Алюминий қорытпалары
1. Кіріспе
2. Негізгі бөлім
2.1 Алюминийдің қасиеттері
2.2 Алюминий қорытпаларының сипаттамасы және классификациясы
2.3 Деформацияланатын алюминий қорытпалары
2.4 Құйылатын қорытпалар
2.5 Антифрикциялық қорытпалар
2.6 Жентектелген қорытпалар
2.7 Алюминий қорытпаларын балқыту
3. Қорытынды
4. Қолданылған әдебиеттер тізімі
2. Негізгі бөлім
2.1 Алюминийдің қасиеттері
2.2 Алюминий қорытпаларының сипаттамасы және классификациясы
2.3 Деформацияланатын алюминий қорытпалары
2.4 Құйылатын қорытпалар
2.5 Антифрикциялық қорытпалар
2.6 Жентектелген қорытпалар
2.7 Алюминий қорытпаларын балқыту
3. Қорытынды
4. Қолданылған әдебиеттер тізімі
ХІХ ғасырды бу және электр дәуірі деп атаса, ХХ ғасырды атом дәуірі, космосты игеру, кибернетика, пластмасса және сирек металдарды жаппай пайдалану дәуірі деп те атайды. Мұның өзі техниканың шарықтап өскендігінің, өндіріс салаларының барынша жетілгендігінің нәтижесі болып табылады. Сирек кездесетін металдардың көмегімен ғылым және техника саласында ядролық физика, қатты заттар физикасы, квантты электроника, космос кеңістігіне тартылған телефон-телеграф байланыстары жаңа сатыға көтерілді. Жерді және космосты зерттеу жұмыстарын жүргізу ісінде де сирек кездесетін металдар кең түрде пайдаланылуда.
Космонавтар В.Коваленок пен А.Иванченко космоста жаңа жартылай өткізгіштер және оптикалық материалдар, металл ерітінділері мен қосындылар алу және монокристалдар жасау үшін елуден астам технологиялық эксперимент жүргізді. Сирек кездесетін металдар космос корабльдеріндегі аспаптар мен құралдарды жасайтын және басқа да маңызды өндіріс салаларында кеңінен пайдаланылады. Сирек кездесетін көптеген металдар әдеттегі шаруашылық салаларында кең түрде қолданылуда, бірақ ол сол металдарды өндірістік жолмен алудың арзан-қымбаттығына байланысты. Ал қорғаныс саласында пайдаланылып жүрген германий элементінен жасалған кішкентай детектор радардың “жүрегіне” айналған, ол түнде ұшқан самолеттерді көруге мүмкіндік береді. Ал рений қосылған металдар сілті мен қышқыл әсеріне төзімді, 700-800о С температураға шыдайтын электр қоспаларында, әсіресе космосқа ұшатын аспаптарда пайдаланылады.
Космонавтар В.Коваленок пен А.Иванченко космоста жаңа жартылай өткізгіштер және оптикалық материалдар, металл ерітінділері мен қосындылар алу және монокристалдар жасау үшін елуден астам технологиялық эксперимент жүргізді. Сирек кездесетін металдар космос корабльдеріндегі аспаптар мен құралдарды жасайтын және басқа да маңызды өндіріс салаларында кеңінен пайдаланылады. Сирек кездесетін көптеген металдар әдеттегі шаруашылық салаларында кең түрде қолданылуда, бірақ ол сол металдарды өндірістік жолмен алудың арзан-қымбаттығына байланысты. Ал қорғаныс саласында пайдаланылып жүрген германий элементінен жасалған кішкентай детектор радардың “жүрегіне” айналған, ол түнде ұшқан самолеттерді көруге мүмкіндік береді. Ал рений қосылған металдар сілті мен қышқыл әсеріне төзімді, 700-800о С температураға шыдайтын электр қоспаларында, әсіресе космосқа ұшатын аспаптарда пайдаланылады.
1. С.Ж.Жалимбетов, А.З.Исағұлов «Құйма қорытпалары» Қарағанды 2004
2. О.Сыздықов «Конструкциялық материалдар технологиясы» Алматы 1993
3. Н.Нұралин, К.Жәшімов, Т.Едіресов «Қазыналы қойнаулар» Алматы 1983
4. И.И.Сидорин, Г.В.Косолапов, В.И.Макарова, Г.Г.Мухин, Н.М.Рыжов, В.И.Силаева, Н.В.Ульянова
Аударғандар: Б.Жүсіпов, Е.Жанбосынов, Н.Бәйімбетов «Материалтану негіздері» Алматы 1984
2. О.Сыздықов «Конструкциялық материалдар технологиясы» Алматы 1993
3. Н.Нұралин, К.Жәшімов, Т.Едіресов «Қазыналы қойнаулар» Алматы 1983
4. И.И.Сидорин, Г.В.Косолапов, В.И.Макарова, Г.Г.Мухин, Н.М.Рыжов, В.И.Силаева, Н.В.Ульянова
Аударғандар: Б.Жүсіпов, Е.Жанбосынов, Н.Бәйімбетов «Материалтану негіздері» Алматы 1984
Мазмұны:
1. Кіріспе 3
2. Негізгі бөлім
2.1 Алюминийдің қасиеттері 6
2.2 Алюминий қорытпаларының сипаттамасы және классификациясы 8
2.3 Деформацияланатын алюминий қорытпалары 9
2.4 Құйылатын қорытпалар 14
2.5 Антифрикциялық қорытпалар 17
2.6 Жентектелген қорытпалар 18
2.7 Алюминий қорытпаларын балқыту 19
3. Қорытынды 21
4. Қолданылған әдебиеттер тізімі 24
Жоспары:
1. Кіріспе
2. Негізгі бөлім
2.1 Алюминийдің қасиеттері
2.2 Алюминий қорытпаларының сипаттамасы және классификациясы
2.3 Деформацияланатын алюминий қорытпалары
2.4 Құйылатын қорытпалар
2.5 Антифрикциялық қорытпалар
2.6 Жентектелген қорытпалар
2.7 Алюминий қорытпаларын балқыту
3. Қорытынды
4. Қолданылған әдебиеттер тізімі
Кіріспе
ХІХ ғасырды бу және электр дәуірі деп атаса, ХХ ғасырды атом дәуірі, космосты игеру, кибернетика, пластмасса және сирек металдарды жаппай пайдалану дәуірі деп те атайды. Мұның өзі техниканың шарықтап өскендігінің, өндіріс салаларының барынша жетілгендігінің нәтижесі болып табылады. Сирек кездесетін металдардың көмегімен ғылым және техника саласында ядролық физика, қатты заттар физикасы, квантты электроника, космос кеңістігіне тартылған телефон-телеграф байланыстары жаңа сатыға көтерілді. Жерді және космосты зерттеу жұмыстарын жүргізу ісінде де сирек кездесетін металдар кең түрде пайдаланылуда.
