Алюминий және оның қорытпалары

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Ақпараттық-коммуникациялық технологиялар факультеті

«Машина жасау технологиясы және механика» кафедрасы

Металл технологиясы пәні

СӨЖ

Тақырыбы:Алюминий және оның қорытпалары.

Орындаған: Темірханова Р.

ПСМ-219

Тексерген: Тілеуғали Е.

Семей

2015 ж.

Мазмұны

Кіріспе
Алюминий және оның қорытпалары
Қорытынды

Кіріспе

Алюминий - тығыздығы аз (2, 7т/м ³ ), жеңіл металл. Оның балқу температурасы 660˚С. Алюминийдің электр және жылу өткізгіштігі жоғары, меншікті электр кедергісі 2, 6×10 ^-8 Ом×м. Ауада алюминийдің бетінде Al ₂ O ₃ оксидтің қабыршағы пайда болып, оны сыртқы орта әсерінен қорғайды. Алюминий ылғалды ауада, теңіз суында, органикалық қышқылдарда және т. б. ортада коррозияға төзімді келеді. Алюминийдің пластикалығы жоғары болғандықтан, оның суық және ыстық күйде деформациялануы жақсы, пісірілгіштігі жақсы, кесу арқылы өңделгіштігі нашар, құйылғыштық қасиеті төмен. Алюминийдің қатаңдығы төмендеу, өйткені оның серпімділік модулі 71000МПа.

Алюминий (бірінші реттік) тазалығы бойынша үшке бөлінеді:

1) өте таза алюминий (маркасы А999) ;

2) тазалығы жоғары алюминий (А995, А99, А97, А95) ;

3) техникалық таза алюминий (А85, А8, А7, А6, А5, АО) .

Алюминийдің қасиетіне Fe, Si, Mn, Zn және т. б. қоспалар әсерін тигізеді. Олар алюминийдің электр және жылу өткізгіштігін, пластикалығын және коррозияға төзімділігін төмендетіп, беріктігі мен қаттылығын жоғарылатады. Техникалық алюминийді жартылай өнім (сым, қаңылтыр, профиль) ретінде дайындап, АДО және АД1 деп маркалайды. Алюминийдің механикалық қасиеті, оның тазалығынан басқа, күйіне де байланысты. Жұмсартылған тазалығы жоғары алюминийдің механикалық қасиеті : _в =50 МПа, _{0, 2} =15МПа, δ-50% болса, жұмсартылған маркасы АДМ техникалық алюминийдің: в -80Мпа, _{0, 2} =30Мпа, δ= 35%. Суықтай пластикалық деформация алюминийдің (маркасыАДН) беріктік шегін 150-МПа-ға дейін жоғарылатып, салыстырмалы ұзару коэффициентін 6%-ға дейін төмендетті.

Алюминийдің беріктігі төмендіктен, оны жүктеме түспейтін бұйым мен бөлшектер жасауға пайдаланады, көбінесе конструкциялық материалға жоғары электр және жылу өткізгіштік, коррозияға төзімділік, салмағы төмендік, пластикалық және жақсы пісірілгіштік керек болған жағдайда. Сондықтан алюминий электртехникада, авиацияда, атомдық техникада, металлургияда, химия және тамақ өнеркәсібінде, машина жасау мен құрылыста, криогендік техника мен т. б. салада қолданылады. Алюминийдің негізгі бөлігі алюминий қорытпаларын алуға жұмсалады.

Алюминий қорытпалары жіктеледі: алыну технологиясы бойынша деформацияланатын, құйылатын және жентектелген (ұнтақты) ; термиялық өңдеуге бейімділігі бойынша термиялық өңдеумен беріктенетін және беріктенбейтін; қасиеті бойынша беріктігі жоғары, беріктігі қалыпты, беріктігі төмен, пластикалығы жоғарылау, қызуға берік және т. б.

Деформацияланатын алюминий қорытпасы . Al-Mn және Аl -Мg жүйесі негізіндегі қорытпалар деформацияланатын, бірақ термиялық өңдеумен беріктенбейтін болып табылады. Қорытпаларды АМц(1, 0-1, 5%Mn), АМг1, АМг3, АМг5, АМг6 (0, 5-6, 8% Mg, 0, 2-0, 8% Mn) деп белгілейді(14. 4-кесте) . АМц, АМг2, АМг6 және т. б. маркалар коррозияға төзімділігімен және пластикалығы жоғарылығымен, жақсы пісірілгіштігімен ерекшеленеді. Қорытпаның қысу арқылы деформациялануы жақсы, кескіш құралмен жону станоктарында өңделгіштігі нашарлау.

Қорытпалардан созу және пісіру әдістері арқылы әр түрлі бұйым мен бөлшектер алынып, авиация мен зымыран жасауда, темір жол мен су көліктерінде, автомобиль мен трактор жасауда, құрылыс пен тамақ өнеркәсібінде қолданыс тапты.

Al-Cu-Mg жүйесінде Мn қосу арқылы алынатын қорытпа дуралюмин деп аталады. Алюминийдің тазалығына байланысты дуралюминнің құрамында Fe(0, 3-0, 75%) мен Si(0, 2-0, 8%) болады.

14. 4-кесте - Деформацияланатын алюминий қорытпасының құрамы
(ГОСТ 4784-97) мен механикалық қасиеті

Қорытпа

маркасы

Элемент, %

_в

_{0, 2}

Басқа-сы

МПа

Қорытпамаркасы: АМц

Элемент, %:

в:

0, 2: 1, 0-1, 5

δ:

130

Қорытпамаркасы: АМг2

Элемент, %:

в: 1, 7-2, 4

0, 2: 0, 1-0, 5

δ:

190

100

Қорытпамаркасы: Д1

Элемент, %: 3, 5-4, 5

в: 0, 4-0, 8

0, 2: 0, 4-0, 8

δ:

400

240

Қорытпамаркасы: Д16

Элемент, %: 3, 8-4, 9

в: 1, 2-1, 8

0, 2: 0, 3-0, 9

δ:

440

330

Қорытпамаркасы: В95

Элемент, %: 1, 4-2, 0

в: 1, 8-2, 8

0, 2: 0, 2-0, 6

δ:

5, 0-7, 0 Zn;

0, 1 -0, 25 Cr

540

470

Қорытпамаркасы: АК8

Элемент, %: 3, 9-5, 0

в: 0, 2-0, 8

0, 2: 0, 4-1, 0

δ: 0, 5-1, 2 Si

480

380

Темір мен кремний ерімейтін интерметаллидті фаза түзіп, қорытпаның жарықшаққа төзімділігін кемітеді. Марганецті қорытпаға коррозияға төзімділікті арттыру үшін және темірдің зиянды әсерін жою үшін қосады. Қаңылтыр дуралюминді коррозиядан қорғау үшін, оны тазалығы жоғары жұқа алюминиймен қаптайды. Бірақ бұдан дуралюминнің беріктігі төмендейді. Мысалы, Д16 дуралюминнің беріктік шегі 520-дан 440МПа-ға дейін азаяды.

Дуралюмин шынықтыру мен ескіру нәтижесінде беріктенеді. Шынықтыру үшін Д1 және Д18 маркалы қорытпалар 495-505˚С температураға дейін қыздырылады, Д16 маркасы 490-500˚С температураға дейін, содан кейін температурасы 40˚С суда суытады. Шынықтырудан кейін қорытпалардың құрылымы аса қаныққан α-қатты ерітінді мен ерімейтін фазалардан құралады. Шынықтырылған дуралюминді бөлмелік температурада 4-5 тәулік ұстап табиғи ескіруден өткереді. Нәтижесінде дуралюминнің беріктігімен қоса, коррозияға төзімділігі жоғарылайды. Егер жұмсартылған дуралюмин жону станоктарында нашар өңделетін болса, шынықтыру мен ескіруден кейін - өңделгіштігі қанағаттанарлық.

