorach i strefie przybrzeżnej mórz regionów tropikalnych (na przykład boksyty osadowe Kazachstanu). Na stepach i pustyniach, gdzie jest mało żywej materii, a wody są obojętne i zasadowe, aluminium prawie nie migruje. Migracja glinu jest najsilniejsza na obszarach wulkanicznych, gdzie obserwuje się wysoce kwaśne wody rzeczne i podziemne bogate w glin. W miejscach wypierania wód kwaśnych o zasadowo – morskiej (przy ujściach rzek i innych) osadza się aluminium z powstawaniem osadów boksytowych.

Aluminium jest częścią tkanek zwierząt i roślin; w organach ssaków stwierdzono od 10-3 do 10-5% glinu (w przeliczeniu na surową substancję). Aluminium gromadzi się w wątrobie, trzustce i tarczycy. W produkty ziołowe zawartość glinu waha się od 4 mg na 1 kg s.m. (ziemniak) do 46 mg (rzepa żółta), w produktach zwierzęcych od 4 mg (miód) do 72 mg na 1 kg s.m. (). W codziennej diecie człowieka zawartość glinu sięga 35-40 mg. Znane organizmy to koncentratory glinu, na przykład mchy widłakowate (Lycopodiaceae), zawierające do 5,3% glinu w popiele, mięczaki (Helix i Lithorina), w których popiele 0,2-0,8% glinu. Tworząc nierozpuszczalne związki z fosforanami, glin zaburza odżywianie roślin (wchłanianie fosforanów przez korzenie) i zwierząt (wchłanianie fosforanów w jelitach).

Głównym nabywcą jest lotnictwo. Najbardziej obciążone elementy samolotu (poszycie, zestaw wzmacniający) wykonane są z duraluminium. I zabrali ten stop w kosmos. Wylądował nawet na Księżycu i wrócił na Ziemię. I stacje „Luna”, „Wenus”, „Mars”, stworzone przez projektantów biura, które długie lata kierowany przez Georgy Nikolaevich Babakin (1914-1971), nie mogli obejść się bez stopów aluminium.

Stopy układu aluminiowo-manganowego i aluminiowo-magnezowego (AMts i AMg) są głównym materiałem na kadłuby szybkich „rakiet” i „meteorów” – wodolotów.

Ale stopy aluminium znajdują zastosowanie nie tylko w kosmosie, lotnictwie, transporcie morskim i rzecznym. Aluminium zajmuje silną pozycję w transporcie lądowym. Poniższe dane mówią o powszechnym zastosowaniu aluminium w przemyśle motoryzacyjnym. W 1948 zużyto 3,2 kg aluminium, w 1958 - 23,6, w 1968 - 71,4, a dziś liczba ta przekracza 100 kg. Aluminium pojawiło się również w transporcie kolejowym. A superekspres Russkaya Troika składa się w ponad 50% ze stopów aluminium.

Aluminium jest coraz częściej wykorzystywane w budownictwie. W nowych budynkach często stosuje się mocne i lekkie belki, stropy, słupy, balustrady, ogrodzenia, elementy systemów wentylacyjnych ze stopów aluminium. W ostatnich latach stopy aluminium weszły do ​​budowy wielu budynki publiczne, kompleksy sportowe. Są próby wykorzystania aluminium jako pokrycia dachowe. Taki dach nie boi się zanieczyszczeń dwutlenku węgla, związków siarki, związków azotu i innych. szkodliwe zanieczyszczenia, niezwykle wzmagając korozję atmosferyczną żelaznych pokryć dachowych.

Jako stopy odlewnicze stosuje się siluminy - stopy układu aluminiowo-krzemowego. Takie stopy mają dobrą płynność, dają niski skurcz i segregację (heterogeniczność) w odlewach, co umożliwia uzyskanie części o najbardziej złożonej konfiguracji przez odlewanie, np. obudowy silników, wirniki pomp, obudowy przyrządów, bloki silników spalinowych, tłoki , głowice i osłony silników tłokowych.