Космонавтар В.Коваленок пен А.Иванченко космоста жаңа жартылай өткізгіштер және оптикалық материалдар, металл ерітінділері мен қосындылар алу және монокристалдар жасау үшін елуден астам технологиялық эксперимент жүргізді. Сирек кездесетін металдар космос корабльдеріндегі аспаптар мен құралдарды жасайтын және басқа да маңызды өндіріс салаларында кеңінен пайдаланылады. Сирек кездесетін көптеген металдар әдеттегі шаруашылық салаларында кең түрде қолданылуда, бірақ ол сол металдарды өндірістік жолмен алудың арзан-қымбаттығына байланысты. Ал қорғаныс саласында пайдаланылып жүрген германий элементінен жасалған кішкентай детектор радардың "жүрегіне" айналған, ол түнде ұшқан самолеттерді көруге мүмкіндік береді. Ал рений қосылған металдар сілті мен қышқыл әсеріне төзімді, 700-800о С температураға шыдайтын электр қоспаларында, әсіресе космосқа ұшатын аспаптарда пайдаланылады.
Сонымен сирек кездесетін металдар дегеніміз не? Былай қарағанда сирек кездесетін металдар деген сөз - олар жер қыртысында аз деген ұғым береді. Мысалы, өзімізге белгілі литий күмістен он есе, ал жердегі сирек элементтер қорғасыннан он есе көп кездеседі, бірақ бұлар ірі кен орындарын түзбейді жер қыртысында бытыраңқы жатады. Сондықтанда литий, тағы басқалары сирек кездесетін металдарға қосылады. Олардың бірнеше грамын жинап алуға ғылым мен техниканың дамыған белгілі бір деңгейінде ғана мүмкіндік туады. Мысалы, 1889 жылы алюминийдің бір килограмы (қазіргі ақшамен есептегенде) 1230 сом, яғни алтыннан да қымбат тұратын. Бұл күнде ол әдеттегі металға айналып кетті. 1950 жылға дейін титанды да сирек металдар қатарына жатқызған, ал техниканың дамуына байланысты ол да әдеттегі металға айналды. Кейбір елдерде оны тонналап өндіреді. Сондықтан да техникалық тұрғыдан қарағанда сирек кездесетін металдар руда құрамында өте аз мөлшерде кездескенімен оларды ажыратып алу мәселесі халық шаруашылығының мұқтаждығына қарай жоспарлы түрде жүзеге асыруда.
Сирек металдар өндірісі біздің елімізде 1930 жылдан басталды. Оның дамуына белгілі ғалымдарымыз А.Е.Ферсман, В.И.Вернадский, Д.И.Щербаков, Н.П.Сажин, А.П.Виноградов, И.Г.Магакьян және де басқалары зор үлес қосты.
Республиканың метал өндірістерінде руданың комплексті зерттеу мәселесімен Геологиялық ғылымдар институтының ғалымдары шұғылданды. Жемісті жүргізілген жұмыстардың нәтижесінде алпысыншы жылдардың басында республикамыз сирек металдар өндіру саласында Одақ бойынша алдыңғы қатарға шықты. Сирек кездесетін металдар Орталық Қазақстандағы, Алтайдағы және басқа тау-кен өндірістерінде басты металдар мен бірге руда құрамында кездеседі. Міне сол рудадан оларды ажыратып алу мәселесін Қазақстан ғалымдары шешіп берді.
Сирек кездесетін металдардың маңызының артуына байланысты заводтардағы шламдарды ( рудасы байытылып алынғаннан қалған жыныс ұнтақтары ) қоқыстарды, құбырдан шығып жатқан газ құрамын зерттеу және оларды пайдалану жұмыстары өндірістік салада жолға қойылды. Осыған орай полиметалды руда концентраттарынан он бес түрлі, мыс концентраттарынан жиырма түрлі элементтер алынады, жалпы түсті металлургиядан жетпіс түрлі элемент өндіріледі.
Академик А.Е.Ферсман алюминийді ХХ ғасыр элементі, сондықтан бұл ғасырды алюминий ғасыры деуге де болады деген.
Күнделікті пайдаланылып жүрген ыдыс-аяқтан бастап, космосты шарлап жүрген ракеталар осы алюминийден жасалады. Қоғамдық шаруашылықтың барлық салаларында алюминий қолданылмайтын сала жоқ. Алюминийдің осылай қысқа мерзім ішінде жоғары бағаға ие болуы оның химиялық және физикалық қасиеттерінде болып отыр.
Алғаш рет дат ғалымы Х.К.Эрстед 1825 жылы таза алюминий алды, ал 1854 жылы француз химигі А.Э.Сентклер Дэвиль оны өндірісте өндіру тәсілін ашты. Сол кезде алюминий өте жоғары бағаланып, оның бір фунты алтын есебімен 40 сом болатын, алюминий алу өте қымбатқа түскен, онан жүзік, сақина және басқада заттар жасалып сыйлықтар орнына жүрген.
Алюминий созылмалы, жұмсақ, жеңіл металл, оттегімен жақсы қосылыстар түзе алады, сондықтан ол басқа металдарды оттегімен босатып таза металға айналдырады. Темір тотығын алюминий үгіндісімен араластырып магниймен жандырған кезде көп қызу (3000оС) бөлінеді. Осы қасиеті баяу балқитын металдарды (титан, ванадий, хром) алуға пайдаланылады. Алюминий, магний және литий қосындылары самолет құрылысында, ракета жасауда жиі қолданылады. Самолеттің 65-66% (маторсыз салмағы) және матордың төрттен бір бөлігі алюминий қоспаларынан істеледі. Вагон жасау, машина құрылыстары, электр өндірістері және басқа толып жатқан шаруашылық салаларында алюминий және оның қоспалары маңызды орын алады.
2.1 Алюминийдің қасиеттері
Алюминий - күміс түсті ақ металл. Оның аллотрапиялық түрленуі болмайды және ол периоды α=4,041 A болатын қырлық центрленген кубтық торда кристалданады. Алюминийдің тығыздығы аз, жылу және электр өткізгіштігі жақсы, коррозияға төзімділігі мен пластикалылығы жоғары болады.
Тазалығы жоғары (99,996%Ai) алюминийдің физикалық қасиеттері төменде келтірілген:
Салыстырмалы атомдық массасы (атомдық салмағы) . 26,97
Балқу температурасы, о С . . . . . . . . . 600
20o C-тағы тығыздығы, гсм3 . . . . . . . 2,7
20o C-тағы меншікті электр кедергісі, Омxмм[2]м . . 0,0269
Жылу өткізгіштігі, калсмxс xо С . . . . . . . . 0,52
Сызықтық ұлғаю коэфиценті (20-100o C), 1o C . . . 23,8x10[6]
Қалыпты серпімділік модулі, кгсмм2 . . . . . . . 7100
Алюминий ауада оңай тотығып, оның бетінде Al2 O3 тотығының тығыз пленкасын түзеді де, бұл пленка оны одан ары тотығудан және атмосфера жағдайындағы, судағы және басқа ортадағы коррозиядан сақтап қалады. Алюминий концентрленген азот қышқылында және кейбір органикалық қышқылдарда (лимон, шарап, сірке және басқа қышқылдарда), сондай-ақ тағамдық азық- түліктермен жанасқанда тұрақты келеді, осыған байланысты оны тұрмыста пайдаланады. Көптеген минералдық (тұз, еріткіш т.б.) қышқылдар мен сілтілер алюминийді бүлдіреді. Алюминий жоғары шағылыстырғыш қабілеттілікке ие болады, оның жылулық нейтрондары қармап алатын тиімді көлденең қимасы аз болады. Ол қысыммен жақсы өңделеді, газбен және контактылық әдіспен жақсы пісіріледі, бірақ кесу арқылы нашар өңделеді. Алюминийдің сызықтық қасиеттері жоғары емес (қатайғандағы шөгуі 6%). Жоғары балқу жылулығы мен жылу сиымдылығы алюминийдің сұйық күйден баяу суынуына көмектеседі, бұл жағдайда модификациялау, рафинациялау және басқа да технологиялық операциялар арқылы алюминийден құйылған құйманы және оның қорытпаларын жақсартуға мүмкіндік береді. Алюминийдің тұрақты қоспалары Fe, Si, Cu, Zn, Ti болады. Қоспалардың мөлшеріне қарай алғашқы алюминий ерекше таза А 999 (қоспасы 0,001%), өте таза А 995, А 99, А 97, А 95 (қоспасы 0,005-0,05%) және техникалық таза А 85, А 8 және басқалар (қоспасы 0,15-1,0%) болады. Деформацияланатын жартылай фабрикаттар (табақ алюминий, профильдер, шыбықтар т.б.) түрінде шығарылатын техникалық алюминий АДО және АДІ- мен маркаланады. Қоспалар алюминийдің жылу және электр өткізгіштігін, коррозияға төзімділігі мен пластикалылығын төмендетеді. Алюминийдің механикалық қасиеттері оның тазалығы мен күйіне тәуелді болады (1-кесте).
