Материаловедение. Алюминий и его сплавы

Алюминий и его сплавы.

Презентация по материаловедению

Студента 2 курса

Группы 57-АТП

Большакова Артема.

Нахождение в природе

Алюминий входит в состав около 250 различных минералов. Самыми распространенными являются полевые шпаты, нефелины, бокситы, глины, в состав которых входит оксид алюминия, являющиеся алюмосиликатами.

Физические свойства

• Металл серебристо-белого цвета, лёгкий
• Плотность — 2,7 г/см³
• Температура плавления у технического алюминия — 658 °C, у алюминия высокой чистоты — 660 °C .
• Удельная теплота плавления — 390 кДж/кг
• Алюминий обладает высокой электропроводностью и теплопроводностью, обладает высокой светоотражательной способностью
• Слабый парамагнетик

• Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов

Современное получение алюминия. Современный метод получения был разработан независимо друг от друга: американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру в 1886 году.

Он заключается в растворении оксида алюминия в расплаве криолита с последующим электролизом. Используются для этого расходуемые коксовые или графитовые электроды.

Широкое применение алюминия в нашей жизни началось всего лишь каких-то 100 лет назад …

В настоящее время по объему производства алюминий занимает первое место среди цветных металлов, и производство его постоянно расширяется.

Сегодня отечественная алюминиевая промышленность для производства глинозема (Al 2 O 3 ) использует нефелиновые породы (минералы – алюмосиликаты) Хибинского массива на Кольском полуострове и ряда месторождений Сибири и Урала.

Чистый алюминий широко применяется там, где важное значение имеет высокая электропроводность, например, в проводах для линий электропередачи (ЛЭП).

Также, его легкость и коррозионная стойкость делают его незаменимым для разных конструкций общестроительного назначения: каркасы, трубы, перегородки, другие комплектующие…

Свойства

Легкий сплав дюраль используется

в различных областях

Дюраль или дюралюминий — сплав алюминия, основными легирующими (добавочными) металлами которого являются медь (4,4% массы), магний (1,5%) и марганец (0,5%).

В авиации

В космической

технике

В электротехнике

В судостроении

В строительстве

В автотранспорте

В быту

Первое применение дюралюминия — изготовление каркаса дирижаблей жесткой конструкции.

Один из распространенных теперь сплавов был получен в промышленных масштабах в 1911 году в немецком городе Дюрене.

Новый сплав, названный в честь города дюралюминием, вскоре стал известен во всем мире.

Дюраль - долговечный, высокопрочный и легкий, устойчивый к коррозии, деформации и воздействиям внешней среды, эстетичный и простой в обслуживании, поэтому он является одним из самых востребованных сплавов в современной промышленности.

Один из самых распространенных цветных сплавов дюраль, впервые разработанный в прошлом веке в Германии, стал незаменим во многих областях.

Сплав на основе алюминия после термической обработки приобрел большую прочность и твердость, чем когда-то незамедлительно воспользовались специалисты и его пустили на нужды воздухоплавания.

Новый сплав стал одним из главных конструкционных материалов в авиастроении, космической технике, ядерной технике, оборонной промышленности, и, конечно же, для производства скоростных поездов.

• Благодаря комплексу свойств широко распространен в тепловом оборудовании

• Внедрение алюминиевых сплавов в строительстве уменьшает металлоемкость, повышает долговечность и надежность конструкций при эксплуатации их в экстремальных условиях.
• Популярен при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки

Применение

• Благодаря комплексу свойств широко распространён в тепловом оборудовании
• Алюминий и его сплавы сохраняют прочность при сверхнизких температурах. Благодаря этому он широко используется в криогенной технике

• Высокий коэффициент отражения в сочетании с дешевизной и лёгкостью напыления делает алюминий идеальным материалом для изготовления зеркал

• В производстве строительных материалов как газообразующий агент

Алюминиевый сплав — сплав, основной массовой частью которого является алюминий. Самыми распространенными элементами в составе алюминиевых сплавов являются: медь, магний, марганец, кремний и цинк. Все алюминиевые сплавы можно разделить на две основные группы: термически обработанные и термически не обработанные

Сплавы на основе алюминия

• Алюминиево-магниевые
• Алюминиево-марганцевые
• Алюминиево-медные
• Сплавы системы Al-Zn-Mg
• Алюминиево-кремниевые сплавы (силумины) лучше всего подходят для литья
• Комплексные сплавы на основе алюминия: авиаль

Алюминиево-магниевые

Сплавы системы Al-Mg характеризуются сочетанием удовлетворительной прочности, хорошей пластичности, очень хорошей свариваемости и коррозионной стойкости. Кроме того, эти сплавы отличаются высокой вибростойкостью

Алюминиево-марганцевые

• Алюминиево-марганцевые Al-Mn

• Сплавы этой системы обладают хорошей прочностью, пластичностью и технологичностью, высокой коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью
• Основными примесями в сплавах системы Al-Mn являются железо и кремний. Оба этих элемента уменьшают растворимость марганца в алюминии

Алюминиево-медные

• Алюминиево-медные Al-Cu

• Эти сплавы высокотехнологичны. Однако, у них есть и существенный недостаток — низкое сопротивление коррозии, что приводит к необходимости использовать защитные покрытия

Сплавы системы Al-Zn-Mg

Сплавы этой системы ценятся за очень высокую прочность и хорошую технологичность Однако, существенным недостатком этих сплавов является крайне низкая коррозионная стойкость под напряжением Повысить сопротивление коррозии сплавов под напряжением можно легированием медью

Алюминий как добавка в другие сплавы

• Алюминий является важным компонентом многих сплавов. Например, в алюминиевых бронзах основные компоненты — медь и алюминий.

• В магниевых сплавах в качестве добавки чаще всего используется алюминий. Для изготовления спиралей в электронагревательных приборах используют фехраль (Fe, Cr, Al)