Walcz o upadek koszt Stopy aluminium również odniosły sukces. Na przykład silumin jest 2 razy tańszy niż aluminium. Zwykle wręcz przeciwnie, stopy są droższe (aby uzyskać stop, konieczne jest uzyskanie czystej zasady, a następnie stopowanie - stop). Radzieccy metalurdzy w Dniepropietrowskich Zakładach Aluminium w 1976 roku opanowali wytapianie siluminów bezpośrednio z glinokrzemianów.

Aluminium jest od dawna znane w elektrotechnice. Jednak do niedawna zakres aluminium ograniczał się do linii energetycznych i, w rzadkich przypadkach, kabli zasilających. Branża kablowa była zdominowana przez miedź i Ołów. Elementy przewodzące konstrukcji kabla zostały wykonane z miedzi, a metalowa osłona została wykonana Ołów lub stopy na bazie ołowiu. Przez wiele dziesięcioleci (po raz pierwszy w 1851 roku zaproponowano osłony ołowiane do ochrony rdzeni kabli) był jedynym metalowym materiałem na osłony kabli. Doskonale sprawdza się w tej roli, ale nie bez wad – wysoka gęstość, niska wytrzymałość i niedobór; to tylko te główne, które skłoniły człowieka do poszukiwania innych metali, które mogą odpowiednio zastąpić ołów.

Okazało się, że są z aluminium. Początek jego służby w tej roli można uznać za rok 1939, a prace rozpoczęto w 1928 roku. Jednak poważna zmiana w wykorzystaniu aluminium w technologii kablowej nastąpiła w 1948 roku, kiedy opracowano i opanowano technologię wytwarzania powłok aluminiowych.

Również miedź przez wiele dziesięcioleci była jedynym metalem do produkcji przewodników przewodzących prąd. Badania materiałów, które mogłyby zastąpić miedź, wykazały, że aluminium powinno i może być takim metalem. Tak więc zamiast dwóch metali, o zasadniczo różnych celach, do technologii kabli weszło aluminium.

Ta zamiana ma wiele zalet. Po pierwsze, możliwość zastosowania powłoki aluminiowej jako przewodu neutralnego to znaczna oszczędność metalu i redukcja wagi. Po drugie, wyższa wytrzymałość. Po trzecie, ułatwienie instalacji, zmniejszenie kosztów transportu, zmniejszenie kosztu kabla itp.

Druty aluminiowe są również używane w napowietrznych liniach energetycznych. Ale wykonanie ekwiwalentnego zamiennika zajęło dużo czasu i wysiłku. Opracowano wiele opcji, które są wykorzystywane w zależności od konkretnej sytuacji. [Produkowane są druty aluminiowe o podwyższonej wytrzymałości i podwyższonej odporności na pełzanie, które uzyskuje się poprzez stapianie z magnezem do 0,5%, krzemem do 0,5%, żelazem do 0,45%, hartowaniem i starzeniem. Druty stalowo-aluminiowe stosowane są zwłaszcza do realizacji dużych rozpiętości wymaganych na przecięciu różnych przeszkód z liniami energetycznymi. Na przykład podczas przekraczania rzek występują przęsła przekraczające 1500 m.

Aluminium w technologii transferowej Elektryczność na duże odległości są używane nie tylko jako materiał przewodzący. Półtorej dekady temu do produkcji słupów energetycznych zaczęto stosować stopy na bazie aluminium. Po raz pierwszy zostały zbudowane w naszym kraj na Kaukazie. Są około 2,5 razy lżejsze od stali i nie wymagają ochrony przed korozją. Tym samym ten sam metal zastąpił żelazo, miedź i ołów w elektrotechnice i technologii przesyłu energii elektrycznej.