1- кесте Алюминийдің механикалық қасиеттері
Маркасы
Қоспалар қосындысы %
Күйі
σв кгсмм2
σ0,2 кгсмм2
δ %
НВ
А995 А 5
0,005 0,50
Құйылған
5 7,5
- -
45 29
15 20
АО
1,0
9
-
25
25
АО
1,0
Деформацияланған және жасытылған
9
3
30
25
АО
1,0
Деформацияланған
14
10
12
32
Ескерту Қатайғанын жою үшін алюминийді 350-400 о С-та жасытады
Беріктігі төмен болғандықтан алюминий конструкциялардың күш түспейтін детальдары мен элементтерін жасау үшін қолданылады, ал мұндай материалдың жеңілдігіне, пісіргіштігіне, пластикалылығына, коррозияға төзімділігіне талап қойылады. Мысалы, онан рамалар, есіктер, құбырлар, фольга, мұнай және мұнай өнімдері тасылатын цистерналар, ыдыстар және басқалар жасалады. Жоғары жылу өткізгіштігінің арқасында ол өнеркәсіптік және тұрмыстық мұздатқыштарға қажетті әр түрлі жылу алмастырғыштар жасау үшін пайдаланылады. Алюминийдің жоғары электр өткізгіштігі оның электр техникасында (конденсаторлар, өткізгіш сым, кабельдер, шиналар т.б. үшін) кең түрде қолданылуына мүмкіндік туғызады.
2.2 Алюминий қорытпаларының сипаттамасы
және классификациясы
Алюминий қорытпаларының артықшылығына олардың жоғары меншікті беріктігі (σвγ) мен инерциялық және динамикалық еүшке қарсылық жасай алатын қабілеттілігі жатады. Алюминий қорытпаларының беріктік шегі, тығыздығы көп дегенде 2,85 гсм3 болғанда, 50-70 кгсмм2- ге жетеді (1-сурет). Меншікті беріктігі бойынша кейбір алюминий қорытпалары (σвγ=21) аса берік болаттарға (σвγ=23) жақындай түседі. Алюминий қорытпаларының басым көпшілігінің коррозияға жақсы төзімділігі (мыс араласқан қорытпаларды қоспағанда), жоғары
жылу және электр өткізгіштігі, жақсы технологиялық қасиеттері болады. Алюминий қорытпаларының негізгі легирлеуші элементтері ретінде Cu, Mg, Si, Mn, Zn; сирек те болса Li, Ni, Ti, Be, Zn қолданылады. Легирлеуші элементтердің басым көпшілігі алюминиймен қосылғанда ерігіштігі шектелген қатты ерітінділер алюминиймен қосыла және өзара аралық фазалар (Cu Al2, Mg2Si және басқалар) түзеді. Алюминий қорытпалары дайындалу технологиясы, термиялық өңделуге қабілеттілігі және қасиеттері бойынша классификацияланады (1-схема).
1-схема Алюминий қорытпалары
Алюминий қорытпалары
Құйылатын
Деформацияланған
Жентектелген
Термиялық өңдеумен бекемделетін
Термиялық өңдеумен бекемделмейтін
Термиялық өңдеумен бекемделетін
Термиялық өңдеумен бекемделмейтін
Термиялық өңдеумен бекемделетін
Термиялық өңдеумен бекемделмейтін
1.Беріктігі кәдімгідей АЛ3 АЛ4 АЛ9 2.Аса берік АЛ27, АБ32 3.Қызуға берік АЛ19
1.Беріктігі кәдімгідей Д16 2.Аса берік В95, 3.Қызуға берік АКИП
1.Қызуға берік САП-1, САП-2 2.Сызықтық ұлғаю коэффи циенті аз және серпімділік модулі жоғары Е.САС-1, САС-2
1.Беріктігі аз АЛ2 2.Анти фрикция лық АСМ, А020-1, А09-2
1.Беріктігі кәдімгідей Д1, Д16 2.Аса берік В95, В96, ВАД23 3.Қызуға берік АК4, Е20, Д21 4.Жоғары лау пласти калылығы а) бөлме температурасында Д18 б) жоғары лау темпе ратурада (соғылмалы) АК6, АК8 5.Коррозия ға төзімді АД31,АД33
Пластика лылығы жоғары рақ АМц, АМг
2.3 Деформацияланатын алюминий қорытпалары
Бұл топқа АМц және АМг маркалы қорытпалар жатады (2-кесте). Мұндай қорытпалар жоғары пластикалылығымен, жақсы пісіргіштігімен және коррозияға аса тұрақтылығымен ерекшеленеді. АМц маркалы қорытпалар Al-Mn жүйесінің қорытпаларына жатады. АМц және АМг маркалы қорытпалар қысыммен және пісіріп алынатын бұйымдар жасау, сондай -ақ тойтарма үшін қолданылады. Мұндай бұйымдардан коррозияға аса төзімділік ( бензин мен майға арналған құбырлар, пісірілмелі бактар) талап етіледі. Осы топтағы қорытпалардың типті өкілдері дуралюминийлер Al-Cu-Mg жүйесінің қорытпаларына жатады.
