Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Сварная рама велосипеда из алюминиевого сплава , 1990-х годов выпуска.

Алюминиевые сплавы (или алюминиевые сплавы ; см. Различия в написании ) - это сплавы, в которых алюминий (Al) является преобладающим металлом. Типичными легирующими элементами являются медь , магний , марганец , кремний , олово и цинк . Существует две основных классификации, а именно литейные сплавы и деформируемые сплавы, каждая из которых далее подразделяется на категории термически обрабатываемых и нетермообрабатываемых. Около 85% алюминия используется для производства кованых изделий, например, листового проката, фольги и профилей.. Литые алюминиевые сплавы дают рентабельные продукты из-за низкой температуры плавления, хотя обычно они имеют более низкий предел прочности на разрыв, чем деформируемые сплавы. Наиболее важной системой литых алюминиевых сплавов является Al – Si , где высокие уровни кремния (4,0–13%) способствуют получению хороших литейных характеристик. Алюминиевые сплавы широко используются в инженерных конструкциях и компонентах, где требуется легкий вес или устойчивость к коррозии. [1]

Сплавы, состоящие в основном из алюминия, сыграли очень важную роль в авиакосмической промышленности с момента появления самолетов с металлической обшивкой. Алюминиево-магниевые сплавы легче других алюминиевых сплавов и гораздо менее горючие, чем другие сплавы, содержащие очень высокий процент магния. [2]

На поверхностях из алюминиевого сплава образуется белый защитный слой оксида алюминия, если не защищать их анодированием и / или правильной окраской. Во влажной среде гальваническая коррозия может возникать, когда алюминиевый сплав находится в электрическом контакте с другими металлами с более положительными потенциалами коррозии, чем алюминий, и присутствует электролит, допускающий ионный обмен. Этот процесс, называемый коррозией разнородных металлов, может происходить как расслоение или межкристаллитная коррозия. Алюминиевые сплавы могут подвергаться неправильной термообработке. Это вызывает разделение внутренних элементов, и металл подвергается коррозии изнутри. [ необходима цитата ]

Составы алюминиевых сплавов зарегистрированы Алюминиевой ассоциацией . Многие организации публикуют более конкретные стандарты для производства алюминиевых сплавов, включая организацию по стандартизации Общества автомобильных инженеров , в частности ее подгруппы по аэрокосмическим стандартам [3] и ASTM International .

Технические характеристики и свойства алюминиевых сплавов [ править ]

Велосипедное колесо из алюминиевого сплава. Цикл складывания ботинок 1960-х годов

Алюминиевые сплавы с широким спектром свойств используются в инженерных сооружениях. Системы сплавов классифицируются по системе счисления ( ANSI ) или по названиям, указывающим на их основные легирующие компоненты ( DIN и ISO ). Выбор правильного сплава для конкретного применения влечет за собой рассмотрение его прочности на разрыв , плотности , пластичности , формуемости, обрабатываемости, свариваемости и коррозионной стойкости, и это лишь некоторые из них. Краткий исторический обзор сплавов и технологий производства дан в работе. [4] Алюминиевые сплавы широко используются в самолетостроении из-за их высокого отношения прочности к массе.. С другой стороны, чистый металлический алюминий слишком мягкий для такого использования и не обладает высокой прочностью на растяжение, необходимой для самолетов и вертолетов .

Алюминиевые сплавы и типы стали [ править ]

Алюминиевые сплавы обычно имеют модуль упругости около 70 ГПа , что составляет около одной трети модуля упругости стальных сплавов . Следовательно, для данной нагрузки компонент или узел из алюминиевого сплава будет испытывать большую деформацию в упругом режиме, чем стальная деталь того же размера и формы.

В случае с совершенно новыми металлическими изделиями выбор дизайна часто определяется технологией производства. Экструзия особенно важна в этом отношении из-за легкости, с которой алюминиевые сплавы, особенно серия Al – Mg – Si, могут быть экструдированы с образованием сложных профилей.

Как правило, из алюминиевого сплава можно получить более жесткую и легкую конструкцию, чем из стали. Например, рассмотрим изгиб тонкостенной трубы: второй момент площади обратно пропорционален напряжению в стенке трубы, т.е. напряжения ниже для больших значений. Второй момент площади пропорционален кубу радиуса, умноженного на толщину стенки, таким образом, увеличение радиуса (и веса) на 26% приведет к уменьшению наполовину напряжения стенки. По этой причине в велосипедных рамах, изготовленных из алюминиевых сплавов, используются трубы большего диаметра, чем из стали или титана, чтобы обеспечить желаемую жесткость и прочность. В автомобилестроении в автомобилях из алюминиевых сплавов используются пространственные рамы.изготовлены из экструдированных профилей для обеспечения жесткости. Это представляет собой радикальное отличие от общепринятого подхода к современной конструкции стальных автомобилей, жесткость которого зависит от корпусов кузова, известного как цельная конструкция.

Алюминиевые сплавы широко используются в автомобильных двигателях, особенно в блоках цилиндров и картерах, благодаря возможной экономии веса. Поскольку алюминиевые сплавы подвержены короблению при повышенных температурах, система охлаждения таких двигателей имеет решающее значение. Технологии производства и достижения в металлургии также сыграли важную роль в успешном применении в автомобильных двигателях. В 1960 - х годах, алюминиевые головки цилиндров по Corvair заработали репутацию неудачи и зачистки нитей , которые не видели в текущих алюминиевых головках цилиндров.

Важным структурным ограничением алюминиевых сплавов является их более низкая усталостная прочность по сравнению со сталью. В контролируемых лабораторных условиях стали демонстрируют предел выносливости , который представляет собой амплитуду напряжения, ниже которой не происходит отказов - металл не продолжает ослабевать при продолжительных циклах напряжения. Алюминиевые сплавы не имеют этого нижнего предела выносливости и будут продолжать ослабевать при продолжающихся циклах напряжения. Поэтому алюминиевые сплавы редко используются в деталях, требующих высокой усталостной прочности в многоцикловом режиме (более 10 7 циклов напряжения).

Соображения о тепловой чувствительности [ править ]

Часто необходимо также учитывать чувствительность металла к нагреванию. Даже относительно обычная процедура в мастерской, включающая нагрев, осложняется тем фактом, что алюминий, в отличие от стали, плавится, не загораясь сначала красным светом. Операции формовки с использованием паяльной лампы могут полностью изменить или исключить термообработку, поэтому не рекомендуется. Никакие визуальные признаки не показывают внутренних повреждений материала. Как и при сварке термообработанной высокопрочной звеньевой цепи, теперь вся прочность теряется из-за высокой температуры горелки. Цепь опасна, и ее необходимо выбросить.

Алюминий подвержен внутренним напряжениям и деформациям. Иногда годы спустя, например, неправильно сваренные алюминиевые велосипедные рамы постепенно деформируются из-за нагрузок в процессе сварки. Таким образом, в аэрокосмической промышленности полностью избегают нагрева за счет соединения деталей с помощью заклепок из металла того же состава, других крепежных элементов или клеев.

Напряжения в перегретом алюминии могут быть сняты путем термообработки деталей в печи и постепенного их охлаждения - по сути, отжига напряжений. Тем не менее, эти части все еще могут деформироваться, так что термообработка сварных рам велосипеда, например, может привести к смещению значительной их части. Если несоосность не слишком велика, охлаждаемые детали могут погнуться для совмещения. Конечно, если рама правильно спроектирована для обеспечения жесткости (см. Выше), этот изгиб потребует огромных усилий.

Непереносимость алюминия к высоким температурам не помешала его использованию в ракетной технике; даже для использования при создании камер сгорания, где газы могут достигать 3500 К. В двигателе верхней ступени Agena использовалась алюминиевая конструкция с рекуперативным охлаждением для некоторых частей сопла, включая критическую с точки зрения температуры горловину; Фактически, чрезвычайно высокая теплопроводность алюминия не позволяла горловине достигать точки плавления даже при сильном тепловом потоке, в результате чего получился надежный и легкий компонент.

Бытовая электропроводка [ править ]

Основная статья: Алюминиевая проволока

Из-за своей высокой проводимости и относительно низкой цены по сравнению с медью в 1960-х годах алюминий был представлен в то время для бытовой электропроводки в Северной Америке, хотя многие приспособления не были предназначены для использования с алюминиевой проволокой. Но новое использование принесло некоторые проблемы:

  • Более высокий коэффициент теплового расширения алюминия заставляет провод расширяться и сжиматься по сравнению с другим металлическим винтовым соединением, в конечном итоге ослабляя соединение.
  • Чистый алюминий имеет тенденцию к ползучести при постоянном постоянном давлении (в большей степени при повышении температуры), снова ослабляя соединение.
  • Гальваническая коррозия из-за разнородных металлов увеличивает электрическое сопротивление соединения.