I tak lub prawie tak było w innych dziedzinach techniki. Zbiorniki, rurociągi i inne zespoły montażowe wykonane ze stopów aluminium sprawdziły się w przemyśle naftowym, gazowym i chemicznym. Wyparli wiele metali i materiałów odpornych na korozję, takich jak emaliowane wewnątrz pojemniki ze stopów żelaza i węgla do przechowywania agresywnych cieczy (pęknięcie warstwy emalii tej drogiej konstrukcji może prowadzić do strat, a nawet wypadku).

Na świecie do produkcji folii zużywa się rocznie ponad 1 mln ton aluminium. Grubość folii w zależności od przeznaczenia zawiera się w przedziale 0,004-0,15 mm. Jego zastosowanie jest niezwykle zróżnicowane. Służy do pakowania różnych produktów spożywczych i przemysłowych - czekolady, słodyczy, leków, kosmetyków, produktów fotograficznych itp.

Folia jest również wykorzystywana jako materiał konstrukcyjny. Istnieje grupa tworzyw sztucznych wypełnionych gazem - plastry miodu - materiały komórkowe z systemem regularnie powtarzających się regularnych komórek. kształt geometryczny, których ściany wykonane są z folii aluminiowej.

Encyklopedia Brockhaus i Efron

ALUMINIUM- (glina) chem. zł. GLIN; w. w. = 27,12; bije w. = 2,6; poseł. około 700 °. Srebrzystobiały, miękki, dźwięczny metal; jest w połączeniu z kwasem krzemowym głównym składnikiem glinek, skalenia, miki; znaleźć we wszystkich glebach. Idzie do…… Słownik wyrazów obcych języka rosyjskiego

ALUMINIUM- (symbol Al), srebrno-biały metal, element trzeciej grupy układu okresowego pierwiastków. Po raz pierwszy uzyskano go w czystej postaci w 1827 roku. Najpopularniejszy metal w korze Globus; jego głównym źródłem jest ruda boksytu. Proces… … Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

ALUMINIUM- ALUMINIUM, Aluminium (znak chemiczny A1, przy masie 27,1), najpowszechniejszy metal na powierzchni ziemi i po O i krzemie najważniejszy składnik skorupy ziemskiej. A. występuje w naturze, głównie w postaci soli kwasu krzemowego (krzemianów);... ... Wielka encyklopedia medyczna

Aluminium- to niebiesko-biały metal, charakteryzujący się szczególną lekkością. Jest bardzo plastyczny i może być łatwo walcowany, ciągniony, kuty, tłoczony, odlewany itp. Podobnie jak inne miękkie metale, aluminium również bardzo dobrze nadaje się do ... ... Oficjalna terminologia

Aluminium- (Aluminium), Al, pierwiastek chemiczny III grupy układu okresowego, liczba atomowa 13, masa atomowa 26.98154; metal lekki, mp660 °С. Zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 8,8% wag. Aluminium i jego stopy są wykorzystywane jako materiały konstrukcyjne w ... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

ALUMINIUM- ALUMINIUM, patryca alu., chem. glinki metali alkalicznych, podstawa z tlenku glinu, glinki; jak również podstawa rdzy, żelaza; i miedź yari. Mężczyzna z aluminium. przypominająca ałun skamielina, uwodniony siarczan glinu. Mąż Alunit. skamielina, bardzo blisko ... ... Słownik wyjaśniający Dahla

aluminium- (srebrny, lekki, uskrzydlony) metalowy Słownik rosyjskich synonimów. glin n., liczba synonimów: 8 gliny (2) … Słownik synonimów

ALUMINIUM- (łac. Aluminium z ałunu glinowego), Al, pierwiastek chemiczny III grupy układu okresowego, liczba atomowa 13, masa atomowa 26.98154. Metal srebrzystobiały, lekki (2,7 g/cm³), ciągliwy, o wysokiej przewodności elektrycznej, t.t. 660 .C.… … Wielki słownik encyklopedyczny