2-кесте Кейбір деформацияланатын алюминий қорытпаларының химиялық құрамы
Қорытпа
Компоненттер (қалғаны - Al),%
Қоспалар, % көп дегенде
Қасиеттері бойынша класы
Cu
Mg
Mn
Басқалары
Fe
Si
АМц
АМг1
АМг6
- - -
-
0,4-1,7
5,8-6,8
1,0-1,6
0,5-0,8
-
0,02-0,1Ti
0,002-0,005Be
0,7
0,4
0,6
0,4
Пластикалығы жоғары
Д18
2,2-3,0
-
0,2-0,5
-
0,5
0,5
Пластикалығы жоғары
Д1
Д16
3,8-4,8 3,8-4,9
0,4-0,8 1,2-1,8
0,4-0,8 0,3-0,9
0,7 0,5
0,7 0,5
Беріктігі орташа
В95
1,4-2,0
1,8-2,8
0,2-0,6
0,1-0,25 Cr 5,0-7,0 Zn
0,5
0,5
Беріктігі жоғары
Ак4
АК4-1
Ак6
АК-8
1,9-2,5
1,9-2,7
1,8-2,6
3,9-4,8
1,4-1,8
1,2-1,8
0,4-0,8
0,4-0,8
-
-
0,4-0,8
0,4-1,0
0,8-1,3 Ni 0,8-1,3 Fe 0,5-1,2 Si 0,8-1,4 Ni 0,8-1,4 Fe 0,02-0,1 Ti 0,7-1,2 Si
0,6-1,2 Si
- 0,7
0,7
0,35 -
-
Қызуға беріктігі жоғары
Жоғарылау температурадағы пластикалылығы жоғары
Марганецті қорытпаларға коррозияға төзімділікті арттыру және темірдің зиянды әсерлерін жою үшін енгізеді. Пластикалық деформация дуралюминийдің беріктігін, әсіресе, оның аққыштық шегін арттырады. Қатаюды жою үшін жасыту 350-370oC-та жүргізіледі.
Бекемдейтін термиялық өңдеу шыңдалудан және табиғи ескіруден құралады (3-кесте). Шыңдалу кезінде Д1 және Д18 маркалы қорытпалар 495-505oC температураға дейін, Д16 маркалысы 490-500oC температураға дейін қыздырылады, сонан кейін оларды температурасы 40o C-тан аспайтын суда суытады. Шыңдалғаннан кейін мұндай қорытпалардың құрылымы аса қаныққан қатты ерітіндіден және ерімейтін фазалардан құралады.
3-кесте Дуралюминийдің механикалық қасиеттері
Қорытпа маркасы
Жасыту
Шыңдау +табиғи ескірту
кгсмм2
кгсмм2
δ, %
НВ
δв, кгсмм2
σ,0,2 кгсмм2
δ, %
НВ
Д1
21
11
18
45
42
24
5
95
Д16
22
11
18
50
47
32
7
105
Д18
16
6
24
38
30
17
24
70
Табиғи ескіру кезінде мыс пен магнийге бай Гинье-Престен зонасы түзіледі. Ескіру 5-7 күн тәулігіне созылады. Температураны 40oC-қа дейін, әсіресе 100o С- қа арттырғанда ескірудің ұзақтығы едәуір қысқарады. Ескірудің бастапқы немесе инкубациялық кезеңінің (20-60 мин) зор практикалық маңызы бар, бұл кезде қорытпа жоғары пластикалылығы мен өз қаттылығын сақтап қалады. Бұл тойтару, жану, қағып шығару және басқалар сияқты технологиялық операцияларды жүргізуге мүмкіндік береді. Осыған ұқсас операцияларды жүргізу үшін табиғи ескірген қорытпаларды қайтару өңдеуінен өткізуге болады, ал мұндай өңдеуді жүзеге асыру үшін қорытпаны 23-300o С температурада қысқа мерзімде (1-2 мин) ұстап тұрады. Қыздырғанда Гинье -Престон зонасы таралып кетеді де, жаңадан шыңдалған қорытпа күйінің пластикалылығы қалпына келеді. Алайда қайтару өңдеуінің қолданылуына шек қойылады, өйткені бұл кезде жұқа қабырғалы бұйымның коррозияға төзімділігі төмендейді, ал қалың қабырғалы бұйымды қысқа мерзімде ұстап тұрғанда оның пластикалылығы қимасының өң бойында қалпына келіп үлгере алмайды. Бұйымды қажетті температурада ұстап тұру мерзімін арттыру бұйымның бетін жасанды түрде ескіртуге әкеп соқтырады, сонда оның пластикалылығы төмендеп кетеді. Беріктіктері бірдей болғанда табиғи ескірген дуралюминийдің пластикалылығы мен коррозияға төзімділігінен, ал жасанды түрде ескіргенінің аққыштық шегінен артықшылығы болады. Дуралюминийдің жасанды түрде ескіруі өте сирек қолданылады, өйткені ол төмен пластикалылығынан өзге кернеу концентрациясына сезімталдығына да ие болады.
Дуралюминий ылғалды ауада, өзен және теңіз суында төмен коррозиялық төзімділікке ие болады. Коррозиядан қорғау үшін оны қаптайды (табақ дуралюминийді) немесе анодтық поляризациядан (құбырлар мен профильдерді) өткізеді. Қаптау дегеніміз -таза алюминиймен ( А5, А6, А7 маркалы) оралған сом дуралюминийді ыстықтай прокаттау, осы уақытта алюминий қорытпамен пісіріледі. Қапталған қабаттың қалыңдығы негізгі қорытпа табағының қалыңдығын құрайды. Анодтық поляризация 10% H2 SO4 су ерітіндісінде жүргізіледі, мұнда анод қызметін қорғасын пластинка атқарады. Анодтан бөлініп шыққан оттек дуралюминийдің бетінде жұқа тотық пленкасын түзеді де, қорытпаны коррозиядан сақтап қалады.
Дуралюминийді табақ, құбыр, престелген және созып жұқартылған профильдер түрінде жасап шығарады. Д1 маркалы қорытпаның өндірілуі қысқартылды, өйткені ол өнеркәсіптің көптеген салаларында, әсіресе, авиацияда қолданылатын Д16 маркалы қорытпамен алмастырылады. Онан шпангоуттар, нервюрлар, лонжерондар, самолеттерді басқару тягасы (тартымы) т.б. жасалады. Д1және Д16 маркалы қорытпалардан тойтарма шегелер жасалады да, олар жаңа шыңдалған күйінде шегеленеді. Д18 маркалы қорытпа негізгі тойтармалы алюминий қорытпаларының бірі. Д18 маркалы қорытпадан жасалған тойтармалар конструкцияға шыңдалғаннан және табиғи ескіргеннен кейін қойылады.
В95 маркалы қорытпа аса беріктік шегімен (60-70 кгсмм2 ) және атқаратын міндеті бойынша оған жақын аққыштық шегімен ерекше көзге түседі. В95 маркалы қорытпа Al-Zn-Mg-Cu жүйесіне жатады, онда қосымша марганец пен хром болады. Марганец пен хром қорытпаның коррозияға төзімділігін арттырып, ескіру әсерін күшейтеді, сонымен қатар марганец темірдің зиянды әсерін жояды. Мырыш, магний және мыс алюминийде айнымалы ерігіштікке ие болатын фазалар түзеді. Табиғи ескіру қорытпалар үшін қолданылмайды, өйткені ол өте баяу өтеді және коррозияға төзімділікті аз қамтамасыз етеді. Al-Zn-Mg-Cu жүйесі қорытпаларының кемшіліктеріне кернеу түсетін коррозияға және таңбасы айнымалы күш әсерімен шытынауға бейімділігі, кернеулердің концентрациясына сезімталдығы және қасиеттерінің анизотропиясы жатады. Табақ материалды коррозиядан 1% Zn болатын алюминий қорытпасымен қаптау арқылы қорғайды. Мұнан басқа білінген кемшіліктер деталь қималарының өзгерген кезіндегі бір қалыпты ауысуын алдын ала ескеру және оны мұқияттап жасау (сызатсыз, жаншылусыз, сыдырылусыз) арқылы жойылады. В95 маркалы қорытпалар негізінен сығатын кернеу жағдайларында жұмыс атқаратын әрі көп күш түсетін конструкция детальдарын (самолет қаптамасы, стрингері, шпангоуты, лонжероны) жасау үшін қолданады. Cu, Li, Mn және Cd элементтерімен легирленген аса берік алюминий қорытпалары В95 маркалы қорытпадан қызуға беріктігімен, аз тығыздығымен және өте жоғары серпімділік модулімен ерекшеленеді.