Все это привело к перегреву и ослаблению контактов, что, в свою очередь, привело к некоторым пожарам. Затем строители стали опасаться использования проволоки, и многие юрисдикции запретили ее использование в очень маленьких размерах в новом строительстве. Тем не менее, в конечном итоге были представлены более новые приспособления с соединениями, предназначенными для предотвращения ослабления и перегрева. Сначала они были помечены как «Al / Cu», но теперь они имеют кодировку «CO / ALR».

Еще один способ предотвратить проблему нагрева - обжать короткую « косичку » медной проволоки. Правильно выполненный обжим под высоким давлением с помощью подходящего инструмента достаточно плотный, чтобы уменьшить любое тепловое расширение алюминия. Сегодня для алюминиевой проводки в сочетании с алюминиевыми выводами используются новые сплавы, конструкции и методы.

Обозначения сплавов [ править ]

Кованые и литые алюминиевые сплавы используют разные системы идентификации. Кованый алюминий обозначается четырехзначным числом, обозначающим легирующие элементы.

В литейных алюминиевых сплавах используется число от четырех до пяти цифр с десятичной запятой. Цифра в разряде сотен указывает на легирующие элементы, а цифра после десятичной точки указывает на форму (литая форма или слиток).

Обозначение закалки [ править ]

Обозначение закалки следует за литым или кованым номером обозначения с тире, буквой и, возможно, числом от одной до трех цифр, например 6061-T6. Определения нравов: [5] [6]

-F  : в заводском состоянии
-H  : деформационное упрочнение (холодная обработка) с термической обработкой или без нее

-H1  : деформационная закалка без термической обработки
-H2  : деформационная закалка и частичный отжиг
-H3  : деформационная закалка и стабилизация при низкотемпературном нагреве
Вторая цифра  : вторая цифра обозначает степень твердости.
-HX2 = 1/4 жесткости
-HX4 = 1/2 твердый
-HX6 = 3/4 жесткости
-HX8 = полный жесткий
-HX9 = очень жесткий

-O  : полностью мягкий (отожженный)
-T  : термообработанный для получения стабильного темперамента

-T1  : охлаждение после горячей обработки и естественное старение (при комнатной температуре)
-T2  : охлаждение после горячей обработки, холодной обработки и естественного старения
-T3  : Раствор термообработанный и холодно обработанный
-T4  : Раствор термообработанный и естественно состаренный
-T5  : охлаждение после горячей обработки и искусственное старение (при повышенной температуре)
-T51  : снятие напряжения при растяжении
-T510  : Никакого дальнейшего выпрямления после растяжения
-T511  : Незначительное выпрямление после растяжения
-T52  : снятие стресса с помощью термической обработки
-T6  : раствор термически обработанный и искусственно состаренный
-T7  : термообработанный и стабилизированный раствор
-T8  : Раствор термообработанный, холодный и искусственно состаренный
-T9  : термообработанный раствор, искусственное старение и холодная обработка.
-T10  : охлаждение после горячей обработки, холодной обработки и искусственного старения

-W  : только термообработанный раствор

Примечание. -W - это относительно мягкое промежуточное обозначение, которое применяется после термообработки и до завершения старения. Состояние -W может быть продлено при очень низких температурах, но не на неопределенный срок, и в зависимости от материала обычно длится не более 15 минут при температуре окружающей среды.

Кованые сплавы [ править ]

International Обозначение сплав система является наиболее широко принятой схемой именования деформируемых сплавов . Каждому сплаву присваивается четырехзначный номер, где первая цифра указывает на основные легирующие элементы, вторая - если она отличается от 0 - указывает на разновидность сплава, а третья и четвертая цифры указывают на конкретный сплав в серии. Например, в сплаве 3105 цифра 3 указывает на то, что сплав относится к марганцевой серии, 1 указывает на первую модификацию сплава 3005 и, наконец, 05 указывает на его в серии 3000. [7]

  • Серия 1000 представляет собой по существу чистый алюминий с минимальным содержанием алюминия 99% по весу и может подвергаться деформационной закалке .
  • Серия 2000 легирована медью, может подвергаться дисперсионному упрочнению до прочности, сопоставимой со сталью. Ранее называвшиеся дюралюминиевыми сплавами, они когда-то были наиболее распространенными аэрокосмическими сплавами, но были подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением и все чаще заменяются сериями 7000 в новых конструкциях.
  • Серия 3000 легирована марганцем и может подвергаться деформационной закалке .
  • Серия 4000 легирована кремнием. Варианты алюминиево-кремниевых сплавов, предназначенные для литья (и поэтому не входящие в серию 4000), также известны как силумин .
  • Серия 5000 легирована магнием и обеспечивает превосходную коррозионную стойкость, что делает их пригодными для использования в морских условиях. Также сплав 5083 имеет самую высокую прочность среди нетермообработанных сплавов. Большинство сплавов серии 5000 также содержат марганец .
  • 6000 серии легированы магнием и кремнием. Они легко обрабатываются, свариваются и могут подвергаться дисперсионному упрочнению, но не до такой высокой прочности, как 2000 и 7000. Сплав 6061 - один из наиболее часто используемых алюминиевых сплавов общего назначения.
  • Серия 7000 легирована цинком и может подвергаться дисперсионному упрочнению до максимальной прочности из любого алюминиевого сплава (предел прочности на разрыв до 700 МПа для сплава 7068 ). Большинство сплавов серии 7000 также содержат магний и медь.
  • Серия 8000 легирована другими элементами, не входящими в другие серии. Примером являются алюминиево-литиевые сплавы . [8]

1000 серий [ править ]

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 1000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
105099,5-Трубка вытяжная, химическое оборудование
106099,6-Универсальный
107099,7-Толстостенная тянутая труба
110099,0Cu 0,1Универсальный, пустотелый
114599,45-Лист, тарелка, фольга
119999,99-Фольга [9]
120099,0 макс.( Si + Fe ) не более 1,0; Cu 0,05 макс; Mn не более 0,05; Zn 0,10 макс; Ti 0,05 макс; другие 0,05 (каждый) 0,015 (всего)[10]
1230 (VAD23) #Si 0,3; Fe 0,3; Cu 4,8–5,8; Mn 0,4–0,8; Mg 0,05; Zn 0,1; Ti 0,15; Li 0,9–1,4; Cd 0,1–0,25Самолет Ту-144 [11]
135099,5-Электрические проводники
137099,7-Электрические проводники
1420 #92,9Mg 5.0; Li 2,0; Zr 0,1Аэрокосмическая промышленность
1421 #92,9Mg 5.0; Li 2,0; Mn 0,2; Sc 0,2; Zr 0,1Аэрокосмическая промышленность [12]
1424 #Si 0,08; Fe 0,1; Mn 0,1–0,25; Mg 4,7–5,2; Zn 0,4–0,7; Li 1,5–1,8; Zr 0,07–0,1; Be 0,02–0,2; Sc 0,05–0,08; Na 0,0015[11]
1430 #Si 0,1; Fe 0,15; Cu 1,4–1,8; Mn 0,3–0,5; Mg 2.3–3.0; Zn 0,5–0,7; Ti 0,01–0,1; Li 1,5–1,9; Zr 0,08–0,14; Be 0,02–0,1; Sc 0,01–0,1; Na 0,003; Ce 0,2–0,4; Y 0,05–0,1[11]
1440 #Si 0,02–0,1; Fe 0,03–0,15; Cu 1,2–1,9; Mn 0,05; Mg 0,6–1,1; Cr 0,05; Ti 0,02–0,1; Li 2,1–2,6; Zr 0,10–0,2; Быть 0,05–0,2; Na 0,003[11]
1441 #Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,5–1,8; Mn 0,001–0,010; Mg 0,7–1,1; Ti 0,01–0,07; Ni 0,02–0,10; Li 1,8–2,1; Zr 0,04–0,16; Быть 0,02–0,20Be-103 и Б-200 рулей [11]
1441K #Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,3–1,5; Mn 0,001–0,010; Mg 0,7–1,1; Ti 0,01–0,07; Ni 0,01–0,15; Li 1,8–2,1; Zr 0,04–0,16; Be 0,002–0,01[11]
1445 #Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,3–1,5; Mn 0,001–0,010; Mg 0,7–1,1; Ti 0,01–0,1; Ni 0,01–0,15; Li 1,6–1,9; Zr 0,04–0,16; Be 0,002–0,01; Sc 0,005–0,001; Ag 0,05–0,15; Ca 0,005–0,04; Na 0,0015[11]
1450 #Si 0,1; Fe 0,15; Cu 2,6–3,3; Mn 0,1; Mg 0,1; Cr 0,05; Zn 0,25; Ti 0,01–0,06; Li 1,8–2,3; Zr 0,08–0,14; Be 0,008–0,1; Na 0,002; Ce 0,005–0,05Самолеты Ан-124 и Ан-225 [11]
1460 #Si 0,1; Fe 0,03–0,15; Cu 2,6–3,3; Mg 0,05; Ti 0,01–0,05; Li 2,0–2,4; Zr 0,08–0,13; Na 0,002; Sc 0,05–0,14; В 0,0002–0,0003Самолет Ту-156 [11]
V-1461 #Si 0,8; Fe 0,01–0,1; Cu 2,5–2,95; Mn 0,2–0,6; Mg 0,05–0,6; Cr 0,01–0,05; Zn 0,2–0,8; Ti 0,05; Ni 0,05–0,15; Li 1,5–1,95; Zr 0,05–0,12; Be 0,0001–0,02; Sc 0,05–0,10; Ca 0,001–0,05; Na 0,0015[11]
V-1464 #Si 0,03–0,08; Fe 0,03–0,10; Cu 3,25–3,45; Mn 0,20–0,30; Mg 0,35–0,45; Ti 0,01–0,03; Li 1,55–1,70; Zr 0,08–0,10; Sc 0,08–0,10; Be 0,0003–0,02; Na 0,0005[11]
V-1469 #Si 0,1; Fe 0,12; Cu 3,2–4,5; Mn 0,003–0,5; Mg 0,1–0,5; Li 1,0–1,5; Zr 0,04–0,20; Sc 0,04–0,15; Ag 0,15–0,6[11]

# Название не является международной системой обозначения сплавов.

Серия 2000 года [ править ]

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 2000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
2004 г.93,6Cu 6.0; Zr 0,4Аэрокосмическая промышленность
2011 г.93,7Cu 5.5; Bi 0,4; Pb 0,4Универсальный
2014 г.93,5Cu 4,4; Si 0,8; Mn 0,8; Мг 0,5Универсальный
2017 г.94,2Cu 4.0; Si 0,5; Mn 0,7; Мг 0,6Аэрокосмическая промышленность
2020 г.93,4Cu 4.5; Li 1,3; Mn 0,55; Кд 0,25Аэрокосмическая промышленность
2024 г.93,5Cu 4,4; Mn 0,6; Мг 1,5Универсальный, аэрокосмический [13]
2029 г.94,6Cu 3,6; Mn 0,3; Mg 1.0; Ag 0,4; Zr 0,1Лист Alclad для авиакосмической промышленности [14]
2036 г.96,7Cu 2,6; Mn 0,25; Мг 0,45Простынь
204894,8Cu 3.3; Mn 0,4; Мг 1,5Лист, плита
205593,5Cu 3,7; Zn 0,5; Li 1,1; Ag 0,4; Mn 0,2; Mg 0,3; Zr 0,1Аэрокосмические экструзии, [15]
2080 г.94,0Mg 3,7; Zn 1,85; Cr 0,2; Li 0,2Аэрокосмическая промышленность
209095,0Cu 2.7; Li 2,2; Zr 0,12Аэрокосмическая промышленность
209194,3Cu 2.1; Li 2,0; Mg 1,5; Zr 0,1Аэрокосмическая промышленность, криогеника
2094Si 0,12; Fe 0,15; Cu 4,4–5,2; Mn 0,25; Mg 0,25–0,8; Zn 0,25; Ti 0,10; Ag 0,25–0,6; Li 0,7–1,4; Zr 0,04–0,18[11]
209593,6Cu 4,2; Li 1,3; Mg 0,4; Ag 0,4; Zr 0,1Аэрокосмическая промышленность
2097Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10–0,6; Mg 0,35; Zn 0,35; Ti 0,15; Li 1,2–1,8; Zr 0,08–0,15[11]
2098Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2.3–3.8; Mn 0,35; Mg 0,25–0,8; Zn 0,35; Ti 0,10; Ag 0,25–0,6; Li 2,4–2,8; Zr 0,04–0,18[11]
209994,3Cu 2,53; Mn 0,3; Mg 0,25; Li 1,75; Zn 0,75; Zr 0,09Аэрокосмическая промышленность [16]
212493,5Cu 4,4; Mn 0,6; Мг 1,5Пластина
219593,5Cu 4.0; Mn 0,5; Mg 0,45; Li 1.0; Ag 0,4; Zr 0,12аэрокосмической, [17] [18] сверхлегкой внешней цистерны Space Shuttle , [19] и ракет-носителей второй ступени SpaceX Falcon 9 [20] и Falcon 1e . [21]
2196Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2,5–3,3; Mn 0,35; Mg 0,25–0,8; Zn 0,35; Ti 0,10; Ag 0,25–0,6; Li 1,4–2,1; Zr 0,08–0,16 [11]Экструзия
2197Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10–0,50; Mg 0,25; Zn 0,05; Ti 0,12; Li 1,3–1,7; Zr 0,08–0,15[11]
2198Простынь
221892,2Cu 4.0; Mg 1,5; Fe 1.0; Si 0,9; Zn 0,25; Mn 0,2Поковки, цилиндры авиационных двигателей [22]
221993,0Cu 6,3; Mn 0,3; Ti 0,06; V 0,1; Zr 0,18Универсальный внешний бак космического шаттла стандартного веса
2297Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10–0,50; Mg 0,25; Zn 0,05; Ti 0,12; Li 1,1–1,7; Zr 0,08–0,15[11]
2397Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10–0,50; Mg 0,25; Zn 0,05–0,15; Ti 0,12; Li 1,1–1,7; Zr 0,08–0,15[11]
2224 и 232493,8Cu 4.1; Mn 0,6; Мг 1,5Тарелка [13]
231993,0Cu 6,3; Mn 0,3; Ti 0,15; V 0,1; Zr 0,18Пруток и проволока
251993,0Cu 5,8; Mg 0,2; Ti 0,15; V 0,1; Zr 0,2Бронеплита для авиакосмической техники
252493,8Cu 4,2; Mn 0,6; Мг 1,4Тарелка, лист [23]
261893,7Cu 2.3; Si 0,18; Mg 1,6; Ti 0,07; Fe 1.1; Ni 1.0Поковки

3000 серия [ править ]

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 3000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
300398,6Mn 1,5; Cu 0,12Универсальная, листовая, тара из жесткой фольги, вывески, декоративные
300497,8Mn 1,2; Mg 1Универсальные, банки для напитков [24]
300598,5Mn 1.0; Мг 0,5Закаленный
310299,8Mn 0,2Закаленные [25]
3103 и 330398,8Мн 1,2Закаленный
310597,8Mn 0,55; Мг 0,5Простынь
320398,8Мн 1,2Лист, высокопрочная фольга

4000 серия [ править ]

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 4000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
400698,3Si 1.0; Fe 0,65Закаленные или состаренные
400796,3Si 1,4; Mn 1,2; Fe 0,7; Ni 0,3; Cr 0,1Закаленный
401596,8Si 2.0; Mn 1.0; Мг 0,2Закаленный
403285Si 12.2; Cu 0,9; Mg 1; Ni 0,9;Поковки
404394,8Si 5.2стержень
404785,5Si 12,0; Fe 0,8; Cu 0,3; Zn 0,2; Mn 0,15; Мг 0,1Лист, облицовка, наполнители [26]
454393,7Si 6.0; Мг 0,3архитектурные профили

5000 серия [ править ]

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 5000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
5005 и 565799,2Мг 0,8Лист, плита, стержень
501099,3Mg 0,5; Mn 0,2;
501994,7Mg 5.0; Mn 0,25;
502494,5Mg 4.6; Mn 0,6; Zr 0,1; Сбн 0,2Экструзии для авиакосмической промышленности [27]
502693,9Mg 4,5; Mn 1; Si 0,9; Fe 0,4; Cu 0,3
505098,6Мг 1,4Универсальный
5052 и 565297,2Mg 2,5; Cr 0,25Универсальный, аэрокосмический, морской
505694,8Mg 5.0; Mn 0,12; Cr 0,12Фольга, стержень, заклепки
505993,5Mg 5.0; Mn 0,8; Zn 0,6; Zr 0,12ракетные криогенные резервуары
508394,8Mg 4.4; Mn 0,7; Cr 0,15Универсальный, сварочный, морской
508695,4Mg 4.0; Mn 0,4; Cr 0,15Универсальный, сварочный, морской
5154 и 525496,2Mg 3,5; Cr 0,25;Универсальные, заклепки [28]
518295,2Mg 4,5; Mn 0,35;Простынь
525297,5Mg 2,5;Простынь
535694,6Mg 5.0; Mn 0,12; Cr 0,12; Ti 0,13Пруток, проволока MIG
545496,4Mg 2.7; Mn 0,8; Cr 0,12Универсальный
545694Mg 5.1; Mn 0,8; Cr 0,12Универсальный
545798,7Mg 1.0; Mn 0,2; Cu 0,1Лист, обшивка автомобиля [29]
555799,1Mg 0,6; Mn 0,2; Cu 0,1Лист, обшивка автомобиля [30]
575495,8Mg 3.1; Mn 0,5; Cr 0,3Лист, стержень