Aluminium- Al (z łac. alumen nazwa ałunu, używanego w starożytności jako zaprawa do farbowania i garbowania * a. aluminium; n. aluminium; f. aluminium; i. aluminio), chem. pierwiastek III grupy okresowej. Systemy Mendelejewa, przy ul. n. 13, godz. m. 26.9815 ... Encyklopedia geologiczna

ALUMINIUM- ALUMINIUM, aluminium, pl. bez męża. (od łac. ałunu aluminium). Srebrzystobiały, ciągliwy metal lekki. Słownik wyjaśniający Uszakowa. D.N. Uszakow. 1935 1940 ... Słownik wyjaśniający Uszakowa

WŁAŚCIWOŚCI ALUMINIUM

Zawartość:

Gatunki aluminium

Właściwości fizyczne

Właściwości korozyjne

Właściwości mechaniczne

Właściwości technologiczne

Podanie

gatunki aluminium.

Aluminium charakteryzuje się wysoką przewodnością elektryczną i cieplną, odpornością na korozję, ciągliwością i mrozoodpornością. Najważniejszą właściwością aluminium jest jego niska gęstość (około 2,70 g/cm3).Temperatura topnienia aluminium to około 660 C.

Właściwości fizykochemiczne, mechaniczne i technologiczne aluminium są bardzo zależne od rodzaju i ilości zanieczyszczeń, które pogarszają większość właściwości czystego metalu.Głównymi naturalnymi zanieczyszczeniami aluminium są żelazo i krzem. Na przykład żelazo występuje jako niezależna faza Fe-Al, zmniejsza przewodność elektryczną i odporność na korozję, pogarsza ciągliwość, ale nieznacznie zwiększa wytrzymałość aluminium.

W zależności od stopnia oczyszczenia aluminium pierwotne dzieli się na aluminium o wysokiej i technicznej czystości (GOST 11069-2001). Aluminium techniczne obejmuje również gatunki oznaczone AD, AD1, AD0, AD00 (GOST 4784-97). Aluminium techniczne wszystkich gatunków uzyskuje się przez elektrolizę stopów kriolit-tlenek glinu. Aluminium o wysokiej czystości uzyskuje się poprzez dodatkowe oczyszczanie aluminium technicznego. Cechy właściwości aluminium o wysokiej i wysokiej czystości są omówione w książkach

1) Metaloznawstwo aluminium i jego stopów. Wyd. IN Fridlyandera. 1971.2) Właściwości mechaniczne i technologiczne metali. A.V. Bobylev. M. 1980.

Poniższa tabela zawiera zestawienie większości gatunków aluminium. Wskazana jest również zawartość jego głównych naturalnych zanieczyszczeń - krzemu i żelaza.

Marka	Glin, %	Si,%	Fe, %	Aplikacje
Aluminium o wysokiej czystości
A995	99.995	0.0015	0.0015	Sprzęt chemiczny Folia na płyty kondensatorów Cele specjalne
A98	99.98	0.006	0.006
A95	99.95	0.02	0.025
Techniczne aluminium
A8 AD000	99.8	0.10 0.15	0.12 0.15	Walcówka do produkcji produkty kablowe i drutowe (od A7E i A5E). Surowce do produkcji stopów aluminium Folia Wyroby walcowane (pręty, taśmy, blachy, druty, rury)
A7 AD00	99.7	0.15	0.16 0.25
A6	99.6	0.18	0.25
A5E	99.5	0.10	0.20
A5 AD0	99.5	0.25 0.25	0.30 0.40
AD1	99.3	0.30	0.30
A0 PIEKŁO	99.0	0.95 Łącznie do 1,0%

Główna praktyczna różnica między aluminium handlowym a wysoko oczyszczonym jest związana z różnicami w odporności na korozję w niektórych mediach. Oczywiście im wyższy stopień oczyszczenia aluminium, tym jest ono droższe.

Aluminium o wysokiej czystości jest używane do specjalnych celów. Do produkcji stopów aluminium, wyrobów z kabli i drutu oraz wyrobów walcowanych stosuje się aluminium techniczne. Następnie porozmawiamy o aluminium technicznym.