Мыс пен литий алюиминиймен қосылғанда қатты ерітінді және жасанды түрде ескірткенде қорытпаларды бекемдейтін бірқатар Cu Al2 (Θ) CuLiAl2 (Tі) және Al7,5Cu4Li (Tb) интерметаллидтық фазалар түзеді.Тi және Тb фазаларының жоғарылау температурадағы коагуляцияға бейімділігі аз болады, бұл қорытпаның қызуға беріктігін қамтамасыз етеді.Үстеме марганец пен кадмий алюминийде еріп, қорытпаның коррозияға төзімділігін жақсартады, сонымен қатар оның ескіруі кезіндегі түрленудің сипатына әсерін тигізеді. Марганец қатысқанда қорытпаны бекемдейтін фазалар қатты ерітінді шекараларынан емес, қайта оның түйіршіктерінің көлемінен бөлініп шығады да, бұл жағдай қорытпаның беріктігі мен пластикалылығын арттыруға әкеп тірейді. Кадмий қорытпаның жасанды түрде ескіруін тездетеді де, оның тигізетін әсерін арттырады.
515-525o C -тан бастап шыңдалғаннан және 160-170o C -та жасанды түрде 10-12сағат ішінде ескіртілгеннен кейін, құрамында 4,9-5,8% Cu, 1-1,4% Li, 0,4-0,8 Mn және 0,1-0,25%Cd болатын қорытпалардың механикалық қасиеттері мынадай болады: σв =62:64 кгсмм2, σ 0,2= 58:59 кгсмм2, δ=4:6%, Е=7300:7600 кгсмм2. Қорытпа 380-420оС температурада жасытылады. Жасытылған күйіндегі механикалық қасиеттері мен коррозияға төзімділігі бойынша мұндай қорытпа Д16 маркалы қорытпаға жақын келеді. Бұл қорытпаны коррозиядан дуралюминийге қолданған әдістер бойынша қорғайды. Төмен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
1. Кіріспе 3
2. Негізгі бөлім
2.1 Алюминийдің қасиеттері 6
2.2 Алюминий қорытпаларының сипаттамасы және классификациясы 8
2.3 Деформацияланатын алюминий қорытпалары 9
2.4 Құйылатын қорытпалар 14
2.5 Антифрикциялық қорытпалар 17
2.6 Жентектелген қорытпалар 18
2.7 Алюминий қорытпаларын балқыту 19
3. Қорытынды 21
4. Қолданылған әдебиеттер тізімі 24
Жоспары:
1. Кіріспе
2. Негізгі бөлім
2.1 Алюминийдің қасиеттері
2.2 Алюминий қорытпаларының сипаттамасы және классификациясы
2.3 Деформацияланатын алюминий қорытпалары
2.4 Құйылатын қорытпалар
2.5 Антифрикциялық қорытпалар
2.6 Жентектелген қорытпалар
2.7 Алюминий қорытпаларын балқыту
3. Қорытынды
4. Қолданылған әдебиеттер тізімі
Кіріспе
ХІХ ғасырды бу және электр дәуірі деп атаса, ХХ ғасырды атом дәуірі, космосты игеру, кибернетика, пластмасса және сирек металдарды жаппай пайдалану дәуірі деп те атайды. Мұның өзі техниканың шарықтап өскендігінің, өндіріс салаларының барынша жетілгендігінің нәтижесі болып табылады. Сирек кездесетін металдардың көмегімен ғылым және техника саласында ядролық физика, қатты заттар физикасы, квантты электроника, космос кеңістігіне тартылған телефон-телеграф байланыстары жаңа сатыға көтерілді. Жерді және космосты зерттеу жұмыстарын жүргізу ісінде де сирек кездесетін металдар кең түрде пайдаланылуда.
Космонавтар В.Коваленок пен А.Иванченко космоста жаңа жартылай өткізгіштер және оптикалық материалдар, металл ерітінділері мен қосындылар алу және монокристалдар жасау үшін елуден астам технологиялық эксперимент жүргізді. Сирек кездесетін металдар космос корабльдеріндегі аспаптар мен құралдарды жасайтын және басқа да маңызды өндіріс салаларында кеңінен пайдаланылады. Сирек кездесетін көптеген металдар әдеттегі шаруашылық салаларында кең түрде қолданылуда, бірақ ол сол металдарды өндірістік жолмен алудың арзан-қымбаттығына байланысты. Ал қорғаныс саласында пайдаланылып жүрген германий элементінен жасалған кішкентай детектор радардың "жүрегіне" айналған, ол түнде ұшқан самолеттерді көруге мүмкіндік береді. Ал рений қосылған металдар сілті мен қышқыл әсеріне төзімді, 700-800о С температураға шыдайтын электр қоспаларында, әсіресе космосқа ұшатын аспаптарда пайдаланылады.
Сонымен сирек кездесетін металдар дегеніміз не? Былай қарағанда сирек кездесетін металдар деген сөз - олар жер қыртысында аз деген ұғым береді. Мысалы, өзімізге белгілі литий күмістен он есе, ал жердегі сирек элементтер қорғасыннан он есе көп кездеседі, бірақ бұлар ірі кен орындарын түзбейді жер қыртысында бытыраңқы жатады. Сондықтанда литий, тағы басқалары сирек кездесетін металдарға қосылады. Олардың бірнеше грамын жинап алуға ғылым мен техниканың дамыған белгілі бір деңгейінде ғана мүмкіндік туады. Мысалы, 1889 жылы алюминийдің бір килограмы (қазіргі ақшамен есептегенде) 1230 сом, яғни алтыннан да қымбат тұратын. Бұл күнде ол әдеттегі металға айналып кетті. 1950 жылға дейін титанды да сирек металдар қатарына жатқызған, ал техниканың дамуына байланысты ол да әдеттегі металға айналды. Кейбір елдерде оны тонналап өндіреді. Сондықтан да техникалық тұрғыдан қарағанда сирек кездесетін металдар руда құрамында өте аз мөлшерде кездескенімен оларды ажыратып алу мәселесі халық шаруашылығының мұқтаждығына қарай жоспарлы түрде жүзеге асыруда.
Сирек металдар өндірісі біздің елімізде 1930 жылдан басталды. Оның дамуына белгілі ғалымдарымыз А.Е.Ферсман, В.И.Вернадский, Д.И.Щербаков, Н.П.Сажин, А.П.Виноградов, И.Г.Магакьян және де басқалары зор үлес қосты.
