Алюминий (Аl) – один из важнейших промышленных металлов, применяется в чистом виде и является основой многих легких сплавов.

Технический алюминий имеет невысокую прочность, но хорошую пластичность. Решетка Аl – ГЦК, температура плавления 662 ^оС.

Ввиду низкой прочности применение аллюминия как конструкционного материала ограничено. Алюминий имеет высокую теплопроводность, электропроводность, хорошую коррозионную стойкость. Электропроводность чистого алюминия составляет 60 % электропроводности меди, что обеспечивает алюминию при его малой плотности (2,73 г/см³) широкое применение в электротехнике в качестве проводников. Электропроводность и теплопроводность понижается с уменьшением чистоты.

Алюминий имеет большую химическую стойкость на воздухе и в некоторых других средах (за счет тонкой плотной защитной окисной пленки на поверхности).

Коррозионная стойкость алюминия обеспечивает его применение в химическом аппаратостроении, в быту и других областях. Ввиду низкой прочности технический алюминий применяют для ненагруженных деталей и элементов конструкций: рам, дверей, трубопроводов, фольги, цистерн для перевозки нефти и нефтепродуктов, посуды, теплообменников в промышленных и бытовых холодильниках, конденсаторов, проводов воздушных линий электропередач, кабелей, обмоток и др.

По ГОСТ 11069 – 74В зависимости от степени чистоты первичный алюминий делится на три класса и маркируется следующим образом:

· особой чистоты А999 (99,999 % А1);

· высокой чистоты А995, А99, А97, А95 (99, 995 99, 95 % А1);

· технической чистоты А85, А8, А7, А7Е, А6, А5, А5Е, А0 (99,85…99,0 % А1). В качестве постоянных примесей в алюминии присутствуют железо, кремний медь марганец, цинк и титан.

В качестве основных легирующих элементов в алюминиевых сплавах применяют медь, магний, кремний, марганец, цинк, реже никель, бериллий и др.

Алюминиевые сплавы классифицируют по:

· технологии изготовления;

· способности к термической обработке;

· свойствам.

По технологии изготовления все сплавы алюминия можно разделить на три группы: деформируемые, литейные (рис. 8.3) и спеченные (получаемые методом порошковой металлургии).

По способности к термической обработке деформируемые алюминиевые сплавы делятся на сплавы неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой.

К деформируемым алюминиевым сплавам неупрочняемым термической обработкой относятся сплавы алюминия с низким содержанием марганца (Мц) и магния (Мг). ГОСТ 4784 – 74* определяет следующие марки этих сплавов: АМц, АМцС, АМг1, АМг2, АМгЗС, АМгЗ, АМг4, АМг4,5, АМг5, АМг6 (рис. 8.4). Цифры, следующие за буквами, соответствуют примерному содержанию магния в этих сплавах. В сплавах АМц, АМцС марганца содержится до 1,6 %. Используются в отожженом (мягком), нагартованном и полунагартованном состояниях, что дополнительно отмечают в обозначении марки буквами М, Н или П соответственно (АМгЗМ, АМгЗН, АМгЗП).

Все остальные алюминиевые сплавы относятся к упрочняемым термической обработкой.

Сплавы нормальной прочности на основе системы А1-Сu-Мg называются дуралюминами и обозначаются буквой Д. ГОСТ 4784 – 74* определяет марки дуралюмина: Д1, Д16, Д18, Д19, ВД17 (рис. 8.5). Цифры означают условный порядковый номер сплава.

Высокопрочные алюминиевые сплавы системы А1-Zn-Мg-Сu обозначаются буквой В. ГОСТ 4784 – 74* определяет марки В93, В94, В95, В96, В96Ц1. Цифры означают условный порядковый номер сплава. В марке сплава В96Ц1 присутствует цирконий (Ц1) от 0,1 до 0,15 %.

Эффективного повышения конструктивной прочности высокопрочных сплавов можно добиться снижением содержания примесей с 0,5 – 0,7 % (ГОСТ 4784 – 74) до 0,1 – 0,3 % (чистый сплав) иногда до сотых долей процента (сплав повышенной чистоты). Тогда в марке сплава добавляются буквы «ч» или «пч».

Например: Д16ч, В95пч.

Алюминиевые сплавы повышенной пластичности и коррозионной стойкости обозначаются буквами АД – алюминий деформированный. ГОСТ 4784 – 74* определяет марки АД31, АДЗЗ, АД35, АВ (сплав авиаль). Цифры указывают чистоту алюминия.

Литейные алюминиевые сплавы маркируются буквенно-цифровым кодом – АЛ2, АЛ1, АЛ14-В, АЛЗО и т.д. (ГОСТ 2685 – 75).

Буквы означают алюминиевый литейный сплав, цифры – условный порядковый номер.

Наилучшими литейными свойствами и малым удельным весом обладают сплавы системы А1-Si, называемые силуминами (АЛ2, АЛ4, АЛ4В, АЛ9, АЛ9В, ВАЛ5). Буква В в конце марки указывает, что отливки изготавливаются в чушках; буква В в начале марки указывает, что сплав высокопрочный.

Буква А в марках означает алюминиевый сплав, остальные буквы и цифры – название легирующего компонента и его содержание. В конце марки иногда указывается степень чистоты сплава: ч – чистый, пч – повышенной чистоты, оч – особой чистоты.

Пример расшифровки сплава АК12М2МгН – алюминий литейный, содержащий кремния 11 – 13 % (К12), меди 1,5 – 3 % (М2), магния 0,8 – 1,3 % (Мг), никеля 0,8 – 1,3 % (Н), остальное – алюминий.

Маркировка алюминиевых сплавов не отличается системой и единообразием. Поэтому в настоящее время вводится единая четырехцифровая маркировка алюминиевых сплавов. Первая цифра обозначает основу всех сплавов (алюминию присвоена цифра 1); вторая – главный легирующий элемент или группу главных легирующих элементов; третья цифра или третья со второй – соответствует старой маркировке; четвертая цифра – нечетная (включая 0) указывает, что сплав деформируемый, четная – что сплав литейный.

Например, сплав Д1 обозначают: 1110, Д16-1160, АК4-1140, АМг5-1550, АК6-1360 и т.д. Некоторые новые сплавы имеют только цифровую маркировку – 1915, 1925 и др.