Przewodnictwo elektryczne.

Najważniejszą właściwością aluminium jest jego wysoka przewodność elektryczna, w której ustępuje mu tylko srebro, miedź i złoto. Połączenie wysokiej przewodności elektrycznej z niską gęstością pozwala aluminium konkurować z miedzią w dziedzinie produktów kablowych i drutowych.

Na przewodnictwo elektryczne aluminium, oprócz żelaza i krzemu, duży wpływ mają chrom, mangan i tytan. Dlatego w aluminium przeznaczonym do produkcji przewodów prądowych reguluje się zawartość kilku kolejnych zanieczyszczeń. Tak więc w aluminium klasy A5E o dopuszczalnej zawartości żelaza 0,35% i krzemu 0,12% suma zanieczyszczeń Cr + V + Ti + Mn nie powinna przekraczać tylko 0,01%.

Przewodność elektryczna zależy od stanu materiału. Długotrwałe wyżarzanie w temperaturze 350 C poprawia przewodność, natomiast hartowanie na zimno pogarsza przewodność.

Wartość rezystywności elektrycznej w temperaturze 20 C wynosiOhm*mm 2 /m lub µOhm*m :

0,0277 - drut aluminiowy wyżarzony A7E

0,0280 - drut aluminiowy wyżarzony A5E

0,0290 - po prasowaniu, bez obróbki cieplnej z aluminium AD0

Zatem właściwa rezystancja elektryczna przewodów aluminiowych jest około 1,5 raza wyższa niż rezystancja elektryczna przewodów miedzianych. W związku z tym przewodność elektryczna (odwrotność rezystywności) aluminium wynosi 60-65% przewodności elektrycznej miedzi. Przewodność elektryczna aluminium wzrasta wraz ze spadkiem ilości zanieczyszczeń.

Współczynnik temperaturowy oporności elektrycznej aluminium (0,004) jest w przybliżeniu taki sam jak miedzi.

Przewodność cieplna

Przewodność cieplna aluminium w temperaturze 20 C wynosi około 0,50 cal/cm*s*C i wzrasta wraz ze wzrostem czystości metalu. Pod względem przewodności cieplnej aluminium ustępuje tylko srebru i miedzi (około 0,90), trzy razy wyższe niż przewodność cieplna stali miękkiej. Ta właściwość decyduje o zastosowaniu aluminium w chłodnicach i wymiennikach ciepła.

Inne właściwości fizyczne.

Aluminium ma bardzo wysoką ciepło właściwe (około 0,22 cal/g*C). To znacznie więcej niż w przypadku większości metali (0,09 dla miedzi). Ciepło właściwe topnienia jest również bardzo wysoka (ok. 93 cal/g). Dla porównania dla miedzi i żelaza wartość ta wynosi około 41-49 cal/g.

Odbicie aluminium w dużym stopniu zależy od jego czystości. Dla folii aluminiowej o czystości 99,2% współczynnik odbicia światła białego wynosi 75%, a dla folii o zawartości aluminium 99,5% współczynnik odbicia wynosi już 84%.

Właściwości korozyjne aluminium.

Samo aluminium jest bardzo chemicznie aktywny metal. Wiąże się to z jego zastosowaniem w aluminotermii oraz w produkcji materiałów wybuchowych. Jednak w powietrzu aluminium pokryte jest cienką (około mikrona) warstwą tlenku glinu. Dzięki dużej wytrzymałości i obojętności chemicznej zabezpiecza aluminium przed dalszym utlenianiem i decyduje o jego wysokich właściwościach antykorozyjnych w wielu środowiskach.