Республиканың метал өндірістерінде руданың комплексті зерттеу мәселесімен Геологиялық ғылымдар институтының ғалымдары шұғылданды. Жемісті жүргізілген жұмыстардың нәтижесінде алпысыншы жылдардың басында республикамыз сирек металдар өндіру саласында Одақ бойынша алдыңғы қатарға шықты. Сирек кездесетін металдар Орталық Қазақстандағы, Алтайдағы және басқа тау-кен өндірістерінде басты металдар мен бірге руда құрамында кездеседі. Міне сол рудадан оларды ажыратып алу мәселесін Қазақстан ғалымдары шешіп берді.
Сирек кездесетін металдардың маңызының артуына байланысты заводтардағы шламдарды ( рудасы байытылып алынғаннан қалған жыныс ұнтақтары ) қоқыстарды, құбырдан шығып жатқан газ құрамын зерттеу және оларды пайдалану жұмыстары өндірістік салада жолға қойылды. Осыған орай полиметалды руда концентраттарынан он бес түрлі, мыс концентраттарынан жиырма түрлі элементтер алынады, жалпы түсті металлургиядан жетпіс түрлі элемент өндіріледі.
Академик А.Е.Ферсман алюминийді ХХ ғасыр элементі, сондықтан бұл ғасырды алюминий ғасыры деуге де болады деген.
Күнделікті пайдаланылып жүрген ыдыс-аяқтан бастап, космосты шарлап жүрген ракеталар осы алюминийден жасалады. Қоғамдық шаруашылықтың барлық салаларында алюминий қолданылмайтын сала жоқ. Алюминийдің осылай қысқа мерзім ішінде жоғары бағаға ие болуы оның химиялық және физикалық қасиеттерінде болып отыр.
Алғаш рет дат ғалымы Х.К.Эрстед 1825 жылы таза алюминий алды, ал 1854 жылы француз химигі А.Э.Сентклер Дэвиль оны өндірісте өндіру тәсілін ашты. Сол кезде алюминий өте жоғары бағаланып, оның бір фунты алтын есебімен 40 сом болатын, алюминий алу өте қымбатқа түскен, онан жүзік, сақина және басқада заттар жасалып сыйлықтар орнына жүрген.
Алюминий созылмалы, жұмсақ, жеңіл металл, оттегімен жақсы қосылыстар түзе алады, сондықтан ол басқа металдарды оттегімен босатып таза металға айналдырады. Темір тотығын алюминий үгіндісімен араластырып магниймен жандырған кезде көп қызу (3000оС) бөлінеді. Осы қасиеті баяу балқитын металдарды (титан, ванадий, хром) алуға пайдаланылады. Алюминий, магний және литий қосындылары самолет құрылысында, ракета жасауда жиі қолданылады. Самолеттің 65-66% (маторсыз салмағы) және матордың төрттен бір бөлігі алюминий қоспаларынан істеледі. Вагон жасау, машина құрылыстары, электр өндірістері және басқа толып жатқан шаруашылық салаларында алюминий және оның қоспалары маңызды орын алады.
2.1 Алюминийдің қасиеттері
Алюминий - күміс түсті ақ металл. Оның аллотрапиялық түрленуі болмайды және ол периоды α=4,041 A болатын қырлық центрленген кубтық торда кристалданады. Алюминийдің тығыздығы аз, жылу және электр өткізгіштігі жақсы, коррозияға төзімділігі мен пластикалылығы жоғары болады.
Тазалығы жоғары (99,996%Ai) алюминийдің физикалық қасиеттері төменде келтірілген:
Салыстырмалы атомдық массасы (атомдық салмағы) . 26,97
Балқу температурасы, о С . . . . . . . . . 600
20o C-тағы тығыздығы, гсм3 . . . . . . . 2,7
20o C-тағы меншікті электр кедергісі, Омxмм[2]м . . 0,0269
Жылу өткізгіштігі, калсмxс xо С . . . . . . . . 0,52
Сызықтық ұлғаю коэфиценті (20-100o C), 1o C . . . 23,8x10[6]
Қалыпты серпімділік модулі, кгсмм2 . . . . . . . 7100
Алюминий ауада оңай тотығып, оның бетінде Al2 O3 тотығының тығыз пленкасын түзеді де, бұл пленка оны одан ары тотығудан және атмосфера жағдайындағы, судағы және басқа ортадағы коррозиядан сақтап қалады. Алюминий концентрленген азот қышқылында және кейбір органикалық қышқылдарда (лимон, шарап, сірке және басқа қышқылдарда), сондай-ақ тағамдық азық- түліктермен жанасқанда тұрақты келеді, осыған байланысты оны тұрмыста пайдаланады. Көптеген минералдық (тұз, еріткіш т.б.) қышқылдар мен сілтілер алюминийді бүлдіреді. Алюминий жоғары шағылыстырғыш қабілеттілікке ие болады, оның жылулық нейтрондары қармап алатын тиімді көлденең қимасы аз болады. Ол қысыммен жақсы өңделеді, газбен және контактылық әдіспен жақсы пісіріледі, бірақ кесу арқылы нашар өңделеді. Алюминийдің сызықтық қасиеттері жоғары емес (қатайғандағы шөгуі 6%). Жоғары балқу жылулығы мен жылу сиымдылығы алюминийдің сұйық күйден баяу суынуына көмектеседі, бұл жағдайда модификациялау, рафинациялау және басқа да технологиялық операциялар арқылы алюминийден құйылған құйманы және оның қорытпаларын жақсартуға мүмкіндік береді. Алюминийдің тұрақты қоспалары Fe, Si, Cu, Zn, Ti болады. Қоспалардың мөлшеріне қарай алғашқы алюминий ерекше таза А 999 (қоспасы 0,001%), өте таза А 995, А 99, А 97, А 95 (қоспасы 0,005-0,05%) және техникалық таза А 85, А 8 және басқалар (қоспасы 0,15-1,0%) болады. Деформацияланатын жартылай фабрикаттар (табақ алюминий, профильдер, шыбықтар т.б.) түрінде шығарылатын техникалық алюминий АДО және АДІ- мен маркаланады. Қоспалар алюминийдің жылу және электр өткізгіштігін, коррозияға төзімділігі мен пластикалылығын төмендетеді. Алюминийдің механикалық қасиеттері оның тазалығы мен күйіне тәуелді болады (1-кесте).
1- кесте Алюминийдің механикалық қасиеттері
Маркасы
Қоспалар қосындысы %
Күйі
σв кгсмм2
σ0,2 кгсмм2
δ %
НВ
А995 А 5
0,005 0,50
Құйылған
5 7,5
- -
45 29
15 20
АО
1,0
9
-
25
25
АО
1,0
Деформацияланған және жасытылған
9
3
30
25
АО
1,0
Деформацияланған
14
10
12
32
Ескерту Қатайғанын жою үшін алюминийді 350-400 о С-та жасытады
Беріктігі төмен болғандықтан алюминий конструкциялардың күш түспейтін детальдары мен элементтерін жасау үшін қолданылады, ал мұндай материалдың жеңілдігіне, пісіргіштігіне, пластикалылығына, коррозияға төзімділігіне талап қойылады. Мысалы, онан рамалар, есіктер, құбырлар, фольга, мұнай және мұнай өнімдері тасылатын цистерналар, ыдыстар және басқалар жасалады. Жоғары жылу өткізгіштігінің арқасында ол өнеркәсіптік және тұрмыстық мұздатқыштарға қажетті әр түрлі жылу алмастырғыштар жасау үшін пайдаланылады. Алюминийдің жоғары электр өткізгіштігі оның электр техникасында (конденсаторлар, өткізгіш сым, кабельдер, шиналар т.б. үшін) кең түрде қолданылуына мүмкіндік туғызады.