Дуралюмин суық және қыздырылған күйде жақсы деформацияланады, нүктелік пісіру әдісімен жақсы пісіріледі. Дуралюмин авиация саласында кеңінен қолданыс тапты, сонымен қатар құрылыстық конструкция мен мәшинә жасау саласында пайдаланылады.

Авиаль қоспасының дуралюминге қарағанда қоспалаушы элементтерінің мөлшері төменірек. АВ маркалы қорытпада 0, 1-0, 5%Cu; 0, 45-0, 9%Mg; 0, 15-0, 35%Mn; 0, 5-1, 2%Si және 0, 5%Fe бар. Авиальдің шынықтыру температурасы 515-525˚С. Содан кейін табиғи немесе жасанды ескіруді (160˚С, 12сағат) қолданады. Авиаль қорытпасы дуралюминге қарағанда беріктігі төмендеу болғанмен, суық және ыстық күйде пластикалығы жоғары. Авиальдің контактілі және аргон-доғалық пісіру әдістерімен пісірілгіштігі жақсы, кесу станоктарында өңделгіштігі қанағаттанарлық, Жалпы коррозияға төзімділігі жақсы болғанмен, кристалл аралық коррозияға бейімді. Авиаль қорытпасынан да басқа деформацияланатын алюминий қорытпалары секілді жартылай өнім жасап, авиация саласында қолданады.

Беріктігі жоғары алюминий қорытпалары Al-Zn-Mg-Cu жүйесі негізінде алынады. Оларға В96 (2, 2-2, 8%Cu; 2, 5-3, 2%Mg; 0, 2-0, 5%Mn; 7, 6-8, 6%Zn; 0, 1%Cr), В96Ц-1, В95 және т. б. жатады. В96 маркалы қорытпаның _в =630Мпа, δ=7%. Беріктігі жоғары алюминий қорытпаларына шынықтыру (460-470˚С, су) мен жасанды ескіру (135-145˚С, 16 сағат ) қолданады. Цинк пен магний мөлшерін молайту қорытпаның беріктігін арттырып, пластикалығы мен коррозияға төзімділігін төмендетеді. Қорытпаны марганец және хроммен қоспалау, оның коррозияға төзімділігін жоғарылатады. Қорытпалардың технологиялық қасиеттері жақсы. Оларды 100-120˚С температурада жұмыс атқара алатын конструкциялар жасау үшін ұшақ жасау саласында қолданады.

300˚С температураға дейін қолдануға қызуға берік Д20 (6, 0-7, 0%Cu; 0, 4-0, 8%Mn; 0, 3%Si; 0, 1-0, 2 Ti; 0, 2% Zr) немесе АК4-1 (1, 9-2, 7%Cu; 1, 2-1, 8 % Mg; 0, 3% Si; 0, 8-1, 4% Fe; 0, 8-1, 4% Ni; 0, 1% Ti ) алюминий қорытпаларын пайдаланады. Соғу, штамптау арқылы бұйым мен бөлщек жасау үшін қолданылатын алюминий қорытпаларына АК6 (1, 8-2, 6%Cu; 0, 4-0, 8 Mg; 0, 4-0, 8 % Mn; 0, 7-1, 2 % Si) АК8 және т. б. жатады. Қорытпалардың пластикалығы жоғары. Қорытпаның соғу немесе штамптау үрдісін 450-475˚С температурада жүргізеді. Содан кейін шынықтыру мен ескіруден өткереді.

Құйылатын алюминий қорытпасы. Құйылатын алюминий қорытпаларының құйылғыштық қасиеттері жақсы, беріктігі жеткілікті, тығыздығы аз және коррозияға төзімді болғандықтан, олар техниканың әр саласындағы маңызды материалдар қатарынан орын алады. Құйылатын қорытпалардың механикалық қасиеттері, әсіресе пластикалығы мен тұтқырлығы, деформацияланатын алюминий қорытпаларына қарағанда, төмендеу.

Құйылатын алюминий қорытпалары Al-Si, Al-Si-Cu, Al-Cu, Al- Mg, Al-Cu-Mg, Al- Zn- Mg жүйесі негізінде алынады. Құйылатын алюминий қорытпаларының ішінде ең кеңірек тарағаны силуминдер -Аl-Si жүйесі негізіндегі бинарлық және қоспаланған қорытпалар. Құйылатын алюминий қорытпаларын АЛ (алюминиевый литейный) әріптерімен және сандармен маркалайды. Құйылатын қорытпалар құрылымы бойынша көбінесе эвтектикалық қорытпаларға жақын, сондықтан, олардың балқу температурасы төмен және құйылғыштық қасиеті жоғары.

Эвтектикалық құрылымды АЛ2 силуминнің құйылғыштық қасиеті ең жоғары, беріктігі орташа және коррозияға төзімділігі жеткілікті қорытпа. АЛ2 силуминнің құрылымы эвтектика (α +Si) мен Si кристалдарынан тұрады. Эвтектиканың кристалдану үрдісінде Si ине пішінді кристалл түрінде бөлінеді. Мұндай құрылымның механикалық қасиеті төмендеу болады. АЛ2 силумині термиялық өңдеумен беріктенбейтін қорытпа болғандықтан, оның механикалық қасиетін жақсарту үшін қоспалайды. Эвтектика құрылымын ұсақтап және ине сияқты Si кристалдарынан құтылу үшін қорытпаға натрий қосады. Модификатор ретінде Na(0, 05-0, 08%) қосылған силуминнің құрылымы α +Э (α +Si) болып, қорытпаның механикалық қасиеті жақсарады (14. 5-кесте) .

Өнеркәсіпте АЛ2 маркасынан басқа силуминдердің АЛ4, АЛ9 маркалары кеңінен тараған. Бұл қорытпаларға Мg қосу, оларды термиялық өңдеумен беріктенетін етті. Силуминдердің термиялық өңдеуі шынықтыру (515-535˚С) мен жасанды ескіруден (150-180˚С) тұрады. АЛ4 және АЛ9 маркаларының, АЛ2 силуминімен салыстырғанда, механикалық қасиеттері жоғары, технологиялығы төмендеу. АЛ2 маркалы силуминнен аз күш түсетін қабырғасы жұқа, пішіні күрделі бөлшектер жасалынса, АЛ4 және АЛ9 маркаларынан едәуір күш түсетін үлкендеу бөлшектер жасалынады.

Силуминдер ішіндегі ең беріктігі жоғарысы АЛ34 қорытпасы. Онда магнийдің мөлшерін ұлғайтып (0, 35-0, 55%), Тi (0. 1-0, 3%) мен Ве (0, 15-0, 4 %) қосылған. Al- Si жүйесі негізіндегі қорытпалардың бөлшектері 150-200˚С температурада жұмыс атқара алады.

Al-Si- Cu жүйесі негізіндегі қорытпалар жоғарыда қарастырылған қорытпаларға қарағанда, құйылғыштық қасиеті мен коррозияға төзімділігі төмендеу болғанмен, олардың қызуға беріктігі мен кесу арқылы өңделгіштігі жоғарылау. АЛ 3 (0, 35-0, 6 %Mg; 4, 5-5, 5 % Si; 0, 6-0, 9 % Mn; 1, 5-3, 0 % Cu ) және АЛ5 (0, 35-0, 6% Mg; 4, 5-5, 5 % Si; 1, 0-1, 5% Cu) қорытпаларының беріктігі орташа, қызуға беріктігі ең жоғары. Беріктігі жоғары АЛ32 қалыпқа қысыммен құюға арналған.

Қорытпаның құйылғыштығы, коррозияға төзімділігі және технологиялығы жақсы. АЛ32 қорытпасының термиялық өңдеуі шынықтыру 515˚С мен ескіруден 175˚С тұрады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.