W aluminium o wysokiej czystości warstwa tlenku jest ciągła i nieporowata oraz ma bardzo silną przyczepność do aluminium. Dzięki temu aluminium o wysokiej i specjalnej czystości jest bardzo odporne na działanie kwasów nieorganicznych, zasad, wody morskiej i powietrza. Przyczepność warstewki tlenkowej do aluminium w miejscach, w których znajdują się zanieczyszczenia, znacznie się pogarsza i miejsca te stają się podatne na korozję. W związku z tym aluminium o czystości technicznej ma niższą odporność. Na przykład w stosunku do słabego kwasu solnego odporność aluminium rafinowanego i technicznego różni się 10 razy.

Aluminium (i jego stopy) zwykle wykazuje korozję wżerową. Dlatego też stabilność aluminium i jego stopów w wielu mediach jest determinowana nie zmianą masy próbek i nie szybkością penetracji korozji, ale zmianą właściwości mechanicznych.

Zawartość żelaza ma główny wpływ na właściwości korozyjne aluminium technicznego. Zatem szybkość korozji w 5% roztworze HCl dla różnych gatunków wynosi (in):

Marka	ZawartośćGlin	Zawartość Fe	Szybkość korozji
A7	99.7 %	< 0.16 %	0.25 – 1.1
A6	99.6%	< 0.25%	1.2 – 1.6
A0	99.0%	< 0.8%	27 - 31

Obecność żelaza zmniejsza również odporność aluminium na zasady, ale nie wpływa na odporność na kwasy siarkowy i azotowy. Generalnie odporność korozyjna aluminium technicznego w zależności od czystości pogarsza się w kolejności: A8 i AD000, A7 i AD00, A6, A5 i AD0, AD1, A0 i AD.

W temperaturach powyżej 100C aluminium wchodzi w interakcje z chlorem. Aluminium nie oddziałuje z wodorem, ale dobrze go rozpuszcza, dlatego jest głównym składnikiem gazów obecnych w aluminium. Para wodna, która dysocjuje w temperaturze 500 C, działa szkodliwie na aluminium, w niższych temperaturach wpływ pary jest znikomy.

Aluminium jest stabilne w następujących środowiskach:

atmosfera przemysłowa

Naturalny świeża woda do temperatury 180 C. Szybkość korozji wzrasta wraz z napowietrzaniem,

zanieczyszczenia sody kaustycznej, kwasu solnego i sody.

Woda morska

Stężony kwas azotowy

Sole kwaśne sodu, magnezu, amonu, podsiarczynu.

Słabe (do 10%) roztwory kwasu siarkowego,

100% kwas siarkowy

Słabe roztwory fosforu (do 1%), chromu (do 10%)

Kwas borowy w dowolnym stężeniu

Ocet, cytryna, wino. kwas jabłkowy, kwaśne soki owocowe, wino

Roztwór amoniaku

Aluminium jest niestabilne w takich środowiskach:

Rozcieńczony kwas azotowy

Kwas chlorowodorowy

Rozcieńczony kwas siarkowy

Kwas fluorowodorowy i bromowodorowy

Kwas szczawiowy, mrówkowy

Roztwory zasad żrących

Woda zawierająca sole rtęci, miedzi, jony chlorkowe, które niszczą warstewkę tlenkową.

korozja kontaktowa

W kontakcie z większością metali i stopów technicznych aluminium służy jako anoda, a jego korozja będzie wzrastać.

Właściwości mechaniczne

Moduł sprężystości mi \u003d 7000-7100 kgf / mm 2 dla technicznego aluminium w 20 C. Wraz ze wzrostem czystości aluminium jego wartość spada (6700 dla A99).

Moduł ścinania G \u003d 2700 kgf / mm 2.

Poniżej podano główne parametry właściwości mechanicznych aluminium technicznego:

Parametr	Jednostka obrót silnika.	zdeformowany	wyżarzony
Siła uzysku? 0.2	kgf/mm2	8 - 12	4 - 8
Wytrzymałość na rozciąganie? w	kgf/mm2	13 - 16
Wydłużenie przy zerwaniu?		5 – 10	30 – 40
Skurcz względny w przerwie		50 - 60	70 - 90
Wytrzymałość na ścinanie	kgf/mm2
Twardość	HB	30 - 35

Podane liczby są bardzo orientacyjne:

1) Dla aluminium wyżarzonego i odlewanego wartości te zależą od technicznego gatunku aluminium. Im więcej zanieczyszczeń, tym większa wytrzymałość i twardość oraz mniejsza ciągliwość. Np. twardość odlewanego aluminium wynosi: dla A0 - 25HB, dla A5 - 20HB, a dla aluminium o wysokiej czystości A995 - 15HB. Wytrzymałość na rozciąganie w tych przypadkach wynosi: 8,5; 7,5 i 5 kgf / mm 2 i wydłużenie 20; odpowiednio 30 i 45%.

2) W przypadku aluminium odkształconego właściwości mechaniczne zależą od stopnia odkształcenia, rodzaju walcowanego produktu i jego wymiarów. Na przykład wytrzymałość na rozciąganie wynosi co najmniej 15-16 kgf / mm2 dla drutu i 8 - 11 kgf / mm2 dla rur.

Jednak w każdym przypadku aluminium techniczne jest miękkim i kruchym metalem. Niska granica plastyczności (nawet dla stali ciężko obrobionej nie przekracza 12 kgf/mm2) ogranicza stosowanie aluminium w zakresie dopuszczalnych obciążeń.

Aluminium ma niską wytrzymałość na pełzanie: w 20 C - 5 kgf/mm 2 , aw 200 C - 0,7 kgf/mm 2 . Dla porównania: w przypadku miedzi liczby te wynoszą odpowiednio 7 i 5 kgf / mm2.

Niska temperatura topnienia i temperatura początku rekrystalizacji (dla aluminium technicznego wynosi ok. 150 C), dolna granica pełzania ogranicza zakres temperatur pracy aluminium od strony wysokich temperatur.

Ciągliwość aluminium nie pogarsza się w niskich temperaturach, aż do helu. Gdy temperatura spada z +20 C do -269 C, wytrzymałość na rozciąganie wzrasta 4-krotnie dla aluminium technicznego i 7-krotnie dla aluminium o wysokiej czystości. Granica elastyczności w tym przypadku zwiększa się o współczynnik 1,5.

Mrozoodporność aluminium umożliwia zastosowanie go w urządzeniach i konstrukcjach kriogenicznych.

Właściwości technologiczne.

Wysoka ciągliwość aluminium umożliwia produkcję folii (do 0,004 mm grubości), produktów głęboko tłoczonych oraz zastosowanie jej do nitów.

Aluminium czystości technicznej wykazuje kruchość w wysokich temperaturach.

Skrawalność jest bardzo niska.

Temperatura wyżarzania rekrystalizacyjnego 350-400 C, temperatura odpuszczania 150 C.

Spawalność.

Trudności w spawaniu aluminium wynikają z 1) obecności silnej warstwy obojętnego tlenku, 2) wysokiej przewodności cieplnej.

Niemniej jednak aluminium jest uważane za metal wysoce spawalny. Spoina ma wytrzymałość metalu podstawowego (wyżarzonego) i takie same właściwości korozyjne. Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat spawania aluminium, zobacz na przykładwww. miejsce spawania.com.ua.

Podanie.

Ze względu na niską wytrzymałość aluminium stosuje się tylko na nieobciążone elementy konstrukcyjne, gdy ważna jest wysoka przewodność elektryczna lub cieplna, odporność na korozję, ciągliwość lub spawalność. Części są połączone spawaniem lub nitami. Aluminium techniczne wykorzystywane jest zarówno do odlewania, jak i do produkcji wyrobów walcowanych.

W magazynie przedsiębiorstwa zawsze znajdują się blachy, drut i opony wykonane z technicznego aluminium.

(patrz odpowiednie strony witryny). Na zamówienie dostarczane są świnie A5-A7.