2.2 Алюминий қорытпаларының сипаттамасы
және классификациясы
Алюминий қорытпаларының артықшылығына олардың жоғары меншікті беріктігі (σвγ) мен инерциялық және динамикалық еүшке қарсылық жасай алатын қабілеттілігі жатады. Алюминий қорытпаларының беріктік шегі, тығыздығы көп дегенде 2,85 гсм3 болғанда, 50-70 кгсмм2- ге жетеді (1-сурет). Меншікті беріктігі бойынша кейбір алюминий қорытпалары (σвγ=21) аса берік болаттарға (σвγ=23) жақындай түседі. Алюминий қорытпаларының басым көпшілігінің коррозияға жақсы төзімділігі (мыс араласқан қорытпаларды қоспағанда), жоғары
жылу және электр өткізгіштігі, жақсы технологиялық қасиеттері болады. Алюминий қорытпаларының негізгі легирлеуші элементтері ретінде Cu, Mg, Si, Mn, Zn; сирек те болса Li, Ni, Ti, Be, Zn қолданылады. Легирлеуші элементтердің басым көпшілігі алюминиймен қосылғанда ерігіштігі шектелген қатты ерітінділер алюминиймен қосыла және өзара аралық фазалар (Cu Al2, Mg2Si және басқалар) түзеді. Алюминий қорытпалары дайындалу технологиясы, термиялық өңделуге қабілеттілігі және қасиеттері бойынша классификацияланады (1-схема).
1-схема Алюминий қорытпалары
Алюминий қорытпалары
Құйылатын
Деформацияланған
Жентектелген
Термиялық өңдеумен бекемделетін
Термиялық өңдеумен бекемделмейтін
Термиялық өңдеумен бекемделетін
Термиялық өңдеумен бекемделмейтін
Термиялық өңдеумен бекемделетін
Термиялық өңдеумен бекемделмейтін
1.Беріктігі кәдімгідей АЛ3 АЛ4 АЛ9 2.Аса берік АЛ27, АБ32 3.Қызуға берік АЛ19
1.Беріктігі кәдімгідей Д16 2.Аса берік В95, 3.Қызуға берік АКИП
1.Қызуға берік САП-1, САП-2 2.Сызықтық ұлғаю коэффи циенті аз және серпімділік модулі жоғары Е.САС-1, САС-2
1.Беріктігі аз АЛ2 2.Анти фрикция лық АСМ, А020-1, А09-2
1.Беріктігі кәдімгідей Д1, Д16 2.Аса берік В95, В96, ВАД23 3.Қызуға берік АК4, Е20, Д21 4.Жоғары лау пласти калылығы а) бөлме температурасында Д18 б) жоғары лау темпе ратурада (соғылмалы) АК6, АК8 5.Коррозия ға төзімді АД31,АД33
Пластика лылығы жоғары рақ АМц, АМг
2.3 Деформацияланатын алюминий қорытпалары
Бұл топқа АМц және АМг маркалы қорытпалар жатады (2-кесте). Мұндай қорытпалар жоғары пластикалылығымен, жақсы пісіргіштігімен және коррозияға аса тұрақтылығымен ерекшеленеді. АМц маркалы қорытпалар Al-Mn жүйесінің қорытпаларына жатады. АМц және АМг маркалы қорытпалар қысыммен және пісіріп алынатын бұйымдар жасау, сондай -ақ тойтарма үшін қолданылады. Мұндай бұйымдардан коррозияға аса төзімділік ( бензин мен майға арналған құбырлар, пісірілмелі бактар) талап етіледі. Осы топтағы қорытпалардың типті өкілдері дуралюминийлер Al-Cu-Mg жүйесінің қорытпаларына жатады.
2-кесте Кейбір деформацияланатын алюминий қорытпаларының химиялық құрамы
Қорытпа
Компоненттер (қалғаны - Al),%
Қоспалар, % көп дегенде
Қасиеттері бойынша класы
Cu
Mg
Mn
Басқалары
Fe
Si
АМц
АМг1
АМг6
- - -
-
0,4-1,7
5,8-6,8
1,0-1,6
0,5-0,8
-
0,02-0,1Ti
0,002-0,005Be
0,7
0,4
0,6
0,4
Пластикалығы жоғары
Д18
2,2-3,0
-
0,2-0,5
-
0,5
0,5
Пластикалығы жоғары
Д1
Д16
3,8-4,8 3,8-4,9
0,4-0,8 1,2-1,8
0,4-0,8 0,3-0,9
0,7 0,5
0,7 0,5
Беріктігі орташа
В95
1,4-2,0
1,8-2,8
0,2-0,6
0,1-0,25 Cr 5,0-7,0 Zn
0,5
0,5
Беріктігі жоғары
Ак4
АК4-1
Ак6
АК-8
1,9-2,5
1,9-2,7
1,8-2,6
3,9-4,8
1,4-1,8
1,2-1,8
0,4-0,8
0,4-0,8
-
-
0,4-0,8
0,4-1,0
0,8-1,3 Ni 0,8-1,3 Fe 0,5-1,2 Si 0,8-1,4 Ni 0,8-1,4 Fe 0,02-0,1 Ti 0,7-1,2 Si
0,6-1,2 Si
- 0,7
0,7
0,35 -
-
Қызуға беріктігі жоғары
Жоғарылау температурадағы пластикалылығы жоғары
Марганецті қорытпаларға коррозияға төзімділікті арттыру және темірдің зиянды әсерлерін жою үшін енгізеді. Пластикалық деформация дуралюминийдің беріктігін, әсіресе, оның аққыштық шегін арттырады. Қатаюды жою үшін жасыту 350-370oC-та жүргізіледі.
Бекемдейтін термиялық өңдеу шыңдалудан және табиғи ескіруден құралады (3-кесте). Шыңдалу кезінде Д1 және Д18 маркалы қорытпалар 495-505oC температураға дейін, Д16 маркалысы 490-500oC температураға дейін қыздырылады, сонан кейін оларды температурасы 40o C-тан аспайтын суда суытады. Шыңдалғаннан кейін мұндай қорытпалардың құрылымы аса қаныққан қатты ерітіндіден және ерімейтін фазалардан құралады.