6000 серия [ править ]

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 6000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
600598,7Si 0,8; Мг 0,5Профили, уголки
600997,7Si 0,8; Mg 0,6; Mn 0,5; Cu 0,35Простынь
601097,3Si 1.0; Mg 0,7; Mn 0,5; Cu 0,35Простынь
601397,05Si 0,8; Mg 1.0; Mn 0,35; Cu 0,8Пластиковые, аэрокосмические, чехлы для смартфонов [31] [32]
602297,9Si 1.1; Mg 0,6; Mn 0,05; Cu 0,05; Fe 0,3Лист автомобильный [33]
606098,9Si 0,4; Mg 0,5; Fe 0,2Термообработанный
606197,9Si 0,6; Mg 1.0; Cu 0,25; Cr 0,2Универсальный, конструкционный, аэрокосмический
6063 и 646 г98,9Si 0,4; Мг 0,7Универсальный, морской, декоративный
6063A98,7Si 0,4; Mg 0,7; Fe 0,2Термообработанный
606597,1Si 0,6; Mg 1.0; Cu 0,25; Bi 1.0Термообработанный
606695,7Si 1,4; Mg 1.1; Mn 0,8; Cu 1.0Универсальный
607096,8Si 1,4; Mg 0,8; Mn 0,7; Cu 0,28Экструзии
608198,1Si 0,9; Mg 0,8; Mn 0,2Термообработанный
608297,5Si 1.0; Mg 0,85; Mn 0,65Термообработанный
610198,9Si 0,5; Мг 0,6Экструзии
610598,6Si 0,8; Мг 0,65Термообработанный
611396,8Si 0,8; Mg 1.0; Mn 0,35; Cu 0,8; O 0,2Аэрокосмическая промышленность
615198,2Si 0,9; Mg 0,6; Cr 0,25Поковки
616298,6Si 0,55; Мг 0,9Термообработанный
620198,5Si 0,7; Мг 0,8стержень
620598,4Si 0,8; Mg 0,5; Mn 0,1; Cr 0,1; Zr 0,1Экструзии
626296,8Si 0,6; Mg 1.0; Cu 0,25; Cr 0,1; Bi 0,6; Pb 0,6Универсальный
635197,8Si 1.0; Mg 0,6; Mn 0,6Экструзии
646398,9Si 0,4; Мг 0,7Экструзии
695197,2Si 0,5; Fe 0,8; Cu 0,3; Mg 0,7; Mn 0,1; Zn 0,2Термообработанный

7000 серия [ править ]

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 7000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
700593,3Zn 4,5; Mg 1,4; Mn 0,45; Cr 0,13; Zr 0,14; Ti 0,04Экструзии
701093,3Zn 6,2; Mg 2.35; Cu 1,7; Zr 0,1;Аэрокосмическая промышленность
702291,1Zn 4,7; Mg 3.1; Mn 0,2; Cu 0,7; Cr 0,2;плита, формы [34] [35]
703485,7Zn 11,0; Mg 2.3; Cu 1.0Предел прочности при растяжении 750 МПа [36]
703992,3Zn 4.0; Mg 3.3; Mn 0,2; Cr 0,2Бронеплита для авиакосмической техники
704988,1Zn 7,7; Mg 2,45; Cu 1,6; Cr 0,15Универсальный, аэрокосмический
705089,0Zn 6,2; Mg 2.3; Cu 2.3; Zr 0,1Универсальный, аэрокосмический
705587,2Zn 8.0; Mg 2.3; Cu 2.3; Zr 0,1Плиты, профили для авиакосмической промышленности [37]
706588,5Zn 7,7; Mg 1,6; Cu 2.1; Zr 0,1Пластина, аэрокосмическая промышленность [38]
706887,6Zn 7,8; Mg 2,5; Cu 2,0; Zr 0,12Аэрокосмическая промышленность, Предел прочности на разрыв 710 МПа
707299,0Zn 1.0Лист, фольга
7075 и 717590,0Zn 5,6; Mg 2,5; Cu 1,6; Cr 0,23Универсальные, авиакосмические, поковки
707991,4Zn 4.3; Mg 3.3; Cu 0,6; Mn 0,2; Cr 0,15-
708589,4Zn 7,5; Mg 1,5; Cu 1.6Толстый лист, аэрокосмическая промышленность [39]
709386,7Zn 9,0; Mg 2,5; Cu 1,5; O 0,2; Zr 0,1Аэрокосмическая промышленность
711693,7Zn 4,5; Mg 1; Cu 0,8Термообработанный
712993,2Zn 4,5; Mg 1,6; Cu 0,7-
715089,05Zn 6,4; Mg 2.35; Cu 2.2; O 0,2; Zr 0,1Аэрокосмическая промышленность
717888,1Zn 6,8; Mg 2.7; Cu 2,0; Cr 0,26Универсальный, аэрокосмический
725587,5Zn 8.0; Mg 2.1; Cu 2.3; Zr 0,1Пластина, аэрокосмическая промышленность [40]
747590,3Zn 5,7; Mg 2.3; Si 1,5; Cr 0,22Универсальный, аэрокосмический

8000 серия [ править ]

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 8000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
800698,0Fe 1,5; Mn 0,5;Универсальный, свариваемый
800988,3Fe 8,6; Si 1.8; Версия 1.3Высокотемпературная аэрокосмическая промышленность [41]
801198,7Fe 0,7; Si 0,6Закаленный
801498,2Fe 1,4; Mn 0,4;универсальный [42]
801987,5Fe 8,3; Ge 4.0; O 0,2Аэрокосмическая промышленность
8025Si 0,05; Fe 0,06–0,25; Cu 0,20; Mg 0,05; Cr 0,18; Zn 0,50; Ti 0,005–0,02; Li 3,4–4,2; Zr 0,08–0,25[11]
803099,3Fe 0,5; Cu 0,2проволока [43]
8090Si 0,20; Fe 0,30; Cu 1,0–1,6; Mn 0,10; Mg 0,6–1,3; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 2,2–2,7; Zr 0,04–0,16[11]
8091Si 0,30; Fe 0,50; Cu 1,0–1,6; Mn 0,10; Mg 0,50–1,2; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 2,4–2,8; Zr 0,08–0,16[11]
8093Si 0,10; Fe 0,10; Cu 1,6–2,2; Mn 0,10; Mg 0,9–1,6; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 1,9–2,6; Zr 0,04–0,14[11]
817699,3Fe 0,6; Si 0,1электрический провод [44]

Смешанный список [ править ]

Пределы состава деформируемого алюминиевого сплава (% веса)
СплавSiFeCuMnMgCrZnVTiБиGaPbZrПределы ††Al
КаждыйОбщий
1050 [45]0,250,400,050,050,050,050,0399,5 мин.
10600,250,350,050,0280,030,030,050,050,0280,030,030,030,030,02899,6 мин.
11000,95 Si + Fe0,05–0,200,050,100,050,1599,0 мин.
1199 [45]0,0060,0060,0060,0020,0060,0060,0050,0020,0050,00299,99 мин.
2014 г.0,50–1,20,73,9–5,00,40–1,20,20–0,80,100,250,150,050,15остаток
2024 г.0,500,503,8–4,90,30–0,91,2–1,80,100,250,150,050,15остаток
22190,20,305,8–6,80,20–0,400,020,100,05–0,150,02–0,100,10–0,250,050,15остаток
30030,60,70,05–0,201,0–1,50,100,050,15остаток
30040,300,70,251,0–1,50,8–1,30,250,050,15остаток
31020,400,70,100,05–0,400,300,100,050,15остаток
40414,5–6,00,800,300,050,050,100,200,050,15остаток
50050,30,70,20,20,5-1,10,10,250,050,15остаток
50520,250,400,100,102,2–2,80,15–0,350,100,050,15остаток
50830,400,400,100,40–1,04,0–4,90,05–0,250,250,150,050,15остаток
50860,400,500,100,20–0,73,5–4,50,05–0,250,250,150,050,15остаток
51540,250,400,100,103.10–3.900,15–0,350,200,200,050,15остаток
53560,250,400,100,104,50–5,500,05–0,200,100,06–0,200,050,15остаток
54540,250,400,100,50–1,02,4–3,00,05–0,200,250,200,050,15остаток
54560,250,400,100,50–1,04,7–5,50,05–0,200,250,200,050,15остаток
57540,400,400,100,502,6–3,60,300,200,150,050,15остаток
60050,6–0,90,350,100,100,40–0,60,100,100,100,050,15остаток
6005A †0,50–0,90,350,300,500,40–0,70,300,200,100,050,15остаток
60600,30–0,60,10–0,300,100,100,35–0,60,050,150,100,050,15остаток
60610,40–0,80,70,15–0,400,150,8–1,20,04–0,350,250,150,050,15остаток
60630,20–0,60,350,100,100,45–0,90,100,100,100,050,15остаток
60660,9–1,80,500,7–1,20,6–1,10,8–1,40,400,250,200,050,15остаток
60701,0–1,70,500,15–0,400,40–1,00,50–1,20,100,250,150,050,15остаток
60820,7–1,30,500,100,40–1,00,60–1,20,250,200,100,050,15остаток
61050,6–1,00,350,100,100,45–0,80,100,100,100,050,15остаток
61620,40–0,80,500,200,100,7–1,10,100,250,100,050,15остаток
62620,40–0,80,70,15–0,400,150,8–1,20,04–0,140,250,150,40–0,70,40–0,70,050,15остаток
63510,7–1,30,500,100,40–0,80,40–0,80,200,200,050,15остаток
64630,20–0,60,150,200,050,45–0,90,050,050,15остаток
70050,350,400,100,20–0,701,0–1,80,06–0,204,0–5,00,01–0,060,08–0,200,050,15остаток
70220,500,500,50–1,000,10–0,402,60–3,700,10–0,304,30–5,200,200,050,15остаток
70680,120,151,60–2,400,102.20–3.000,057.30–8.300,010,05–0,150,050,15остаток
70720,7 Si + Fe0,100,100,100,8–1,30,050,15остаток
70750,400,501,2–2,00,302,1–2,90,18–0,285.1–6.10,200,050,15остаток
70790,30,400,40–0,800,10–0,302,9–3,70,10–0,253,8–4,80,100,050,15остаток
71160,150,300,50–1,10,050,8–1,44,2–5,20,050,050,030,050,15остаток
71290,150,300,50–0,90,101,3–2,00,104,2–5,20,050,050,030,050,15остаток
71780,400,501,6–2,40,302,4–3,10,18–0,286.3–7.30,200,050,15остаток
8176 [44]0,03–0,150,40–1,00,100,030,050,15остаток
СплавSiFeCuMnMgCrZnVTiБиGaPbZrПределы ††Al
КаждыйОбщий
† Марганец плюс хром должен составлять 0,12–0,50%.
† † Это ограничение применяется ко всем элементам, для которых не указано другое ограничение в данной строке, потому что столбец не существует или столбец пуст.

Литые сплавы [ править ]

Алюминиевая ассоциация (AA) приняла номенклатуру, аналогичную номенклатуре деформируемых сплавов. Британский стандарт и DIN имеют разные обозначения. В системе AA вторые две цифры показывают минимальное процентное содержание алюминия, например, 150.x соответствует минимум 99,50% алюминия. Цифра после десятичной точки принимает значение 0 или 1, обозначающее отливку и слиток соответственно. [1] Основными легирующими элементами в системе AA являются следующие: [46]

  • Серия 1xx.x состоит минимум на 99% из алюминия.
  • Медь серии 2xx.x
  • Кремний серии 3xx.x с добавлением меди и / или магния
  • Кремний серии 4xx.x
  • Магний серии 5xx.x
  • 6xx.x неиспользованная серия
  • Цинк серии 7xx.x
  • Жесть серии 8xx.x
  • 9xx.x другие элементы
Минимальные требования к растяжению для литых алюминиевых сплавов [47]
Тип сплаваХарактерПредел прочности на разрыв (мин.) В тыс. Фунтов на квадратный дюйм (МПа)Предел текучести (мин.) В тыс. Фунтов на кв. Дюйм (МПа)Относительное удлинение в 2%
ANSIUNS
201,0A02010T760,0 (414)50,0 (345)3.0
204,0A02040Т445,0 (310)28,0 (193)6.0
242,0A02420О23,0 (159)N / AN / A
T6132,0 (221)20,0 (138)N / A
A242.0A12420T7529,0 (200)N / A1.0
295,0A02950Т429,0 (200)13,0 (90)6.0
T632,0 (221)20,0 (138)3.0
T6236,0 (248)28,0 (193)N / A
T729,0 (200)16,0 (110)3.0
319,0A03190F23,0 (159)13,0 (90)1.5
Т525,0 (172)N / AN / A
T631,0 (214)20,0 (138)1.5
328,0A03280F25,0 (172)14,0 (97)1.0
T634,0 (234)21,0 (145)1.0
355,0A03550T632,0 (221)20,0 (138)2.0
T5125,0 (172)18,0 (124)N / A
T7130,0 (207)22,0 (152)N / A
C355.0A33550T636,0 (248)25,0 (172)2,5
356,0A03560F19,0 (131)9,5 (66)2.0
T630,0 (207)20,0 (138)3.0
T731,0 (214)N / AN / A
T5123,0 (159)16,0 (110)N / A
T7125,0 (172)18,0 (124)3.0
A356.0A13560T634,0 (234)24,0 (165)3.5
T6135,0 (241)26,0 (179)1.0
443,0A04430F17,0 (117)7,0 (48)3.0
B443.0A24430F17,0 (117)6,0 (41)3.0
512,0A05120F17,0 (117)10,0 (69)N / A
514,0A05140F22,0 (152)9,0 (62)6.0
520,0A05200Т442,0 (290)22,0 (152)12.0
535,0A05350F35,0 (241)18,0 (124)9.0
705,0A07050Т530,0 (207)17,0 (117) †5.0
707,0A07070T737,0 (255)30,0 (207) †1.0
710,0A07100Т532,0 (221)20,0 (138)2.0
712,0A07120Т534,0 (234)25,0 (172) †4.0
713,0A07130Т532,0 (221)22,0 (152)3.0
771,0A07710Т542,0 (290)38,0 (262)1.5
T5132,0 (221)27,0 (186)3.0
T5236,0 (248)30,0 (207)1.5
T642,0 (290)35,0 (241)5.0
T7148,0 (331)45,0 (310)5.0
850,0A08500Т516,0 (110)N / A5.0
851,0A08510Т517,0 (117)N / A3.0
852,0A08520Т524,0 (165)18,0 (124)N / A
† Только по запросу клиента

Именованные сплавы [ править ]

  • A380 Обладает превосходным сочетанием литейных, механических и термических свойств, обладает отличной текучестью, герметичностью и устойчивостью к горячему растрескиванию. Используется в аэрокосмической промышленности
  • Альферий - алюминиево-железный сплав, разработанный Schneider , используемый для производства самолетов компанией Société pour la Construction d'Avions Métallique "Aviméta".
  • Алюминиевый лист Alclad, сформированный из поверхностных слоев алюминия высокой чистоты, соединенных с высокопрочным материалом сердечника из алюминиевого сплава [48]
  • Birmabright (алюминий, магний), продукт компании Birmetals, в основном эквивалентен 5251
  • Дуралюминий (медь, алюминий)
  • Индалиевый (алюминий, магний, марганец, кремний) продукт Hindustan Aluminium Corporation Ltd, изготовленный в прокатных листах 16га для посуды.
  • Lockalloy (Lockalloy - это сплав, состоящий из 62% бериллия и 38% алюминия. Он использовался в качестве конструкционного металла в аэрокосмической промышленности, разработанный в 1960-х годах компанией Lockheed Missiles and Space.
  • Запатентованный сплав Pandalloy Pratt & Whitney, предположительно обладающий высокой прочностью и превосходными высокотемпературными характеристиками.
  • Магналиум
  • Магнокс (магний, алюминий)
  • Силумин (алюминий, кремний)
  • Титанал (алюминий, цинк, магний, медь, цирконий) - продукт компании Austria Metall AG . Обычно используется в продуктах для высокопроизводительного спорта, особенно в сноубордах и лыжах.
  • Сплав Y , Hiduminium , RR сплавы : довоенные никель-алюминиевые сплавы , используемые в авиакосмической промышленности и поршнях двигателей, за их способность сохранять прочность при повышенных температурах. В настоящее время их заменяют сплавы железа с алюминием с более высокими характеристиками, такие как 8009, способные работать с низкой ползучестью до 300 ° C.

Приложения [ править ]

Аэрокосмические сплавы [ править ]

Алюминий-скандий [ править ]

Детали МиГ-29 изготовлены из сплава Al – Sc. [49]

Добавление скандия к алюминию создает наноразмерные выделения Al 3 Sc, которые ограничивают чрезмерный рост зерен, который происходит в зоне термического влияния сварных алюминиевых компонентов. Это имеет два положительных эффекта: осажденный Al 3 Sc образует более мелкие кристаллы, чем образуются в других алюминиевых сплавах [49], и ширина зон без выделений, которые обычно существуют на границах зерен упрочняемых при старении алюминиевых сплавов, уменьшается. [49] Скандий также является мощным измельчителем зерна в литых алюминиевых сплавах и атом за атомом, самым мощным упрочнителем алюминия, как в результате измельчения зерна, так и дисперсионного упрочнения.

Дополнительным преимуществом добавок скандия к алюминию является то, что наноразмерные выделения Al 3 Sc, которые придают сплаву его прочность, устойчивы к укрупнению при относительно высоких температурах (~ 350 ° C). Это отличается от типичных коммерческих сплавов 2ххх и 6ххх, которые быстро теряют свою прочность при температурах выше 250 ° C из-за быстрого укрупнения их упрочняющих выделений. [50]

Влияние выделений Al 3 Sc также увеличивает предел текучести сплава на 50–70 МПа (7,3–10,2 ksi).

В принципе, алюминиевые сплавы, усиленные добавками скандия, очень похожи на традиционные суперсплавы на основе никеля в том, что оба они усилены когерентными, устойчивыми к укрупнению выделениями с упорядоченной структурой L1 2 . Однако сплавы Al-Sc содержат гораздо меньшую объемную долю выделений, а расстояние между выделениями намного меньше, чем у их аналогов на основе никеля. Однако в обоих случаях устойчивые к укрупнению выделения позволяют сплавам сохранять свою прочность при высоких температурах. [51]

Повышенная рабочая температура сплавов Al-Sc имеет серьезные последствия для энергоэффективных применений, особенно в автомобильной промышленности. Эти сплавы могут заменить более плотные материалы, такие как сталь и титан , которые используются при температуре 250–350 ° C, например, в двигателях или рядом с ними. Замена этих материалов более легкими алюминиевыми сплавами приводит к снижению веса, что, в свою очередь, ведет к повышению эффективности использования топлива. [52]

Добавки эрбия и циркония , как было показано , чтобы увеличить сопротивление огрубление сплавов Al-Sc до ~ 400 ° C. Это достигается за счет формирования медленно диффундирующей богатой цирконием оболочки вокруг ядер скандия и богатых эрбием осадка, образуя упрочняющие выделения с составом Al 3 (Sc, Zr, Er). [53] Дополнительные улучшения сопротивления укрупнению позволят использовать эти сплавы при все более высоких температурах.

Титановые сплавы , которые прочнее, но тяжелее сплавов Al-Sc, по-прежнему используются гораздо шире. [54]

Основное применение металлического скандия по весу - это алюминиево-скандиевые сплавы для второстепенных компонентов аэрокосмической промышленности. Эти сплавы содержат от 0,1% до 0,5% (по весу) скандия. Они использовались в российских военных самолетах МиГ 21 и МиГ 29 . [49]

Некоторые элементы спортивного инвентаря, изготовленные из высококачественных материалов, изготовлены из скандий-алюминиевых сплавов, включая бейсбольные биты , [55] клюшки для лакросса , а также велосипедные [56] рамы и компоненты, а также палки для палаток.

Американский производитель оружия Smith & Wesson производит револьверы с рамой из сплава скандия и цилиндрами из титана. [57]

Возможное использование в качестве космических материалов [ править ]

Благодаря легкости и высокой прочности алюминиевые сплавы являются желаемыми материалами для использования в космических аппаратах, спутниках и других компонентах, которые будут использоваться в космосе. Однако это применение ограничено излучением энергичных частиц, испускаемых Солнцем . Удар и осаждение частиц солнечной энергии в микроструктуре обычных алюминиевых сплавов может вызвать растворение наиболее распространенных упрочняющих фаз, что приводит к размягчению. Недавно представленные кроссоверные алюминиевые сплавы [58] [59]проходят испытания в качестве заменителя серий 6xxx и 7xxx в средах, где облучение энергичными частицами является серьезной проблемой. Такие переходные алюминиевые сплавы могут быть упрочнены за счет выделения сложной химической фазы, известной как Т-фаза, радиационная стойкость которой, как было доказано, выше, чем у других упрочняющих фаз обычных сплавов алюминиевых сплавов. [60] [61]

Список аэрокосмических алюминиевых сплавов [ править ]

Следующие алюминиевые сплавы обычно используются в самолетах и ​​других аэрокосмических конструкциях: [62] [63]

  • 1420
  • 2004 ; 2014 ; 2017 ; 2020 ; 2024 ; 2080 ; 2090 ; 2091 ; 2095 ; 2219 ; 2224 ; 2324 ; 2519 ; 2524
  • 4047
  • 6013 ; 6061 ; 6063 ; 6113 ; 6951 ;
  • 7010 ; 7049 ; 7050 ; 7055 ; 7068 ; 7075 ; 7079 ; 7093 ; 7150 ; 7178 ; 7475 ;
  • 8009 ;

Обратите внимание, что термин авиационный алюминий или аэрокосмический алюминий обычно относится к 7075. [64] [65]

Алюминий 4047 - это уникальный сплав, который используется как в аэрокосмической, так и в автомобильной промышленности в качестве плакирующего сплава или присадочного материала. В качестве наполнителя полосы из алюминиевого сплава 4047 можно комбинировать для сложных применений для склеивания двух металлов. [66]

6951 - это термообрабатываемый сплав, обеспечивающий дополнительную прочность ребер при одновременном повышении сопротивления провисанию; это позволяет производителю уменьшить толщину листа и, следовательно, уменьшить вес формованного ребра. Эти отличительные особенности делают алюминиевый сплав 6951 одним из предпочтительных сплавов для теплопередачи и теплообменников, производимых для аэрокосмической промышленности. [67]

Алюминиевые сплавы 6063 поддаются термообработке, обладают умеренно высокой прочностью, отличной коррозионной стойкостью и хорошей экструдируемостью. Они регулярно используются в качестве архитектурных и конструктивных элементов. [68]

В настоящее время производится следующий список алюминиевых сплавов, [ цитата необходима ], но используется менее широко [ необходима цитата ] :

  • 2090 алюминий
  • 2124 алюминий
  • 2324 алюминий
  • 6013 алюминий
  • 7050 алюминий
  • 7055 алюминий
  • 7150 алюминий
  • 7475 алюминий

Морские сплавы [ править ]

Эти сплавы используются для судостроения и судостроения, а также для других береговых приложений, чувствительных к морской и соленой воде. [69]

  • 5052 алюминиевый сплав
  • 5059 алюминиевый сплав
  • 5083 алюминиевый сплав
  • 5086 алюминиевый сплав
  • 6061 алюминиевый сплав
  • 6063 алюминиевый сплав

4043, 5183, 6005A, 6082 также используются в морских сооружениях и оффшорных приложениях.

Велосплавы [ править ]

Эти сплавы используются для велосипедных рам и компонентов [ необходима цитата ]

  • 2014 алюминий
  • 6061 алюминий
  • 6063 алюминий
  • 7005 алюминий
  • 7075 алюминий
  • Скандий алюминий

Автомобильные сплавы [ править ]

Алюминий 6111 и алюминиевый сплав 2008 года широко используются для внешних автомобильных панелей кузова , а 5083 и 5754 используются для внутренних панелей кузова. Капоты изготовлены из сплавов 2036 , 6016 и 6111. В панелях кузова грузовиков и прицепов использовано 5456 единиц алюминия .

В автомобильных рамах часто используются алюминиевые формованные листы 5182 или 5754 , профили 6061 или 6063 .

Колеса были отлиты из алюминия A356.0 или формованного листа 5ххх.[70]

Блоки цилиндров и картеры часто отливают из алюминиевых сплавов. Самыми популярными алюминиевыми сплавами, используемыми для блоков цилиндров, являются A356, 319 и в меньшей степени 242.

Алюминиевые сплавы, содержащие церий , разрабатываются и используются в высокотемпературных автомобильных системах, таких как головки цилиндров и турбокомпрессоры , а также в других областях производства энергии. [71] Эти сплавы были первоначально разработаны как способ увеличить использование церия, который чрезмерно производится при добыче редкоземельных элементов для более желанных элементов, таких как неодим и диспрозий , [72] но привлекли внимание благодаря своей прочности при высоких температурах. температуры в течение длительного времени. [73] Он приобретает свою силу благодаря присутствию интерметаллида Al 11 Ce 3. фаза, которая устойчива до температуры 540 ° C и сохраняет свою прочность до 300 ° C, что делает ее весьма жизнеспособной при повышенных температурах. Алюминиево-цериевые сплавы обычно отливают из-за их превосходных литейных свойств, хотя также была проделана работа, чтобы показать, что методы аддитивного производства на основе лазера также могут использоваться для создания деталей с более сложной геометрией и более высокими механическими свойствами. [74] Недавние работы были в основном сосредоточены на добавлении легирующих элементов более высокого порядка в бинарную систему Al-Ce для улучшения ее механических характеристик при комнатной и повышенных температурах, таких как железо , никель , магний или медь., и ведется работа по дальнейшему пониманию взаимодействия легирующих элементов. [75]

Баллоны с воздухом и газом [ править ]

6061 алюминий и 6351 алюминий [76] широко используются в дыхании газовых баллонов для подводного плавания и SCBA сплавов.

См. Также [ править ]

  • 7072 алюминиевый сплав
  • 7116 алюминиевый сплав

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б И. Дж. Полмеар, Легкие сплавы , Арнольд, 1995 г.
  2. ^ Hombergsmeier, Элька (2007). «Магний для аэрокосмического применения» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 6 сентября 2015 года . Проверено 1 декабря 2012 года .
  3. ^ SAE список спецификаций алюминий , доступ8 октября 2006 г. Кроме того, SAE Aerospace Совет архивации 27 сентября 2006 в Wayback Machine , доступ8 октября 2006.
  4. ^ RE Сандерс, Технологические инновации в алюминиевых изделиях, The Journal of The Minerals , 53 (2): 21-25, 2001. Онлайн-изд. Архивировано 17 марта 2012 года в Wayback Machine.
  5. ^ «Листовой металл» . Архивировано из оригинального 15 июня 2009 года . Проверено 26 июля 2009 года .
  6. ^ Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003). Материалы и процессы в производстве (9-е изд.). Вайли. п. 133. ISBN. 0-471-65653-4.
  7. ^ «Понимание системы обозначения алюминиевого сплава» . Архивировано 29 июля 2016 года . Проверено 17 июля 2016 года .
  8. ^ «Сплавы серии 8ххх» . aluMATTER.org . Архивировано из оригинала на 5 мая 2014 года . Проверено 6 мая 2014 .
  9. Перейти ↑ Davis, JR (2001). «Алюминий и алюминиевые сплавы» (PDF) . Легирование: понимание основ . С. 351–416. doi : 10.1361 / autb2001p351 (неактивен 18 января 2021 г.). ISBN  0-87170-744-6. Архивировано 10 февраля 2017 года (PDF) .CS1 maint: DOI неактивен с января 2021 г. ( ссылка )
  10. ^ https://www.aircraftmaterials.com/data/aluminium/1200.html
  11. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w Грушко, Овсянников и Овчинноков, 2016 г.  (Глава 1. Краткая история создания алюминиево-литиевых сплавов)
  12. ^ Торопова, LS; Эскин, Д.Г.; Характерова М.Л .; Добаткина, Т.В. (1998). Современные алюминиевые сплавы, содержащие структуру и свойства скандия . Амстердам: издательство Gordon and Breach Science. ISBN 90-5699-089-6. Таблица 49
  13. ^ a b ПЛАСТИНА ИЗ СПЛАВА 2324-T39
  14. ^ Алюминиевый сплав Alclad 2029-T8
  15. ^ "Экструзии алюминиевого сплава 2055-Т84" (PDF) . Поковки и профили Arconic. Архивировано 26 октября 2017 года (PDF) . Проверено 25 октября 2017 года .
  16. ^ Влияние элементов Mg и Zn на механические свойства и осаждения в сплаве 2099 г. Архивировано 6 апреля 2017 г. на Wayback Machine
  17. ^ Осаждение фазы T1 и θ0 в Al-4Cu-1Li-0,25Mn во время старения: исследование микроструктуры и моделирование фазового поля. Архивировано 4 апреля 2017 года на Wayback Machine.
  18. ^ 2195 Спецификация алюминиевого состава
  19. ↑ Сверхлегкий внешний бак. Архивировано 23 ноября 2013 г. на Wayback Machine , НАСА, получено 12 декабря 2013 г.
  20. ^ "Сокол 9" . SpaceX. 2013. Архивировано из оригинального 10 февраля 2007 года . Проверено 6 декабря 2013 года .
  21. ^ Бьельде, Брайан; Макс Возофф; Гвинн Шотвелл (август 2007 г.). «Ракета-носитель Falcon 1: демонстрационные полеты, статус, манифест и путь обновления» . 21-я ежегодная конференция AIAA / USU по малым спутникам (SSC07 - III - 6). Архивировано 15 декабря 2013 года . Проверено 6 декабря 2013 года .
  22. ^ 2218 Алюминиевая кованая заготовка для головки цилиндра двигателя самолета
  23. ^ Алюминиевый сплав 2524-T3
  24. ^ Кауфман, Джон Гилберт (2000). «Приложения для алюминиевых сплавов и сплавов» . Знакомство с алюминиевыми сплавами и сплавами . ASM International. С. 93–94. ISBN 978-0-87170-689-8.
  25. ^ 3102 (AlMn0.2, A93102) Алюминий. Архивировано 31 марта 2017 г. на Wayback Machine.
  26. ^ "Зачем работать с алюминием 4047?" . Lynch Metals, Inc . 23 января 2019 . Проверено 25 июня 2019 .
  27. ^ Могучева А, Бабич Е, Овсянников В, Кайбышев R (январь 2013 г. ). «Развитие микроструктуры в алюминиевом сплаве 5024, обработанном методом РКУП с противодавлением и без него». Материалы Наука и техника: A . 560 : 178–192. DOI : 10.1016 / j.msea.2012.09.054 .
  28. ^ "POP® Micro Rivets" . Специальное крепление STANLEY®.
  29. ^ Справочник ASM, Том 5: Проектирование поверхностей CM Cotell, JA Sprague и FA Smidt, Jr., редакторы, стр. 490 DOI: 10.1361 / asmhba0001281
  30. ^ Технические сплавы Уолдмана, 9-е изд. (# 06821G) ДАННЫЕ СПЛАВА / 17
  31. ^ СПЛАВ 6013 ЛИСТ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ С ПОВЫШЕННОЙ ФОРМУМОСТЬЮ
  32. ^ Новый изящный смартфон Samsung с усиленным корпусом из алюминия Alcoa для аэрокосмической промышленности
  33. ^ ЛИСТ СПЛАВА 6022 Повышенная прочность с улучшенной формуемостью
  34. ^ Placzankis, Brian E. (сентябрь 2009). Общие сравнения коррозионной стойкости средне- и высокопрочных алюминиевых сплавов для систем DOD с использованием лабораторных методов ускоренной коррозии (отчет). Исследовательская лаборатория армии США. DTIC ADA516812; ARL-TR-4937 . Проверено 11 августа 2018 года .
  35. ^ Sahamit машины 7022
  36. ^ Таблица сплавов RSP
  37. ^ 7055 СПЛАВ-T7751 ПЛИТА И-T77511 ЭКСТРУЗИИ
  38. ^ Алюминиевый сплав 7065
  39. ^ Алюминиевый сплав 7085 Высокопрочный, высокопрочный, устойчивый к коррозии толстый лист
  40. ^ Алюминиевый сплав 7255-T7751 Очень высокопрочная, усталостная пластина
  41. ^ Ю. Barbaux, Г. Понс, «Новые быстро затвердевшие алюминиевые сплавы для повышенных температур приложений на аэрокосмических конструкциях», журнал де Телосложение И.В. Коллоквиум, 1993, 03 (С7), pp.C7-191-C7-196
  42. ^ Росс Росс, "Справочник спецификаций металлических материалов", стр.1B-11
  43. ^ Алюминиевый сплав 8030 (UNS A98030)
  44. ^ a b «Алюминиевый сплав 8176 (UNS A98176)» . Материалы AZO . 20 мая 2013 . Проверено 22 июня 2018 .
  45. ^ a b Справочник по металлам ASM Vol. 2, Свойства и выбор цветных сплавов и материалов специального назначения , ASM International (стр. 222)
  46. ^ Гилберт Кауфман, J (2000). «2». Введение в алюминиевые сплавы и температуры . ASM International. п. 14. ISBN 9781615030668.
  47. ^ ASTM B 26 / B 26M - 05
  48. ^ Паркер, Дана Т. Победа в строительстве: производство самолетов в районе Лос-Анджелеса во время Второй мировой войны, стр. 39, 118, Cypress, CA, 2013. ISBN 978-0-9897906-0-4 . 
  49. ^ а б в г Ахмад, Заки (2003). «Свойства и применение алюминия, армированного скандием». JOM . 55 (2): 35. Bibcode : 2003JOM .... 55b..35A . DOI : 10.1007 / s11837-003-0224-6 . S2CID 8956425 . 
  50. ^ Маркиз, Эммануэль (2002). «Осадительное упрочнение при температуре окружающей среды и повышенных температурах термообрабатываемых сплавов Al (Sc)». Acta Materialia . 50 (16): 4021. Bibcode : 2002AcMat..50.4021S . DOI : 10.1016 / S1359-6454 (02) 00201-X .
  51. ^ Vo, Ноны (2016). «Роль кремния в кинетике осаждения разбавленных сплавов Al-Sc-Er-Zr». Материалы Наука и техника: A . 677 (20): 485. DOI : 10.1016 / j.msea.2016.09.065 .
  52. ^ «Жаропрочные суперсплавы» . NanoAl. 2016. Архивировано из оригинального 12 ноября 2016 года . Проверено 11 ноября +2016 .
  53. ^ Vo, Ноны (2014). «Повышение сопротивления старению и ползучести в разбавленном сплаве Al-Sc путем микролегирования Si, Zr и Er». Acta Materialia . 63 (15): 73. Bibcode : 2014AcMat..63 ... 73V . DOI : 10.1016 / j.actamat.2013.10.008 .
  54. ^ Шварц, Джеймс А .; Контеску, Кристиан I .; Путьера, Кароль (2004). Энциклопедия нанонауки и нанотехнологий Деккера . 3 . CRC Press. п. 2274. ISBN 0-8247-5049-7. Архивировано 28 января 2017 года.
  55. ^ Bjerklie, Steve (2006). «Бездомный бизнес: анодированные металлические биты произвели революцию в бейсболе. Но теряют ли финишеры золотую середину?». Металлическая отделка . 104 (4): 61. DOI : 10.1016 / S0026-0576 (06) 80099-1 .
  56. ^ "Easton Technology Report: Материалы / Скандий" (PDF) . EastonBike.com. Архивировано 23 ноября 2008 года (PDF) . Проверено 3 апреля 2009 года .
  57. ^ "Маленькая рамка (J) - револьвер модели 340PD" . Смит и Вессон. Архивировано из оригинального 30 октября 2007 года . Проверено 20 октября 2008 года .
  58. ^ Стемпер, Лукас; Мелодии, Матеус А .; Оберхаузер, Пол; Угговицер, Питер Дж .; Погатчер, Стефан (15 августа 2020 г.). «Реакция на старение сплавов AlMgZn с добавками Cu и Ag» . Acta Materialia . 195 : 541–554. Bibcode : 2020AcMat.195..541S . DOI : 10.1016 / j.actamat.2020.05.066 . ISSN 1359-6454 . 
  59. ^ Стемпер, Лукас; Мелодии, Матеус А .; Думитрашкевиц, Филипп; Мендес-Мартин, Франциска; Тосоне, Рамона; Маршан, Даниэль; Куртин, Уильям А .; Угговицер, Питер Дж .; Погатчер, Стефан (2020). «Гигантская реакция упрочнения в сплавах AlMgZn (Cu)» . Электронный журнал ССРН . DOI : 10.2139 / ssrn.3683513 . ISSN 1556-5068 . 
  60. ^ Мелодии, Matheus A .; Стемпер, Лукас; Гривз, Грэм; Угговицер, Питер Дж .; Погатчер, Стефан (ноябрь 2020 г.). «Космические материалы из металлических сплавов: прототип легкого сплава для сред со звездным излучением (Adv. Sci. 22/2020)» . Передовая наука . 7 (22): 2070126. DOI : 10.1002 / advs.202070126 . ISSN 2198-3844 . PMC 7675044 .  
  61. ^ Мелодии, Matheus A .; Стемпер, Лукас; Гривз, Грэм; Угговицер, Питер Дж .; Погатчер, Стефан (2020). «Прототипная конструкция легкого сплава для сред со звездным излучением» . Передовая наука . 7 (22): 2002397. DOI : 10.1002 / advs.202002397 . ISSN 2198-3844 . PMC 7675061 . PMID 33240778 .   
  62. ^ Основы полета , Шевелл, Ричард С., 1989, Englewood Cliffs, Prentice Hall, ISBN 0-13-339060-8 , Ch 18, pp 373–386. 
  63. ^ Уинстон О. Собойджо, Т. С. Сриватсан, "Современные конструкционные материалы: свойства, оптимизация конструкции и применения", стр. 245 Таблица 9.4. - Номинальный состав алюминиевых аэрокосмических сплавов
  64. ^ «Алюминий в самолетах» . Архивировано 21 апреля 2009 года . Проверено 21 апреля 2009 года .
  65. ^ Вагнер, PennyJo (зима 1995). «Авиационный алюминий» . Архивировано 5 апреля 2009 года . Проверено 21 апреля 2009 года .
  66. ^ "Алюминиевый сплав 4047" . Lynch Metals, Inc . Архивировано 27 февраля 2017 года . Проверено 24 июля 2017 года .
  67. ^ "Алюминиевый сплав 6951" . Lynch Metals, Inc . Архивировано 27 февраля 2017 года . Проверено 24 июля 2017 года .
  68. ^ Картикеян, Л .; Сентил Кумар, VS (2011). «Взаимосвязь технологических параметров и механических свойств обработанного трением с перемешиванием алюминиевого сплава АА6063-Т6». Материалы и дизайн . 32 (5): 3085–3091. DOI : 10.1016 / j.matdes.2010.12.049 .
  69. ^ Судостроение с алюминием , Стивен Ф. Поллард, 1993, International Marine, ISBN 0-07-050426-1 
  70. ^ Кауфман, Джон (2000). Введение в алюминиевые сплавы и сплавы (PDF) . ASM International. С. 116–117. ISBN  0-87170-689-X. Архивировано 15 декабря 2011 года (PDF) . Проверено 9 ноября 2011 года .
  71. ^ https://www.energy.gov/eere/success-stories/articles/eere-success-story-taking-aluminium-alloys-new-heights
  72. ^ «Основанный на церии, интерметаллидно-усиленный алюминиевый литейный сплав: разработка большого количества побочных продуктов». Sims Z, Weiss D, McCall S. et al. JOM, (2016), 1940-1947, 68 (7).
  73. ^ «Высокоэффективные алюминиево-цериевые сплавы для высокотемпературных применений». Sims Z, Rios O, Weiss D et al. Материалы Horizons, (2017), 1070-1078, 4 (6).
  74. ^ «Оценка сплава Al-Ce для лазерного аддитивного производства». Плотковски А., Риос О., Шридхаран Н. и др. Acta Materialia, (2017), 507-519, 126.
  75. ^ «Церий в алюминиевых сплавах». Фрэнк Червински, J Mater Sci (2020) 55: 24-72
  76. ^ "Краткий обзор алюминиевых цилиндров из сплава 6351" . Профессиональные инспекторы подводного плавания . 1 июля 2011. Архивировано 10 декабря 2013 года . Проверено 18 июня 2014 года .

Библиография [ править ]

  • Грушко, Ольга; Овсянников, Борис; Овчинноков, Виктор (2016). Эскин, Д.Г. (ред.). Алюминиево-литиевые сплавы: технологическая металлургия, физическое металловедение и сварка . Успехи в металлических сплавах. 8 . CRC Press / Taylor & Francis Group. DOI : 10.1201 / 9781315369525 . ISBN 9781498737173. OCLC  943678703 . Выложите резюме .

Внешние ссылки [ править ]

  • Алюминиевые сплавы для литья под давлением в соответствии с японскими стандартами, национальными стандартами Китая, стандартами США и стандартами Германии.
  • Алюминиевые сплавы для кокильного литья и литья под низким давлением в соответствии с промышленными стандартами Японии, Китая, Америки и Германии.
  • Алюминиевые сплавы для экструзии по немецким стандартам
  • Стандарты химического состава алюминиевой ассоциации для кованого алюминия
  • Компьютерная справочная база данных "EAA Alumatter", содержащая техническую информацию о наиболее широко используемых алюминиевых сплавах, их механических, физических и химических свойствах.
  • «Приложения для алюминиевых сплавов и сплавов.
  • Влияние термической обработки на механические свойства алюминиевого сплава.
  • Алюминий: физические свойства, характеристики и сплавы