3-кесте Дуралюминийдің механикалық қасиеттері
Қорытпа маркасы
Жасыту
Шыңдау +табиғи ескірту
кгсмм2
кгсмм2
δ, %
НВ
δв, кгсмм2
σ,0,2 кгсмм2
δ, %
НВ
Д1
21
11
18
45
42
24
5
95
Д16
22
11
18
50
47
32
7
105
Д18
16
6
24
38
30
17
24
70
Табиғи ескіру кезінде мыс пен магнийге бай Гинье-Престен зонасы түзіледі. Ескіру 5-7 күн тәулігіне созылады. Температураны 40oC-қа дейін, әсіресе 100o С- қа арттырғанда ескірудің ұзақтығы едәуір қысқарады. Ескірудің бастапқы немесе инкубациялық кезеңінің (20-60 мин) зор практикалық маңызы бар, бұл кезде қорытпа жоғары пластикалылығы мен өз қаттылығын сақтап қалады. Бұл тойтару, жану, қағып шығару және басқалар сияқты технологиялық операцияларды жүргізуге мүмкіндік береді. Осыған ұқсас операцияларды жүргізу үшін табиғи ескірген қорытпаларды қайтару өңдеуінен өткізуге болады, ал мұндай өңдеуді жүзеге асыру үшін қорытпаны 23-300o С температурада қысқа мерзімде (1-2 мин) ұстап тұрады. Қыздырғанда Гинье -Престон зонасы таралып кетеді де, жаңадан шыңдалған қорытпа күйінің пластикалылығы қалпына келеді. Алайда қайтару өңдеуінің қолданылуына шек қойылады, өйткені бұл кезде жұқа қабырғалы бұйымның коррозияға төзімділігі төмендейді, ал қалың қабырғалы бұйымды қысқа мерзімде ұстап тұрғанда оның пластикалылығы қимасының өң бойында қалпына келіп үлгере алмайды. Бұйымды қажетті температурада ұстап тұру мерзімін арттыру бұйымның бетін жасанды түрде ескіртуге әкеп соқтырады, сонда оның пластикалылығы төмендеп кетеді. Беріктіктері бірдей болғанда табиғи ескірген дуралюминийдің пластикалылығы мен коррозияға төзімділігінен, ал жасанды түрде ескіргенінің аққыштық шегінен артықшылығы болады. Дуралюминийдің жасанды түрде ескіруі өте сирек қолданылады, өйткені ол төмен пластикалылығынан өзге кернеу концентрациясына сезімталдығына да ие болады.
Дуралюминий ылғалды ауада, өзен және теңіз суында төмен коррозиялық төзімділікке ие болады. Коррозиядан қорғау үшін оны қаптайды (табақ дуралюминийді) немесе анодтық поляризациядан (құбырлар мен профильдерді) өткізеді. Қаптау дегеніміз -таза алюминиймен ( А5, А6, А7 маркалы) оралған сом дуралюминийді ыстықтай прокаттау, осы уақытта алюминий қорытпамен пісіріледі. Қапталған қабаттың қалыңдығы негізгі қорытпа табағының қалыңдығын құрайды. Анодтық поляризация 10% H2 SO4 су ерітіндісінде жүргізіледі, мұнда анод қызметін қорғасын пластинка атқарады. Анодтан бөлініп шыққан оттек дуралюминийдің бетінде жұқа тотық пленкасын түзеді де, қорытпаны коррозиядан сақтап қалады.
Дуралюминийді табақ, құбыр, престелген және созып жұқартылған профильдер түрінде жасап шығарады. Д1 маркалы қорытпаның өндірілуі қысқартылды, өйткені ол өнеркәсіптің көптеген салаларында, әсіресе, авиацияда қолданылатын Д16 маркалы қорытпамен алмастырылады. Онан шпангоуттар, нервюрлар, лонжерондар, самолеттерді басқару тягасы (тартымы) т.б. жасалады. Д1және Д16 маркалы қорытпалардан тойтарма шегелер жасалады да, олар жаңа шыңдалған күйінде шегеленеді. Д18 маркалы қорытпа негізгі тойтармалы алюминий қорытпаларының бірі. Д18 маркалы қорытпадан жасалған тойтармалар конструкцияға шыңдалғаннан және табиғи ескіргеннен кейін қойылады.
В95 маркалы қорытпа аса беріктік шегімен (60-70 кгсмм2 ) және атқаратын міндеті бойынша оған жақын аққыштық шегімен ерекше көзге түседі. В95 маркалы қорытпа Al-Zn-Mg-Cu жүйесіне жатады, онда қосымша марганец пен хром болады. Марганец пен хром қорытпаның коррозияға төзімділігін арттырып, ескіру әсерін күшейтеді, сонымен қатар марганец темірдің зиянды әсерін жояды. Мырыш, магний және мыс алюминийде айнымалы ерігіштікке ие болатын фазалар түзеді. Табиғи ескіру қорытпалар үшін қолданылмайды, өйткені ол өте баяу өтеді және коррозияға төзімділікті аз қамтамасыз етеді. Al-Zn-Mg-Cu жүйесі қорытпаларының кемшіліктеріне кернеу түсетін коррозияға және таңбасы айнымалы күш әсерімен шытынауға бейімділігі, кернеулердің концентрациясына сезімталдығы және қасиеттерінің анизотропиясы жатады. Табақ материалды коррозиядан 1% Zn болатын алюминий қорытпасымен қаптау арқылы қорғайды. Мұнан басқа білінген кемшіліктер деталь қималарының өзгерген кезіндегі бір қалыпты ауысуын алдын ала ескеру және оны мұқияттап жасау (сызатсыз, жаншылусыз, сыдырылусыз) арқылы жойылады. В95 маркалы қорытпалар негізінен сығатын кернеу жағдайларында жұмыс атқаратын әрі көп күш түсетін конструкция детальдарын (самолет қаптамасы, стрингері, шпангоуты, лонжероны) жасау үшін қолданады. Cu, Li, Mn және Cd элементтерімен легирленген аса берік алюминий қорытпалары В95 маркалы қорытпадан қызуға беріктігімен, аз тығыздығымен және өте жоғары серпімділік модулімен ерекшеленеді.
Мыс пен литий алюиминиймен қосылғанда қатты ерітінді және жасанды түрде ескірткенде қорытпаларды бекемдейтін бірқатар Cu Al2 (Θ) CuLiAl2 (Tі) және Al7,5Cu4Li (Tb) интерметаллидтық фазалар түзеді.Тi және Тb фазаларының жоғарылау температурадағы коагуляцияға бейімділігі аз болады, бұл қорытпаның қызуға беріктігін қамтамасыз етеді.Үстеме марганец пен кадмий алюминийде еріп, қорытпаның коррозияға төзімділігін жақсартады, сонымен қатар оның ескіруі кезіндегі түрленудің сипатына әсерін тигізеді. Марганец қатысқанда қорытпаны бекемдейтін фазалар қатты ерітінді шекараларынан емес, қайта оның түйіршіктерінің көлемінен бөлініп шығады да, бұл жағдай қорытпаның беріктігі мен пластикалылығын арттыруға әкеп тірейді. Кадмий қорытпаның жасанды түрде ескіруін тездетеді де, оның тигізетін әсерін арттырады.
515-525o C -тан бастап шыңдалғаннан және 160-170o C -та жасанды түрде 10-12сағат ішінде ескіртілгеннен кейін, құрамында 4,9-5,8% Cu, 1-1,4% Li, 0,4-0,8 Mn және 0,1-0,25%Cd болатын қорытпалардың механикалық қасиеттері мынадай болады: σв =62:64 кгсмм2, σ 0,2= 58:59 кгсмм2, δ=4:6%, Е=7300:7600 кгсмм2. Қорытпа 380-420оС температурада жасытылады. Жасытылған күйіндегі механикалық қасиеттері мен коррозияға төзімділігі бойынша мұндай қорытпа Д16 маркалы қорытпаға жақын келеді. Бұл қорытпаны коррозиядан дуралюминийге қолданған әдістер бойынша қорғайды. Төмен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz