Дюраль температура плавления: Страница не найдена — Портал о ломе, отходах и экологии

Содержание

Дюралюминий сплав — состав, свойства, виды дюралюминия


Химический состав

Появление дюралюминия связывают с немецкой компанией, которая расположена в городе Дюрен. Специалисты этой компании занимались разработкой нового сплава, и ошибочно провели смешивание ранее не используемых компонентов. После проведения предварительных тестов они были удивлены тем, какого смогли добиться результата, но изначально посчитали их ошибочными. Спустя некоторое время они повторили свой эксперимент и добились еще более высоких результатов.

Алюминий и дюралюмин, в первую очередь, отличаются друг от друга химическим составом. Дюралюминий обладает следующим составом:

  1. 4-5% меди;
  2. 93% алюминия;
  3. 2-3% других легирующих элементов, которые добавляются для придания сплаву особых качеств.

Состав различных марок дюрали

Долгое время дюралюмин изготавливался при обычных условиях, что определяло некачественное соединение элементов. Начавшаяся война сделала данный металл стратегически важным, что привело к поиску более эффективных методов соединения всех компонентов. Результатом данных исследований стали следующие технологические особенности процесса:

  1. Нагрев проводится при температуре до 500 градусов Цельсия.
  2. На разогрев уходит около 3-х часов.
  3. Проводится быстрое охлаждение водой или селитрой для повышения прочности.

Состав дюралюминия может существенно меняться — все зависит от особенностей применяемой технологии производства.

Наиболее распространенная марка Д16 имеет следующий химический состав:

  1. Основная часть дюралюминия во всех случая представлена алюминием, на который приходится 90-94% от общей массы.
  2. В состав добавляется достаточно большое количество меди (3,8-4,9%).
  3. Обязательным условием можно назвать добавление в равных частях кремния и железа, примерно по 0,5%.
  4. В состав входит цинк (не более 2,5%).
  5. Добавляется фиксированное значение магния — 1,8%.

Остальные компоненты представлены хромом, марганцем, титаном, которые берутся примерно по 1%.

Получаемый дюралюминий при подобном химическом составе обладает достаточно высоким показателем мягкости. Именно поэтому Д16 зачастую применяется в качестве полуфабрикатов при производстве штамповок.

Не только состав сплава дюрали оказывает влияние на основные технологические свойства. Вместе со специфической подборкой компонентов применяются технология искусственного старения, которая заключается в закалке.Для повышения прочности и твердости поверхности сплав подвергается термической обработке с охлаждением.



Немного истории

Дюралюминий разработан немецким ученым Вильмом в 1903-ем. Металлург попросту смешал алюминий, медь, кремний. С этого момента до начала серийного производства прошло всего 6 лет. В 1911 году дюралюминий стали применять строительства воздушных судов, в частности, дирижаблей и тяжелых бомбардировщиках. Малый вес конструкций при сопоставимой с прочностью стали позволил уменьшить массу летательных аппаратов в 2 — 3 раза. Это привело к резкому развитию авиационной промышленности.

Основные свойства этих сплавов

В базовый состав сплава входят следующие вещества:

  • медь — до 0,5%;
  • марганец до 0,5%;
  • магний до 1,2%;
  • кремний и многие другие.

Изменяя пропорции используемых веществ можно изменять и свойства дюралюминия.

Прочность дюралюминия достигает — до 500 МПа под действием временных нагрузок и 250 — 300 при стандартных нагружениях, (прочность чистого алюминия — 70-80 МПа). Этот параметр сделал дюрали материалом, используемым во многих областях промышленности в том числе и высокотехнологичных. Сплав алюминия с некоторыми элементами, в определенных пропорциях, изменяет полученного сплава.

Благодаря компонентам, применяемым в производстве дюралюминия он приобретает ниже приведенные свойства:

  • прочность, которая сопоставима с определёнными марками стали;
  • высокая стойкость к температурному воздействия. материал начинает плавиться при температуре 650 ºC.
  • повышенная электропроводность. это происходит из-за наличия меди.
  • дюраль хорошо переносит прокат как по горячей, так и по холодной технологии.

Высокие технологические свойства дюралюминия, привели к высокому спросу на него. В мире производят порядка 60 000 тысяч тонн, из которого почти половину (свыше 30 000 тысяч тонн) изготавливают на территории КНР. Россия занимает второе место об объёмам производства, металлургические заводы получают 3 580 тыс. тонн.

Особенности производства

Производства дюраля, как и большинства сплавов, сопряжено с рядом сложностей. Получение дюраля происходит последовательно. На первом этапе получают технический алюминий и только потом в него начинают вносить добавки, формирующие его свойства. На втором этапе, получений первичный дюраль проходит через термический отжиг, производимый при 500 ºC. Такой режим обработки обеспечивает гибкость и мягкость металла. Для повышения прочности дюраль проходит через операцию старения.

Отечественная и иностранная промышленность освоила выпуск следующих видов проката:

  • листы и полосы разного типоразмера ГОСТ 21631-76;
  • прутки круглые и многогранные по ГОСТ 21488-97;
  • трубы разного диаметра и разной толщиной стенок ГОСТ 18475-82 и ГОСТ 18482-79;
  • профили различной формы сечения.

Технологические свойства дюрали

В зависимости от химического состава и применяемого метода изготовления технологические свойства дюрали могут существенно отличаться. ГОСТа именно для этого металла пока нет.

Сразу после появления дюралюминия его назвали самым подходящим материалом для строительства дирижаблей и самолетов.

Среди технологических свойств следует отметить нижеприведенные моменты:

  1. Низкая стоимость, которая обуславливается простой технологией производства. Тот момент, что компоненты не нужно разогревать до экстремально высоких температур определяет существенное удешевление материала. Также на стоимости благоприятно отражается возможность проведения производства в обычной среде.
  2. Небольшой вес. Рассматривая химический состав можно отметить, что большая часть состава представлена алюминием. Этот металл известен своей легкостью.
  3. Высокие показатели температуры плавления позволили использовать сплав дюраль при производстве различных элементов самолетов и другой техники. Температура плавления дюралюминия около 650 градусов Цельсия. При этом обычный алюминий плавится уже при более низких температурах, что приводит к изменению основных технологических качеств и деформации изделий.
  4. Плотность дюралюминия составляет 2,5 грамма на кубический сантиметр (у стали на каждый кубический сантиметр приходится 8 грамм). Именно этот показатель определяет существенно снижение веса изготавливаемых деталей. Данный показатель может варьироваться в относительно небольшом диапазоне, достигать значения 2,8 грамм на кубический сантиметр.
  5. Статическая прочность дюралюминия достаточно высока, что определяет устойчивость к разовой нагрузке. Именно поэтому сплав применяется при изготовлении различных ответственных деталей. Проведенные исследования указывают на то, что разрушить подобный материал довольно сложно.

Однако есть и один недостаток – относительно невысокая устойчивость к воздействию повышенной влажности. Разрушение сплава блокируют путем нанесения защитного покрытия, что несколько повышает стоимость сплава.

Детали из дюрали

Дюралюминий Д16 получил достаточно широкое распространение. Отличные эксплуатационные качества он демонстрирует при температуре не выше 250 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что уже при температуре 80 градусов Цельсия появляются признаки образования межкристаллической коррозии.

В последнее время в чистом виде дюралюминий практически не применяется. Это связано не только с высокой вероятностью появления коррозии, но и другими недостатками алюминиевого сплава. Для повышения эксплуатационных качеств сегодня выполняют следующее улучшение:

  1. Закалку в естественных условиях. При маркировке указывается буква «Т».
  2. Выполняют процедуру искусственного старения, что также отражается на маркировке «Т1».
  3. Анодирование и покрытие поверхности специальными лаками (в маркировке указывают букву «А»).

Снижение коррозионной стойкости происходит не только по причине повышения температуры, но и механического воздействия. Именно поэтому уделяется внимание дополнительным процедурам увеличения эксплуатационных качеств.

Более высокими эксплуатационными качествами обладает сплав под названием ВД95. Кроме этого, данная разновидность сплава проходит процедуру старения, за счет чего существенно повышается потенциал этой разновидности дюралюминия.

Дюралюминий: особенности

Само наименование сплава пошло от торговой марки Dural, под которой был начат его выпуск. В русский язык оно пришло в начале двадцатого века и обозначает целую группу сплавов с алюминием в основе. Могут встречаться различные формы, например «дуралюминий» и «дюраль».

Области применения дюралюминия

Формула успеха дюралюминия была проста. Лёгкий вес и прочность нового продукта способствовали его быстрому распространению. Первым большим его применением стали конструкции каркаса дирижабля. Показал он себя отлично, и со временем ему находили место во всё больших отраслях машиностроения.

Авиастроители по достоинству оценили дюраль, и она быстро стала основой самолётостроения, а также в будущем основным конструкционным материалом в производстве космической техники.

Её применяют в производстве поездов. Дюралюминий в наши дни можно встретить даже на кухне в виде многочисленных бытовых предметов. А также активно используется дюралюминиевая фольга, в которой продают кондитерские изделия.

Активно используется сплав и в строительстве. Различные трубы, листы являются частями конструкций зданий.

Используется дюраль и в автомобилестроении, помогая инженерам уменьшить вес машины, улучшая технические показатели автомобиля. Благодаря устойчивости к высоким температурам, её можно использовать и для внутренних механизмов двигателя.

Дюралюминий лучше переносит вибрацию, чем сталь, что позволило применять его в буровых работах.

Можно заметить, что не все сплавы дюралюминия пригодны для сварки. Например, при строительстве самолётов для создания конструкций из деталей дюралюминия используются заклёпки. Они могут делаться из того же сплава дюралюминия, только пригодного для сварочных работ.

Дюраль: состав сплава

С течением времени состав сплава дюрали совершенствовался, появилось множество новых видов, их различия как в составе примесей, так и способе последующей обработки.

  • Al+Cu+Mg. Этот тип называется дюралюмином. В зависимости от концентрации меди и марганца в сплавах меняются и его общие свойства и характеристики. Данный вид не имеет дополнительной защиты от коррозии, потому для его эксплуатации необходимо дополнительное покрытие для защиты от влаги.
  • Al+Mg+Si. Такой тип называется «авиаль». Добавление к алюминию частей магния и кремния повысило коррозионную стойкость сплава. Для получения своих свойств сплав проходит термообработку при температуре около пятисот градусов по Цельсию и охлаждается в воде с температурой двадцать градусов с естественным старением около суток. Такая обработка позволяет эксплуатировать сплав в условиях повышенной влажности и под напряжением.
  • Al+Mg, Al+Mn. Этот сплав имеет название «магналии». При его производстве не используется термическая обработка. Основными его плюсами является повышенная устойчивость к коррозии и хорошая пригодность к сварочным и паяльным работам.

Температура плавления и плотность

Дюраль относится к алюминиевым сплавам группы AlCuMg материал с номерами от 2000 до 2999 по ISO и в основном используется для холодной закалки. Он не очень устойчив к коррозии, только частично анодируется и сваривается. Плотность дюралюминия находится в пределах 2500.0—2800.0 кг/м3, а температура при которой он плавится 655.0 C.

Как правило, характеристики дюралюминия — мягкий, пластичный и пригодный для обработки, когда он находится в нормальном состоянии. Его можно легко свернуть, сложить или подделать. Он также может быть вылит в различных формах и кузницах. Сегодня сплавы AlCuMg — реализуются с общим названием дюралюмины по ГОСТу: Д1, В65, Д16, В17, Д18, Д19, 1201, ВАД1, АК4 1 и другие.

Отрицательные моменты

Дюралюминий неустойчив к коррозии, после сваривания эта его особенность проявляется еще сильнее. Сам процесс сваривания требует высокой точности и внимания, малейшая ошибка может существенно повлиять на результат. Из-за высокой текучести сплава сложно сформировать качественный шов. При работах с дюралюминием обязательно использование защитных материалов.

Это может быть флюс – специальное вещество, наносимое на свариваемый участок с целью его защиты от воздействия окружающей среды. Также с этой функцией хорошо справляются инертные газы, например аргон. Защита сварочной зоны заметно повышает скорость и качество сварки.

Однако эти методы заметно повышают стоимость выполнения, что также является минусом. Для сварки дюралюминия необходимо наличие большого опыта и навыков, если вы ими не обладаете – экспериментировать не стоит.

Общие сведения

Дюраль — это сплав, торговое название, данное самому раннему варианту упрочняемого алюминия. Он, состоит из 90% алюминия, 4% меди, 1% магния и от 0,5% до 1% марганца. Поскольку он очень твердый его используются в местах, где требуются особенные защитные свойства, например, в броне транспортного средства, в оборонной промышленности. Дюраль — имеет предел текучести 450 МПа, и есть некоторые другие вариации, которые зависят от состава, типа и характера сплава. Он становится прочным, после термической обработке и может быть отпущен, заклепан, приварен или подвержен другому типу обработки. Он устойчивым против коррозии, может нести тяжелые нагрузки, при этом является пластичным.

Это ковкий металл, который легко поддается формовке, очень хороший проводник тепла и электричества. Когда медь добавляется в сплав, ее прочность увеличивается, но в то же время она также становится более подверженной коррозии. Для листовых изделий из дюралюминия металлургическое соединение высокочистого металлического слоя повышает коррозионную стойкость. Эти листы обычно используются в авиационной промышленности.

Технология производства и применение дюраля

Дюраль можно легко выковать, отлить и обработать в связи с его низкой температурой плавления. Он отжигается при температуре от 350 до 380 C, с последующим охлаждением воздухом. После этого сплав становится пластичным и может быть легко обработан и сформирован в желаемых формах. Затем сплав подвергают термической обработке при температуре от 490 до 510 C для улучшения его свойств растяжения. После этого дюраль гасится и затвердевает.

Дюраль имеет следующие области применения:

  1. Для изготовления проволоки, прутка и стержней, в местах, где требуется хорошая прочность и обрабатываемость.
  2. В тяжелых поковках, колесах, плитах, авиационной арматуре, резервуаре космического усилителя и в компонентах подвески, то есть в местах, где требуется высокая прочность, в рабочих зонах при повышенных температурах.
  3. Для изготовления конструкций самолетов, колес грузовых автомобилей, изделий винтовых станков, заклепок и других конструкционных изделий.
  4. В качестве листов для панелей кузова.
  5. В поковках, в поршнях авиационного двигателя, рабочих колесах реактивных двигателей и кольцах компрессора.
  6. Для изготовления штамповок и листовой продукции.


Дюраль используется для производства самолетов
Метод, который используется для превращения дюралюминия в слитки:

  1. Сплав подвергается высокому давлению, прежде чем превратится в слитки.
  2. Процесс включает в себя прокатку, прессование и другие обязательные этапы.
  3. Затем он преобразуется в пластины, листы, трубы и провода и гасится в воде в течение примерно четырех дней, этот процесс называется естественным старением.
  4. Иногда он подвергается искусственному старению при температуре около 190 Свтечение нескольких часов.

Основные виды сплавов

Существует несколько видов сплавов, отличающихся своими характеристиками.

1. Алюминий + марганец или магний. Такой сплав называют «магналии». Материал отличает высокая стойкость к коррозии, хорошая сварка и пайка. Между тем — материал плохо поддаётся обработке на металлорежущем оборудовании. Кроме того при работе со сплавом магнолии никогда не используют промежуточную закалку.

Магнолии применяют для бензопроводных систем, радиаторов для автомобилей, ёмкостей различного назначения.

2. Сплав, состоящий из алюминия, магния и кремния, получил название — «авиаль». Сплав обладает такими свойствами как:

  • Высокая стойкость к воздействию коррозии;
  • Высокая прочность сварных и паянных швов.

Для получения данных технологических свойств авиаль проходит термообработку. Ее проводят при температуре, почти в 520 ºC. Последующее резкое охлаждение необходимо выполнить в воде, температура которой составляет 20 ºC.

После проведения такой обработки авиаль можно использовать для работы в условиях повышенной влажности, его широко применяют в самолетостроении. В последние годы, авиаль используют для замены стальных деталей из носимым устройств связи, например сотовых аппаратов и пр.

3. Еще один сплав — дюралюмин. В него, кроме алюминия входят медь и марганец. Пропорции компонентов изменяют, тем самым модифицируя качественные свойства сплава. Но несмотря ни на что, дюралюмин обладает не высокой стойкостью к коррозии. Поэтому на поверхность наносят слой чистого алюминия. Такая операция называется плакированием и с успехом предотвращает воздействие коррозии.

Дюралюмин применяют в транспортном машиностроении, в частности, детали из этого материала установлены в скоростном поезде «САПСАН».

Какими характеристиками обладает дюралюминий, и где применим этот материал

Дюралюминий был разработан более сотни лет назад, в 1903 году. Тогда Альфред Вильм, инженер-металлург, будучи сотрудником германского металлургического завода, установил некую закономерность. Оказалось, что сплав алюминия с четырьмя процентами меди после закалки при +500° C и резкого охлаждения, выдержав при комнатной температуре несколько дней (до 4–5), становится более прочным и твёрдым, но и не теряет при этом своей пластичности. Дальнейшие эксперименты привели к расширению количества входящих в состав элементов, что повысило прочность чистого алюминия (примерно 70–80 МПа) до 350–370 МПа.

История названия

Группа сплавов этого типа названа в честь немецкого города Дюрен. Здесь же и было начато их производство в промышленном масштабе в 1909 году, спустя шесть лет после открытия и изучения свойств. Кроме названия «дюралюминий» встречается также:

  • англизированный вариант – «дюралюмин»;
  • старая форма – «дуралюминий»;
  • «дюраль», как общее название «семейства» алюминия этого типа.

В них же чувствуется аллюзия на латинское слово Durus, что означает жёсткий, твёрдый. Именно так характеризуются основные свойства этих металлов.

Состав сплавов алюминия: разные виды

  1. Системы Al-Mn, Al-Mg. Главная характеристика — высокая коррозийная стойкость (чуть меньше, чем у чистого алюминия). Кроме того, они хорошо поддаются сварке и пайке, но не резке. Эти сплавы не упрочняют при помощи термической обработки. Применяют для изготовления баков, маслопроводов, бензопроводов, радиаторов авто и тракторов, элементов посуды, в строительстве (в зависимости от конкретного вида и его характеристик).
  2. Семейство Al-Mg-Si — сплавы, которые называются коррозионно-стойкими. Упрочняют их при помощи термической обработки. Она заключается в закалке при температуре 515–525 градусов Цельсия с последующим охлаждением в холодной воде с естественным старением при 20 градусах около десяти суток. Основным свойством готовых материалов этой группы является высокая коррозионная стойкость в обычных условиях и в случаях эксплуатации под напряжением.
  3. Сплавы Al-Cu-Mg называются конструкционными, или же дюралюминиевыми. Их основа – алюминий, который легирован в разных пропорциях медью, магнием и марганцем. Исходя из них, получают разные виды со своими характеристиками, которые можно разделить на некоторое число групп, что будет рассмотрено далее.

Материалы группы дюраль обладают мощными механическими свойствами, но сильнее подвержены коррозии, чем второй рассмотренный вид семейства сплавов. С этим частично борется марганец, который дополнительно вводят в состав. Но при эксплуатации дюралюминия необходимо защищать его при помощи лакокрасочных покрытий или же подвергать анодированию. Если сплав применим для плакированных листов, то они и сами отличаются достаточной степенью стойкости к коррозии. То есть, она также во многом зависит от типа обработки.

Кроме вышеперечисленных систем сплавов, имеются также:

  • жаропрочные;
  • ковочные;
  • жаропрочные ковочные;
  • высокопрочные конструкционные сплавы.

Как видим, многие года изучения свойств материалов с основой алюминия позволило создать множество их различных видов и типов, которые обладают необходимыми в конкретной отрасли свойствами.

Сплавы типа дюралюминий

Всего имеется 4 сплава типа дюралюминий. Все они в разной пропорции содержат как основные компоненты (купрум, магний, марганец), так и другие (Fe, Si, Ti, Zn, Ni).

  • Д1: купрум — 4,4 ±0,4%, магний — 0,6 ± 0,2%, марганец — от 0,6 ± 0,2%;
  • Д16: купрум — от 3,8 до 4,9%, магний — 1,5 ±0,3%, марганец — 0,6 ±0,3%;
  • Д19: купрум — от 3,8 до 4,3%, магний — 2,0 ±0,3%, марганец — от 0,5 до 1,0%;
  • ВД17: купрум — 2,9 ±0,3%, магний — 2,2 ±0,2%, марганец — от 0,45 до 0,7%.

Остальные элементы присутствуют в материалах в общем размере не более двух процентов.

Для каждого типа дуралюмина также необходим свой режим термической обработки.

Сплав Д1 закаливается при температуре 495—510° C, а затем проходит стадию естественного старения при 20° C в течение 96 часов и более.

Для Д16 закалка проходит в двух режимах (зависимо от того, в каком виде будет представлен исходный материал). Если речь о листах из Д16, то для него нужна температура закалки 500 ± 5°C. Процесс старения можно произвести при 20 °C в течение четырёх суток и более, или при 188—193°C за гораздо меньшее количество часов — 11–13. Если же этот Д16 после используют для прессованных изделий, то предел температур закалки падает до 485–503° C. Старение тоже можно выполнить двумя путями:

  • комнатная температура — в те же сроки;
  • при температурах 185–195° C — в интервале 6–8 часов.

ВД17 закаляется в пределах 495–505° C, а старение выполняется только в принудительном порядке при 170 ± 5° C в течение 16 ±1 часов.

Д19, как и Д16, имеет разные условия закалки и старения материалов:

  • для листов — t=505 ± 5° C, старение — при 20° C в течение 5–10 суток или при 185–195° C 13 ±1 часов;
  • прессованныее изделия — t=500 ± 5°C, старение — аналогичное при комнатных условиях, или при 190 ± 5°C за 9 ±1 часов;
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Дюралюминий. Сфера применения — презентация онлайн

1. Презентация на тему: «Дюралюминий»

Воронина София
Студентка группы 9-П-11
Дюралюминий – это сплав алюминия (Al), меди
(Cu), магния (Mg). В него дополнительно вводят
марганец (Mn).
Он упрочняется термообработкой; подвергается
закалке и естественному старению.
Металл серебристо-белого цвета, с высокой теплои электропроводностью.
Данный сплав был разработан германским
инженером-металлургом Альфредом Вильмом.
Он установил, что сплав алюминия с добавкой 4%
меди после резкого охлаждения, находясь при
комнатной температуре в течение
4-5 суток, постепенно становится более твердым
и прочным, не теряя при этом пластичности.
Само название «дюраль» в современном
русском языке стало скорее
профессионально-жаргонным словом,
чем профессиональным термином.
Происхождение данного слова точно не
ясно.
Кто-то выводит его от латинского слова
durus, что значит «твердый», кто-то от
немецкого города Дюрен.
Плотность самого сплава составляет 25002800 килограмм на кубометр.
Температура плавления – в районе 650
градусов Цельсия.

6. Сфера применения:

Дюраль имеет весьма широкую сферу применения. Конечно, он
уступает в этом такому металлу, как алюминий, но все же и в
строительной сфере без него не обойтись.
Так, помимо возведения сооружений жилищно-коммунального
хозяйства и инфраструктуры данный сплав широко применяется в
авиастроении, или же при производстве скоростных поездов, в
ряде других отраслей машиностроения. Здесь ему отдают
предпочтение благодаря его большей твердости по сравнению с
чистым алюминием.
Дюралюминий — основной
конструкционный материал в авиации
и космонавтике, а также в других
сферах с высокими требованиями к
весовой отдаче.
Первое применение дюралюминия —
изготовление
каркаса дирижаблей жёсткой
конструкции.
Спасибо за внимание!

физические свойства, получение, применение, история :: ТОЧМЕХ

Физические свойства алюминия

Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 660°C.

По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место — среди металлов.

К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность (2,7 г/см3), сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость. Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов.

Алюминий и его сплавы делятся по способу получения на деформируемые, подвергаемые обработке давлением и литейные, используемые в виде фасонного литья; по применению термической обработки — на термически не упрочняемые и термически упрочняемые, а также по системам легирования.

Получение

Впервые алюминий был получен Гансом Эрстедом в 1825 году. Современный метод получения разработали независимо друг от друга американец Чарльз Холл и француз Поль Эру. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием графитовых электродов. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке.

Применение

Алюминий широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — легкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной пленкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки.

Основной недостаток алюминия как конструкционного материала — малая прочность, поэтому его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий).

Электропроводность алюминия сравнима с медью, при этом алюминий дешевле. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при изготовлении проводников в чипах. Правда, у алюминия как электротехнического материала есть неприятное свойство — из-за прочной оксидной пленки его тяжело паять.

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 (низкая температура, землетрясение и т.п.).

Алюминий находит широкое применение в различных видах транспорта. На современном этапе развития авиации алюминиевые сплавы являются основными конструкционными материалами в самолетостроении. Алюминий и сплавы на его основе находят все более широкое применение в судостроении. Из алюминиевых сплавов изготовляют корпусы судов, палубные надстройки, коммуникацию и различного рода судовое оборудование.

Идут исследования по разработке пенистого алюминия как особо прочного и легкого материала.

Драгоценный алюминий

В настоящее время алюминий является одним из самых популярных и нашедших широкое применение металлов. С самого момента открытия в середине XIX века его считали одним из ценнейших благодаря удивительным качествам: белый как серебро, легкий по весу и не подверженный воздействию окружающей среды. Стоимость его была выше цен на золото. Не удивительно, что в первую очередь алюминий нашел свое применение в создании ювелирных изделий и дорогих декоративных элементов.

В 1855 г. на Универсальной выставке в Париже алюминий был самой главной достопримечательностью. Изделия из алюминия располагались в витрине, соседствующей с бриллиантами французской короны. Постепенно зародилась определенная мода на алюминий. Его считали благородным малоизученным металлом, используемым исключительно для создания произведений искусства.

Наиболее часто алюминий использовали ювелиры. При помощи особой обработки поверхности ювелиры добивались наиболее светлого цвета металла, из-за чего его часто приравнивали к серебру. Но в сравнении с серебром, алюминий обладал более мягким блеском, чем обуславливалась еще большая любовь к нему ювелиров.

Так как химические и физические свойства алюминия сначала были слабо изучены, ювелиры сами изобретали новые техники его обработки. Алюминий технически легко обрабатывать, этот мягкий металл позволяет создавать отпечатки любых узоров, наносить рисунки и создавать желаемой формы изделия. Алюминий покрывался золотом, полировался и доводился до матовых оттенков.

Но со временем алюминий стал падать цене. Если в 1854-1856 годах стоимость одного килограмма алюминия составляла 3 тысячи старых франков, то в середине 1860-х годов за килограмм этого металла давали уже около ста старых франков. Впоследствии из-за низкой стоимости алюминий вышел из моды.

В настоящее время самые первые алюминиевые изделия представляют большую редкость. Большинство из них не пережило обесценивания металла и было заменено серебром, золотом и другими драгоценными металлами и сплавами. В последнее время вновь наблюдается повышенный интерес к алюминию у специалистов. Этот металл стал темой отдельной выставки , организованной в 2000 году Музеем Карнеги в Питсбурге. Во Франции расположен Институт истории алюминия, который в частности занимается исследованием первых ювелирных изделий из этого металла.

В Советском союзе из алюминия делали общепитовские приборы, чайники и т.д. И не только. Первый советский спутник был выполнен из алюминиевого сплава. Другой потребитель алюминия — электротехническая промышленность: из него делаются провода высоковольтных линий передач, обмотки моторов и трансформаторов, кабели, цоколи ламп, конденсаторы и многие другие изделия. Кроме того, порошок алюминия применяют во взрывчатых веществах и твердом топливе для ракет, используя его свойство быстро воспламеняться: если бы алюминий не покрывался тончайшей оксидной пленкой, то мог бы вспыхивать на воздухе.

Последнее изобретение — пеноалюминий, т.н. «металлический поролон», которому предсказывают большое будущее.

Дюралюминий, Y-сплав, магналий, хиндалий ~ MECHTECH GURU

Алюминий легко сплавляется с другими такие элементы, как медь, магний, цинк, марганец, кремний и никель, улучшить различные свойства. Добавление небольших количеств легирующих элементы в другие металлы помогает превращать мягкий и слабый металл в твердый и прочный металл, сохраняя при этом свой легкий вес. Разные алюминиевые сплавы

1. Дюралюминий

2. Y-сплав

3.Магналий

4. Хиндалий

Эти сплавы рассматриваются ниже

1. Дюралюминий

Это важный деформируемый сплав. Его состав содержит следующее химическое содержание.

Медь = 3,5–4,5 %

Марганец = 0,4–0,7 %

Магний = 0,4–0,7 %

Алюминий = 94 %

Свойства

Дюралюминий очень легко поддается ковке, отливали и обрабатывали, потому что он обладает низкой температурой плавления точка. Обладает высокой прочностью на растяжение, сравнимы с малоуглеродистой сталью в сочетании с характеристиками легкости алюминия.Однако он обладает низкой коррозионная стойкость и высокая электропроводность. Этот сплав обладает более высокой прочностью после термической обработки и старения. После работы, если этот сплав возраст закалился на 3-4 дня. Это явление известно как старение. Самопроизвольно затвердевает при воздействии комнатная температура. Этот сплав достаточно мягок в течение периода, пригодного для использования после того, как он был закаленный. Он легкий по весу по сравнению с его прочностью по сравнению с другие металлы. Легко подвергается горячей обработке при температуре 500°C.Однако после ковка и отжиг, он также может подвергаться холодной обработке.

Приложения

Дюралюминий

используется в кованых условия ковки, штамповки, прутков, листов, труб, болтов и заклепок. Благодаря более высокой прочности и легкости вес, этот сплав широко используется в автомобильных и авиационных компонентах. Для повышения прочности листа дюралюминия вместе с этим листом прокатывается тонкая пленка алюминия. Такие комбинированные листы широко используются в авиационной промышленности. Это также занятых в хирургических и ортопедических работах, немагнитных работах и ​​измерительных части инструмента строительные работы.

2. Y-сплав

Y-Alloy также называют медно-алюминиевым сплавом. добавление меди к чистому алюминию увеличивает его прочность и обрабатываемость. Его состав содержит следующее химическое содержание.

Медь = 3,5–4,5 %

Марганец = 1,2–1,7 %

Никель = 1,8–2,3 %

Кремний, магний, железо = по 0,6 % каждый

Алюминий = 92,5 %

Свойства

Добавление меди в алюминий повышает его прочность и обрабатываемость.Y-сплав можно легко отливать и подвергать горячей обработке. Нравиться дюралюминий, этот сплав подвергается термической обработке и старению. Процесс старения Y-сплава осуществляется при комнатной температуре. около пяти дней.

Применение

Y-сплав в основном используется для литья, но его также можно использовать для кованые компоненты типа дюралюминия. Так как Y-сплав имеет лучшую прочность, чем дюралюминий при высоких температурах, поэтому он широко используется в авиационных двигателях. для головок цилиндров, поршней, головок цилиндров, картеров двигателей внутреннего сгорания, литье под давлением, насосные стержни и др.

Магналий

Магналий представляет собой сплав алюминия, магния, меди, никель и олово и т. д. Содержит

 

Ал

=

от 85 до 95%,

Медь

=

от 0 до 25%,

Мг

=

1 до 5%,

Ni

=

0 к 1.2%,

Сн

=

от 0 до 3%,

Фе

=

от 0 до 0,9%,

Мн

=

от 0 до 0,03%,

Си

=

0.от 2 до 0,6%.

 

 

 

Изготавливается путем плавления алюминия с 2-10% магния в вакууме с последующим охлаждением в вакууме или под давлением от 100 до 200 атмосфер.

Свойства

Магналиум легкий по весу и хрупкий. Этот сплав обладает плохой литейностью и хорошей обрабатываемостью. Оно может быть легко свариваемым.

Применение

Благодаря небольшому весу и хорошему механические свойства, он в основном используется для изготовления самолетов и автомобилей компоненты.

Hindalium

Hindalium — общепринятое торговое название алюминия сплав. Это сплав алюминия, магния, марганец, хром, кремний и т. д. В Индии его производит компания Hindustan Aluminium Corporation Ltd., Renukoot (UP). Хиндалий обычно производят в виде прокат 16 калибра. Посуда, изготовленная из этих сплавов, прочная и твердый, легко очищаемый, более дешевый, чем нержавеющие стали, с хорошей отделкой, обладают хорошей устойчивостью к царапинам, не поглощают много тепла и т. д.

Приложения

Hindalium в основном используется для производства анодированной посуды. Посуда изготовленные из этого сплава прочны и тверды, легко чистятся, имеют меньшую стоимость, чем нержавеющие стали, прекрасная отделка, хорошая устойчивость к царапинам, не впитывает много тепла и т. д.

Алюминий

6061 по сравнению с алюминием 7075

При выборе сплава для проекта необходимо учитывать множество соображений. Алюминиевые сплавы — это металлы, изготовленные в основном из алюминия с добавлением легирующих элементов для увеличения возможностей базового алюминия.К ним относятся повышенная прочность, коррозионная стойкость, проводимость и т. д. или сочетание этих характеристик. Существуют десятки алюминиевых сплавов, специально разработанных с учетом этих преимуществ, поэтому существует множество вариантов выбора наилучшего сплава для вашего применения. В этой статье будет сравниваться алюминиевый сплав 6061 и алюминиевый сплав 7075, два распространенных типа алюминия, которые широко используются в промышленности (для получения дополнительной информации не стесняйтесь посетить наши статьи об алюминиевых сплавах 6061 и 7075 соответственно).Различия в свойствах, прочности и использовании будут исследованы, чтобы показать, в чем превосходит каждый из этих сплавов, а в чем их не следует указывать.

6061 Алюминиевый сплав

Алюминий

Тип 6061 относится к классу алюминия 6ххх, к которому относятся те сплавы, в которых в качестве основных элементов используются магний и кремний. Элементный состав алюминиевого сплава 6061 следующий: 0,6 % Si, 1,0 % Mg, 0,2 % Cr, 0,28 % Cu и 97,9 % Al. Содержание меди в стали типа 6061 делает ее несколько восприимчивой к коррозии; однако этот эффект не так значителен, как у других сплавов с содержанием меди.Плотность алюминиевого сплава 6061 составляет 2,7 г/см 3 (0,0975 фунта/дюйм 3 ), или примерно такая же, как у чистого металлического алюминия. Этот сплав можно упрочнить с помощью процесса термообработки (более подробную информацию по этой теме можно найти в нашей статье все об алюминии 2024). Некоторые из наиболее распространенных сплавов алюминия 6061 — это 6061-T6 и 6061-T4, но покупатели могут указать точный метод, с помощью которого он упрочняется, если вообще используется. Алюминий 6061 обладает хорошей формуемостью, отлично подходит для проектов экструзии и легко соединяется с помощью сварки.Его умеренно высокая прочность и удовлетворительная устойчивость к коррозии позволяют алюминию типа 6061 быть отличным сплавом общего назначения, находящим множество применений в конструкционных материалах, сварных узлах, трубопроводах, крепежных изделиях, электронных деталях и многом другом.

7075 Алюминиевый сплав

Алюминиевый сплав

7075 относится к серии 7ххх, в которой в качестве основного легирующего элемента используется цинк, хотя часто используются и вспомогательные элементы. Его номинальная химическая разбивка составляет 90,0% Al, 5,6% Zn, 2,5% Mg, 0.23% Cr и 1,6% Cu. Поскольку 7075 содержит > 1% Cu, он более подвержен воздействию едких сред и не обладает высокой коррозионной стойкостью, которой обладают другие алюминиевые сплавы. Это необходимый недостаток, так как высокое содержание меди помогает сделать этот сплав исключительно прочным. Плотность алюминия 7075 немного выше, чем у чистого алюминия: 2,81 г/см 3 (0,102 фунта/дюйм 3 ), и его также можно упрочнить с помощью процесса термообработки (наиболее распространенным является отпуск 7075-T6). .Этот сплав является одним из самых прочных доступных типов алюминия, но его трудно формовать и сваривать, и он легче разрушается под воздействием коррозии. Эти недостатки оправданы впечатляющей прочностью алюминия 7075, где он превосходно работает в условиях высоких нагрузок, таких как аэрокосмическая промышленность, быстроизнашиваемые детали, конструкционные материалы и военные приложения.

Сравнение алюминиевых сплавов 6061 и 7075

Ниже приведено сравнение некоторых свойств материалов между алюминиевыми сплавами 6061 и 7075, чтобы подчеркнуть различия между ними.Для простоты понимания в этой статье было выбрано сравнение одного и того же метода термообработки для обоих сплавов (6061-T6 и 7075-T6), но знайте, что приведенные ниже значения меняются в зависимости от того, как сплав упрочняется. Эти свойства будут кратко объяснены, но сведены в Таблицу 1 для облегчения просмотра.

Таблица 1: Сравнение свойств материалов алюминиевых сплавов 6061 и 7075

Свойства материалов

Тип 6061 Алюминиевый сплав

Алюминиевый сплав типа 7075

Единицы

Метрическая система

Английский

Метрическая система

Английский

Предел текучести

276 МПа

40000 фунтов на кв. дюйм

503 МПа

73000 фунтов на кв. дюйм

Модуль упругости

68.9 ГПа

10000 фунтов/кв. дюйм

71,7 ГПа

10400 тысяч фунтов на квадратный дюйм

Теплопроводность

167 Вт/м-К

1160 БТЕ-дюйм/ч-фут²-°F

130 Вт/м-К

900 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F

Температура плавления

582 — 652°С

1080 — 1205°F

477 — 635°С

890 — 1175°F

Удельное электрическое сопротивление

3.99 x 10 -6 Ом-см

5,15 x 10 -6 Ом-см

Твердость (по Бринеллю)

95

150

Обрабатываемость

Хорошо

Ярмарка

Предел текучести — это мера максимального напряжения, которое не будет постоянно (или просто «упруго») деформировать образец сплава (чтобы узнать больше по этой теме, не стесняйтесь читать об этом в нашей статье все об алюминии 7075 сплав).При сравнении пределов текучести алюминия 6061 и 7075 видно, что алюминий 7075 намного превосходит его почти в 2 раза. Это является следствием химического состава 7075, а также результатом термообработки. Однако сплав 6061 не следует считать слабым, поскольку предел текучести 276 МПа лишь немного меньше, чем у некоторых низкоуглеродистых сталей.

Модуль упругости является мерой сопротивления материала остаточной (или «пластической») деформации. Он полезен как средство определения «жесткости» материала.При сравнении модулей этих сплавов имеется небольшая разница, которая позволяет предположить, что эти материалы ведут себя одинаково при упругой деформации.

Теплопроводность материала является мерой того, насколько хорошо тепло передается через материал (или насколько хорошо он может «проводить» тепло). Большая теплопроводность (как видно из этих металлов) предполагает, что они легко проводят тепло и не являются изоляционными материалами. Обратите внимание, что эти значения получены на основе эмпирических испытаний и колеблются в зависимости от термической обработки, состава сплава и других факторов.Поскольку теплопроводность алюминия 6061, как правило, выше, он лучше подходит для рассеивания тепла (таких как радиаторы и теплообменники), чем алюминий 7075, хотя теплопроводность алюминия 7075 также довольно хороша.

Температура плавления — это температура, при которой сплав будет переходить из твердого состояния в жидкое, и они указываются в диапазонах из-за различий температур и составов элементов, а также уникальных фазовых состояний. Интересно отметить, что хотя сплав 7075 в два раза прочнее сплава 6061, он плавится при несколько более низкой температуре.Это значение полезно для процесса термической обработки, где эти температуры иногда должны быть достигнуты для равномерного распределения легирующих элементов в основном металле, или в высокотемпературных применениях.

Удельное электрическое сопротивление является мерой того, насколько хорошо материал сопротивляется передаче электричества. Это явление, обратное электропроводности, работает почти так же, как и теплопроводность, но с электрическим зарядом, а не с теплотой. Оба этих сплава имеют низкое удельное сопротивление, что свидетельствует о высокой проводимости, и, следовательно, являются проводящими материалами, полезными в электротехнике.6061, как правило, больше подходит для этих целей, поскольку он более широко доступен, его легче формовать и сваривать, а его проводимость немного выше, чем у алюминия 7075.

Твердость материала – это его реакция на локальное вдавливание под действием стандартизированной силы; в этом случае это достигается с помощью силы 500 г, приложенной к металлу 50-миллиметровым шаром. Знайте, что существует множество различных шкал для количественной оценки твердости, но в этой статье рассматривается более распространенная шкала Бринелля. Для справки: твердость по Бринеллю для стекла (очень твердого материала) составляет 1550, а для свинца (мягкого материала) твердость по Бринеллю равна 5.Твердость является важным показателем, поскольку более твердый материал имеет тенденцию легче разрушаться из-за хрупкого разрушения, поэтому необходимо найти баланс между твердостью и пластичностью. Оба этих сплава достаточно тверды, чтобы выдерживать легкую деформацию, но достаточно пластичны, чтобы не разрушаться/не трескаться, что делает их отличным выбором для строительных материалов. Если нужно выбирать по твердости, следует указать алюминий 7075, поскольку он обычно тверже, чем сплав типа 6061.

Обрабатываемость материала — это мера того, как он реагирует на такие процедуры механической обработки, как фрезерование, резка, литье под давлением и т. д., и рассчитывается с использованием скорости инструмента, чистоты поверхности и стойкости инструмента при обработке определенного сплава. Точно так же, как твердость имеет множество способов определения, так же как и обрабатываемость, поэтому в этой статье представлена ​​качественная оценка (отлично/хорошо/удовлетворительно/плохо), чтобы избежать путаницы. Оба этих сплава легко поддаются механической обработке, но алюминий 6061 является предпочтительным выбором, если обрабатываемость вызывает некоторые опасения. Обратите внимание, что ни один из этих сплавов не следует выбирать, если обрабатываемость является приоритетом, поскольку некоторые сплавы, такие как тип 2011, 2007 и 3003, хорошо поддаются механической обработке и должны быть выбраны вместо этих двух сплавов.

Резюме

В этой статье представлено краткое сравнение свойств, прочности и областей применения алюминия 6061 и 7075. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Другие изделия из алюминия:

  • Ведущие поставщики и производители алюминия в США
  • Различные типы марок алюминия (свойства и применение)
  • Все об алюминии 6061 (свойства, прочность и применение)
  • Все об алюминии 7075 (свойства, прочность и применение)
  • Все об алюминии 5052 (свойства, прочность и применение)
  • Все об алюминии 2024 (свойства, прочность и применение)
  • Все об алюминии 6063 (свойства, прочность и применение)
  • Все об алюминии 3003 (свойства, прочность и применение)
  • 6061 Алюминий по сравнению сАлюминий 6063 — различия в свойствах, прочности и использовании
  • Алюминий
  • 6061 и алюминий 5052 — различия в свойствах, прочности и использовании
  • Алюминий
  • 6061 и алюминий 2024 — различия в свойствах, прочности и использовании
  • Алюминий
  • 3003 и алюминий 6061 — различия в свойствах, прочности и использовании
Источники:
  1. https://materialsdata.nist.gov/bitstream/handle/11115/173/Aluminum%20and%20Aluminum%20Alloys%20Davis.pdf?sequence=3&isAllowed=y
  2. https://www.алюминий.org/resources/industry-standards/aluminum-alloys-101
  3. https://sites.esm.psu.edu
  4. https://www.nrc.gov/docs/ML0633/ML0633

    .pdf

  5. https://materialsdata.nist.gov/bitstream/handle/11115/185/Understanding%20Wrought%20and%20Cast%20Al%20Alloy%20Designations.pdf?isAllowed=y&sequence=3
  6. http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=MA6061T6
  7. http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=MA7075T6
  8. https://materialsdata.nist.gov/bitstream/handle/11115/200/Machining%20of%20Al.pdf?sequence=3&isAllowed=y

Больше из Металлы и изделия из металла

Дюралюминий — это… Дюралюминий: состав, свойства, цена

Дюралюминий

– это материал, созданный на основе чистого алюминия с легирующими элементами, включение которых в состав плавки изменяет свойства металла. Мягкий и легкий алюминий приобретает несущую способность, сохраняя при этом все преимущества чистого элемента.

Случайная находка

Дюралюминий — сплав алюминия с небольшим количеством меди, который состаривается при определенной температуре в искусственно созданных условиях. Этот материал был изобретен в 1903 году Альфредом Вильмом, который работал инженером на немецкой фабрике. В ходе экспериментов он заметил закономерность, подтвержденную многолетними опытами. Он обнаружил, что если сплавить алюминий и 4% меди, а затем закалить полученный материал при температуре +500°С с последующим быстрым охлаждением и выдержкой при комнатной температуре в течение нескольких дней, то получается металл с повышенными значениями прочности, при сохранении пластических свойств основного элемента.

В последующие годы стали использовать сплавы с большим количеством добавок, повышающих прочность материала. На современном этапе дюралюминий представляет собой высокопрочный сплав, в состав которого в зависимости от разновидности могут входить медь, магний, кремний, цинк и др.

Состав

Прочностные свойства дюралюминия демонстрируют высокие показатели — до 370 МПа (прочность чистого алюминия — 70-80 МПа), что делает материал востребованным во многих областях промышленности.Сплав алюминия с химическими элементами в определенных пропорциях изменяет характеристики получаемого материала. Базовый сплав состоит из классических пропорций ингредиентов.

Дюралюминий имеет следующий состав:

  • Медь (Cu) — 0,5 % от общей массы.
  • Марганец (Mn) представляет собой сплав с содержанием 0,5%.
  • Магний (Mg) — 1,5% от общей массы.
  • Кремний (Si) — 1,2%.
  • Железо (Fe) составляет около 0,1% состава.
  • Алюминий (Al) является основным элементом.

Основные типы сплавов

Существует несколько типов сплавов, различающихся по своим характеристикам.

Каким может быть дюралюминий (состав, лигатуры и качества)?

  • Алюминий+марганец (Al+Mg), алюминий+магний(Al+Mn), второе название «магнолия» — характеризуется стойкостью к коррозии, высокой пайке, сварке. Плохо поддается резке. Сплавы этих составов дополнительному упрочнению не подвергают. Материал используется для изготовления труб бензопроводов, автодиаторов, резервуаров различного назначения, в строительных работах и ​​т.д.
  • Алюминий + марганец + кремний (Al + Mg + Si), сплав получил название «авиал». Свойства дюралюминия этого состава – коррозионная стойкость, легкость и прочность сварных соединений, мелкозернистость. Закалка проходит при температуре +515-525°С с резким охлаждением в воде (+20°С) в течение 10 суток. Основная сфера применения изделия эксплуатируемые в условиях повышенной влажности, изготовление материалов, деталей, машин в авиастроении, автомобилестроении, в последнее время авиаль заменяет дорогую сталь в деталях мобильных телефонов,
  • Алюминий + медь + марганец (Al + Cu + Mg), ордюралюминий, — конструкционный материал, в зависимости от необходимости получения конечных свойств количество каждого легирующего элемента может варьироваться.Сплав нашел применение в авиастроении, космической промышленности, для производства высокоскоростных поездов («Сапсан») и др. Недостатком сплава является его коррозионная неустойчивость. Лист дюралюминия требует тщательной антикоррозийной обработки, которая в основном происходит путем нанесения на поверхность чистого алюминия.

Применение

Дюралюминий является основным материалом для авиационной и космической промышленности. Первое применение самолетов произошло в 1911 году при строительстве дирижаблей.В 21 веке насчитывается более десяти марок этого легкого и прочного материала. Для авиационных деталей чаще всего применяют марку Д16Т, в состав которой входят девять металлов, например титан, никель и др., а лигатура состоит из меди, кремния и магния. Количество алюминия в сплаве ограничено стандартным содержанием 93%.

Не все сплавы дюралюминия хорошо подходят для сварки, поэтому многие изделия изготавливаются на заклепках и других видах крепежа. Основным промышленным применением материала было авиастроение, автомобилестроение, станкостроение.Но не только высокие технологии используют дюралюминий, например, лодка для личного пользования, изготовленная из этого материала, прослужит более 20 лет, а при хорошем уходе и профилактике — и того дольше.

В судостроении из материала не только корпуса кораблей, но и большое количество внутренних деталей корпуса, узлов. Дюралюминиевые трубы толстостенные и тонкостенные применяются повсеместно, от жилищно-коммунального хозяйства до газопроводов. Прокатные листы используются в строительных конструкциях.

Преимущества и недостатки

Дюралюминий – сплав на основе алюминия, который, как и любой материал, имеет преимущества.Среди них:

  • Высокая статическая прочность.
  • Долгий срок службы.
  • Низкая уязвимость к разрушению.
  • Устойчивость ко многим агрессивным средам, механическим, температурным воздействиям.
  • Приспособлен для сварных работ (алюминий в чистом виде плохо реагирует на сварочные швы).
  • Многочисленные области применения.

Есть один существенный недостаток, дюралюминий подвержен коррозионным повреждениям. Все изделия из материала обязательно плакируются чистым алюминием или покрываются грунтовкой, предотвращающей появление ржавчины.

Прайс-лист

Купить материал не сложно,стоимость формируется в зависимости от компонентного состава. Большинство заводов по производству цветных металлов выпускают дюралюминий. Цена зависит от многих факторов, в частности от вида товара, объема поставки и других условий. В сопроводительных документах производитель обязан указать процентное содержание сплава, соответствие ГОСТу, производительность.

Стоимость изделий из дюралюминия (уголок, труба, лист) начинается от 580 рублей за килограмм.При увеличении объема поставок цена за тонну легкосплавных труб составляет около 510 тыс. руб. Дюралюминиевые диски стартуют по цене от 250 рублей за килограмм. Круг – это условное обозначение заготовки из материала, поперечное сечение которого представляет собой круг разного размера, длина изделия достигает 3 метров.

Температура плавления алюминия

Алюминий — легкий металл белого цвета с серебристым оттенком, мягкий (можно сгибать руки), хорошо обрабатывается, в то же время достаточно прочный.Это отличный проводник тепла и электричества. В чистом виде алюминий почти не используется, практикуется его применение в виде сплавов с медью, углеродом, оловом, титаном, марганцем и цинком. По электро- и теплопроводности алюминий уступает только серебру и меди. В то же время примеси ванадия, хрома и марганца снижают эти показатели.

Алюминий активно реагирует с кислотами и щелочами, образуя хлориды, сульфаты, алюминаты и другие соединения.На воздухе металл моментально покрывается оксидной пленкой, предохраняющей его от последующего окисления. Температура плавления алюминия находится в пределах 660,1 градуса, металл в расплавленном виде обладает хорошей текучестью. Этот металл отличается высокой пластичностью, морозостойкостью, коррозионной стойкостью при взаимодействии с дистиллированной и пресной водой.

Специалисты отмечают, что коррозионная стойкость зависит от чистоты алюминия – чем она выше, тем больше долговечность. Причиной коррозии могут быть поверхностные нарушения оксидной пленки.Доказано, что температура плавления алюминия повышается с увеличением его чистоты. Имея отличные литейные качества, металл при кристаллизации дает большую усадку, этот показатель важен при изготовлении ответственного литья из этого металла.

Температура плавления алюминия может колебаться в зависимости от материала, используемого в качестве примеси. Лидерами по производству алюминия в настоящее время в мире являются Россия, США, Канада, Австралия. Спектр применения алюминия достаточно велик, наши предки алюминий в виде соединений (квасцов) применяли как вяжущее средство в медицине, для дубления кожи, для продления срока годности красок.

Достаточно низкая температура плавления алюминия позволяла плавить его в примитивных условиях.

В природе существует глинозем (корунд), он используется как абразивный материал, а его разновидности — сапфир и рубин — относятся к категории драгоценных камней. Поскольку в чистом виде алюминий не пригоден для технических целей, его часто используют в качестве сырья для изготовления различных сплавов. Спектр алюминиевых сплавов достаточно обширен, он постоянно пополняется (с применением разных технологий).

В настоящее время из таких сплавов выпускаются консервные банки, жестяные банки, кухонная утварь и различные предметы быта. Важными потребителями алюминиевых сплавов являются автомобильная, электротехническая, приборостроительная, химическая, оборонная, металлургическая промышленность. При какой температуре плавится алюминий, это учитывается при изготовлении комплектующих для оборонной, космической и атомной промышленности.

Один из самых распространенных цветных сплавов дюралюминия, он был разработан в прошлом веке немецким инженером А.Вильм. Температура плавления дюралюминия была примерно 650 градусов. Суть его изобретения заключается в том, что сплав на основе алюминия после термической обработки приобретает большую прочность и твердость. Это сразу же было использовано специалистами и позволило летать в воздухоплавании. Новый сплав стал одним из основных конструкционных материалов в авиастроении.

В настоящее время под термином дюралюминий подразумевается большой выбор алюминиевых сплавов, отличающихся высокой прочностью. Современные сплавы кроме меди содержат марганец, кремний, магний и др., по прочности они приближались к низкоуглеродистой стали. Сегодня эти сплавы широко используются в авиационной промышленности, при производстве высокоскоростных поездов и в ряде других случаев.

р>

Какова температура плавления железа. Температура плавления металлов

Температура плавления металлов, которая изменяется от наименьшей (-39°С для ртути) до наивысшей (3400°С для вольфрама), а также плотность металлов в твердом состоянии при 20°С и плотность жидкие металлы при температуре плавления, приведены в таблице плавки цветных металлов .

Таблица 1. Плавка цветных металлов

Атомная масса

Температура плавления t стр. , °С

Плотность ρ , г/см 3

твердый при 20 °C

редкий на

т стр.

Алюминий

Вольфрам

Марганец

Молибден

Цирконий

Сварка и плавка цветных металлов

Сварка меди .Температура плавления металлической Cu почти в шесть раз превышает температуру плавления стали, медь интенсивно поглощает и растворяет различные газы, образуя с кислородом оксиды. Оксид меди II с медью образует эвтектику, температура плавления которой (1064°С) ниже температуры плавления меди (1083°С). Когда жидкая медь затвердевает, эвтектика располагается по границам зерен, что делает медь хрупкой и склонной к растрескиванию. Поэтому основной задачей при сварке меди является защита ее от окисления и активное раскисление сварочной ванны.

Наиболее распространена газовая сварка меди ацетиленоксидным пламенем с использованием горелок, которые в 1,5…2 раза мощнее горелки для сварки сталей. Присадочный металл – медные стержни, содержащие фосфор и кремний. При толщине изделий более 5…6 мм их предварительно нагревают до температуры 250…300°С. Флюсы для сварки представляют собой обожженную буру или смесь, состоящую из 70 % буры и 30 % борной кислоты. Для повышения механических свойств и улучшения структуры наплавленного металла медь после сварки проковывают при температуре около 200°С… 300°С. Затем снова нагревают до 500-550°С и охлаждают в воде. Медь также сваривают электродуговым методом с электродами, в струе защитных газов, под слоем флюса, на конденсаторных машинах, методом трения.

сварка латуни . Латунь представляет собой сплав меди и цинка (до 50%). Основным загрязнением в этом случае является испарение цинка, в результате чего шов теряет свои качества, в нем появляются поры.Латунь, как и медь, в основном сваривают ацетиленовым окислительным пламенем, которое создает на поверхности ванны пленку тугоплавкого оксида цинка, снижающую дальнейшее выгорание и испарение цинка. Флюсы используются те же, что и для сварки меди. Они создают на поверхности ванны шлаки, которые связывают оксиды цинка и затрудняют выход паров из сварочной ванны. Латунь также сваривают в защитных газах и на контактных машинах.

бронзовая сварка .В большинстве случаев бронза является литейным материалом, поэтому сварка

применяется при устранении дефектов или при ремонте. Наиболее часто используется сварка металлическим электродом. Присадочный металл — стержни того же состава, что и основной металл, а флюсы или покрытие электродов — хлоридные и фторидные соединения калия и натрия.

. Основными факторами, препятствующими сварке алюминия, являются его низкая температура плавления (658°С), высокая теплопроводность (примерно в 3 раза выше теплопроводности стали), образование тугоплавких оксидов алюминия, имеющих температуру плавления 2050°С. С, т. Технология плавки цветных металлов , , такие как медь или бронза, не подходят для плавки алюминия.Кроме того, эти оксиды плохо реагируют как с кислотными, так и с основными флюсами, поэтому плохо удаляются из сварного шва.

Наиболее часто используется газовая сварка алюминия ацетиленовым пламенем. В последние годы также получила распространение автоматическая сварка под флюсом и аргонодуговая сварка металлом. Для всех способов сварки, кроме аргонодуговой, применяют флюсы или электродные покрытия, в состав которых входят фторидные и хлоридные соединения лития, калия, натрия и других элементов. В качестве присадочного металла при всех способах сварки применяют проволоку или прутки того же состава, что и основной металл.

Алюминий хорошо сваривается электронным лучом в вакууме, на контактных машинах, электрошлаковым и другими способами.

Сварка алюминиевого сплава . Алюминиевые сплавы с магнием и цинком

свариваются без особых осложнений, как и алюминий. Исключением является дюралюминий – сплавы алюминия с медью. Эти сплавы термически упрочняются после закалки и последующего старения. При температуре плавления цветных металлов выше 350°С в них происходит снижение прочности, которая не восстанавливается термической обработкой.Поэтому при сварке дюралюминия в околошовной зоне прочность снижается на 40…50 %. Если дюраль сваривают в защитных газах, то такое снижение можно восстановить термической обработкой до 80…90 % по отношению к прочности основного металла.

Сварка магниевых сплавов . При газовой сварке обязательно используют фторидные флюсы, которые, в отличие от хлоридных, не вызывают коррозии. сварные соединения. Дуговая сварка магниевых сплавов металлическими электродами из-за низкого качества сварных швов до сих пор не применялась.При сварке магниевых сплавов наблюдается значительный рост зерна в околошовных зонах и сильное развитие столбчатых кристаллов в сварном шве. Поэтому предел прочности сварных соединений составляет 55…60 % предела прочности основного металла.

Таблица 2. Физические свойства промышленных цветных металлов

Свойства

M e высокий

атомный номер

Атомная масса

при температуре

20 °С, кг/м 3

Температура плавления, °С

Температура кипения, °С

Атомный диаметр, нм

Скрытая теплота плавления, кДж/кг

Скрытая теплота парообразования

Удельная теплоемкость при температуре 20 °С, Дж/(кг . °С)

Удельная теплопроводность, 20 °С, Вт/(м °С)

Коэффициент линейного расширения при температуре 25 °С, 10 6 ° С — 1

Удельное электрическое сопротивление при температуре 20°С, мкОм м

Модуль нормальной упругости, ГПа

Модуль сдвига, ГПа

Тигель плавильный

Неотъемлемой частью производства металлов и металлопродукции является использование в процессе производства тиглей для производства, плавки и переплавки как черных, так и цветных металлов.Тигли являются составной частью металлургического оборудования для литья различных металлов, сплавов и тому подобного.

Тигель керамический для плавки цветных металлов используется для плавки металлов (медь, бронза) с древних времен.

— первый по значимости и распространенности конструкционный материал. Он известен с древних времен, и его свойства таковы, что когда железо научились выплавлять в значительных количествах, металл заменил все остальные сплавы.Век железа наступил и, судя по, это время закончится не скоро. Эта статья расскажет вам, каков удельный вес железа, какова его температура плавления в чистом виде.

Железо является типичным металлом и химически активным. Вещество реагирует при нормальной температуре, а нагревание или повышение влажности сильно увеличивает его реакционную способность. Железо разъедает на воздухе, горит в атмосфере чистого кислорода, а в виде мелкой пыли может также воспламеняться на воздухе.

Чистое железо ковкое, но в таком виде металл встречается очень редко.По сути, железо представляет собой сплав с небольшой долей примесей — до 0,8 %, который характеризуется мягкостью и ковкостью чистого вещества. Значение для народного хозяйства имеют сплавы с углеродом — сталь, чугун, нержавеющая сталь.

Железу присущ полиморфизм: существует целых 4 модификации, отличающиеся строением и параметрами решетки:

  • α-Fe — существует от нуля до +769 С. Имеет объемно-центрированную кубическую решетку и является ферромагнетиком, то есть сохраняет намагниченность в отсутствие внешнего магнитного поля.+769 С – точки Кюри для металла;
  • от +769 до +917 С появляется β-Fe. Она отличается от α-фазы только параметрами решетки. При этом почти все физические свойства сохраняются, за исключением магнитных: железо становится парамагнетиком, то есть теряет способность намагничиваться и втягивается в магнитное поле. Металловедение не рассматривает β-фазу как отдельную модификацию. Так как переход не влияет на существенные физические характеристики;
  • в интервале от 917 до 1394 С имеется γ-модификация, для которой характерна гранецентрированная кубическая решетка;
  • при температурах выше +1394 С появляется δ-фаза, для которой характерна объемно-центрированная кубическая решетка.

При высоком давлении, а также при легировании металла некоторыми добавками образуется ε-фаза с гексагональной плотноупакованной решеткой.

Температура фазовых переходов заметно меняется при легировании одним и тем же углеродом. Собственно, сама способность железа образовывать столько модификаций служит основой для обработки стали в различных температурных режимах. Без таких переходов металл не получил бы такого распространения.

Теперь настала очередь свойств металла железа.

В этом видео рассказывается о строении железа:

Свойства и характеристики металлов

Железо — достаточно легкий, умеренно тугоплавкий металл серебристо-серого цвета. Он легко реагирует с разбавленными кислотами и поэтому считается элементом средней активности. В сухом воздухе металл постепенно покрывается оксидной пленкой, препятствующей дальнейшей реакции.

Но при малейшей влажности вместо пленки появляется ржавчина — рыхлая и неоднородная по составу.Ржавчина не препятствует дальнейшей коррозии железа. Однако физические свойства металла, а главное, его сплавов с углеродом таковы, что, несмотря на низкую коррозионную стойкость, применение железа более чем оправдано.

Масса и плотность

Молекулярная масса железа равна 55,8, что говорит об относительной легкости вещества. Какова плотность железа? Этот показатель определяется модификацией фазы:

  • α-Fe — 7,87 г/куб.см при 20 С и 7,67 г/куб. см при 600 С;
  • γ-фаза отличается еще меньшей плотностью — 7,59 г/см3 при 1000С;
  • плотность δ-фазы 7,409 г/см3.

При повышении температуры плотность железа естественным образом уменьшается.

А теперь выясним, какова температура плавления железа в Цельсиях, сравнив его, например, с или чугуном.

Диапазон температур

Металл относится к категории умеренно тугоплавких, что означает относительно низкую температуру изменения агрегатного состояния:

  • температура плавления — 1539 С;
  • температура кипения
  • — 2862 С;
  • Температура Кюри, то есть потери способности намагничиваться — 719 С.

Следует иметь в виду, что, говоря о температуре плавления или кипения, имеют дело с δ-фазой вещества.

Это видео расскажет вам о физико-химических свойствах железа:

Механические характеристики

Железо

и его сплавы настолько распространены, что хотя их стали применять позже, чем, например, и , они стали своего рода эталоном. При сравнении металлов указывают на железо: прочнее стали, в 2 раза мягче железа и так далее.

Характеристики даны для металла, содержащего небольшие доли примесей:

  • твердость по шкале Мооса — 4–5;
  • Твердость по Бринеллю — 350-450 Мн/кв.м. При этом химически чистое железо имеет более высокую твердость — 588–686;

Показатели прочности сильно зависят от количества и характера примесей. Это значение регламентируется ГОСТом для каждой марки сплава или чистого металла. Так, предел прочности при сжатии нелегированной стали составляет 400–550 МПа.При закалке этой марки предел прочности увеличивается до 700 МПа.

  • ударная вязкость металла 300 МН/кв.м;
  • предел текучести –100 МН/кв. м.

Далее узнаем, что нужно для определения удельной теплоемкости железа.

Теплоемкость и теплопроводность

Как и любой металл, железо проводит тепло, хотя показатели его в этой области низкие: по теплопроводности металл уступает алюминию — в 2 раза меньше, а — в 5 раз.

Теплопроводность при 25°C составляет 74,04 Вт/(м·К). Значение зависит от температуры;

  • при 100 К теплопроводность составляет 132 [Вт/(м.К)];
  • при 300 К — 80,3 [Вт/(м.К)];
  • при 400 — 69,4 [Вт/(м.К)];
  • и при 1500 — 31,8 [Вт/(м.К)].
  • Коэффициент теплового расширения при 20°С составляет 11,7·10-6.
  • Теплоемкость металла определяется его фазовым строением и довольно сложно зависит от температуры.При повышении до 250 С теплоемкость медленно увеличивается, затем резко увеличивается до достижения точки Кюри, а затем начинает уменьшаться.
  • Удельная теплоемкость в интервале температур от 0 до 1000С составляет 640,57 Дж/(кг·К).

Электропроводность

Железо проводит ток, но не так хорошо, как медь и серебро. Удельное электрическое сопротивление металла при нормальных условиях равно 9,7·10-8 Ом·м.

Поскольку железо является ферромагнетиком, его эффективность в этой области более значительна:

  • магнитная индукция насыщения равна 2.18 т;
  • магнитная проницаемость — 1,45,106.

Токсичность

Металл не представляет опасности для человеческого организма. Сталь и производство изделий из железа могут быть опасны, но только из-за высоких температур и тех добавок, которые используются при производстве различных сплавов. Отходы железа — металлолом, представляют опасность для окружающей среды, но достаточно умеренную, так как металл ржавеет на воздухе.

Железо не обладает биологической инертностью, поэтому не используется в качестве материала для протезирования.Однако в организме человека этот элемент играет одну из важнейших ролей: нарушение всасывания железа или недостаточное количество последнего в рационе в лучшем случае гарантирует анемию.

Железо усваивается с большим трудом — 5-10% от общего количества, поступающего в организм, или 10-20% при его недостатке.

  • Обычная суточная потребность в железе составляет 10 мг для мужчин и 20 мг для женщин.
  • Токсическая доза составляет 200 мг/день.
  • Смертельный — 7-35 г.Получить такое количество железа практически невозможно, поэтому отравление железом встречается крайне редко.

Железо представляет собой металл, физические характеристики которого, в частности прочность, могут быть значительно изменены путем механической обработки или добавления очень небольшого количества легирующих элементов. Эта особенность в сочетании с доступностью и легкостью извлечения металла делает железо наиболее востребованным конструкционным материалом.

Подробнее о свойствах железа расскажет специалист в видео ниже:

Металлы плавятся, как правило, при очень высокой температуре, которая может достигать более 3 тысяч градусов.Хотя некоторые из них можно переплавить в домашних условиях, например свинец или олово. А вот ртуть плавится при температуре минус 39 градусов. Этого нельзя добиться в домашних условиях. Температура плавления является одним из важных показателей производства не только самого металла, но и его сплавов. При выплавке сырья специалисты учитывают и другие физико-химические свойства руды и металла.

Железо и его свойства

Железо — химический элемент, занимающий 26-е место в периодической таблице.Это один из самых распространенных элементов во всей Солнечной системе. По материалам исследований в составе ядра Земли составляет примерно 79-85% этого вещества . Большое количество его также присутствует в земной коре, но он уступает алюминию.

В чистом виде металл имеет белый цвет со слегка серебристым оттенком. Он пластичен, но присутствующие в нем примеси могут определять его физические свойства. Реагирует на магнит.

Железо присутствует в воде.В речных водах его концентрация составляет примерно 2 мг/л металла. В морской воде его содержание может быть в сто, а то и в тысячу раз ниже.

Оксид железа является основной формой, которая добывается и встречается в природе. Оксидное железо может располагаться в самой верхней части земной коры и входить в состав осадочных образований.

Элемент, стоящий на двадцать шестом месте в таблице Менделеева, может иметь несколько степеней окисления. Они определяют его геохимическую особенность нахождения в определенной среде.В ядре Земли металл присутствует в нейтральной форме.

Горнодобывающая промышленность

Есть несколько руд, в которых присутствует железо. Однако в качестве сырья для производства железа в промышленности в основном используются:

  • магнезитовая руда;
  • гетитовая руда;
  • гематитовая руда.

А также часто встречаются такие разновидности руды:

Существует также минерал под названием мелантерит . Он используется в основном в фармацевтической промышленности.Сам по себе он представляет собой зеленые хрупкие кристаллы, в которых присутствует стеклянный блеск. Производится из лекарственных препаратов, в состав которых входит ферум.

Основным месторождением этого металла является Южная Америка, а именно Бразилия.

Плавка железа и необходимая температура

Температура плавления металла – это самая низкая температура, при которой он переходит из твердого состояния в жидкое. При этом практически не меняется в объеме.

Металл

можно производить из руды разными способами, но самый основной из них — домен .Помимо доменной плавки, применяют также выплавку чугуна путем обжига дробленой руды с примесью глины. Из полученной смеси формируются окатыши, которые обрабатываются в печи с последующим восстановлением водородом. Далее плавка чугуна осуществляется в электропечи.

Температура плавления железа очень высока. Для технически чистого элемента она составляет +1539 °С. В этом веществе есть примесь — Сера, которую можно извлечь только в жидком виде. Чистый материал без примесей получают электролизом солей металлов.

Классификация металлов по температуре плавления

Различные металлы могут переходить в жидкое состояние при разных температурах. В результате выделяется определенная классификация. Они делятся следующим образом:

  1. легкоплавкие — те элементы, которые могут становиться жидкими даже при температуре ниже 600 градусов. К ним относятся цинк, олово, свинец и т. д. Их можно расплавить даже в домашних условиях — нужно только нагреть печкой или паяльником. Такие виды нашли применение в технике и электронике.Они используются для соединения металлических элементов и перемещения электрического тока. Олово плавится при 232 градусах, а цинк при 419 градусах.
  2. Среднеплавкие — элементы, которые начинают плавиться при температуре от шестисот до одной тысячи шестисот градусов. Эти элементы в основном используются для строительных элементов и металлоконструкций, то есть при создании арматуры, плит и строительных блоков. К этой группе относятся: железо, медь, алюминий. Температура плавления алюминия относительно низкая и составляет 660 градусов.А вот железо начинает переходить в жидкое состояние только при температуре 1539 градусов. Это один из наиболее распространенных металлов, используемых в промышленности, особенно в автомобильной промышленности. Однако железо подвержено коррозии, т.е. ржавчине, поэтому требует специальной обработки поверхности. Его нужно покрыть краской или олифой, нельзя допускать попадания влаги.
  3. Огнеупоры – это материалы, которые плавятся и становятся жидкими при температуре выше 1600 градусов. К этой группе относятся вольфрам, титан, платина, хром и др.Они используются в атомной промышленности и для некоторых деталей машин. Их можно использовать для плавки других металлов, изготовления высоковольтных проводов или проволоки. Платину можно плавить при 1769°, а вольфрам при 3420°С.

Единственным элементом, находящимся в жидком состоянии при нормальных условиях, является ртуть. Его температура плавления минус 39 градусов, а его пары ядовиты, поэтому его используют только в лабораториях и закрытых емкостях.

Температура плавления химически чистого железа 1539 o C.Технически чистое железо, полученное в результате окислительного рафинирования, содержит определенное количество растворенного в металле кислорода. По этой причине его температура плавления снижается до 1530 o C.

Температура плавления стали всегда ниже температуры плавления железа из-за наличия в нем примесей. Растворенные в железе металлы (Mn, Cr, Ni. Co, Mo, V и др.) понижают температуру плавления металла на 1 — 3 °С в расчете на 1 % введенного элемента, а элементы из группы металлоидов (С , О, С, П и т. д.) при 30 — 80 o C.

В течение большей части общего времени плавки температура плавления металла изменяется в основном в результате изменения содержания углерода. При содержании углерода 0,1 — 1,2 %, характерном для доводки плавки в сталеплавильных агрегатах, температуру плавления металла с достаточной для практических целей точностью можно оценить по уравнению

Теплота плавления железа составляет 15200 Дж/моль или 271,7 кДж/кг.

Температура кипения железа в публикациях последних лет дается равной 2735 o C.Однако были опубликованы результаты исследований, согласно которым температура кипения железа значительно выше (до 3230 o C).

Теплота парообразования железа составляет 352,5 кДж/моль или 6300 кДж/кг.

Давление насыщенного пара железа (P Fe , Па) можно оценить с помощью уравнения

где Т — температура металла, К.

Результаты расчета давления насыщенных паров железа при различных температурах, а также содержания пыли в окислительной газовой фазе над металлом ( X , г/м 3 ) представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Давление насыщенных паров железа и запыленность газов при различных температурах

Согласно действующим санитарным нормам содержание пыли в газах, выбрасываемых в атмосферу, не должно превышать 0,1 г/м 3 . Из данных таблицы 1.1 видно, что при 1600 °С запыленность газов над открытой поверхностью металла выше допустимых значений. Поэтому необходимо очищать газы от пыли, состоящей в основном из оксидов железа.

Динамическая вязкость . Коэффициент динамической вязкости жидкости () определяется из соотношения

где F — сила взаимодействия двух движущихся слоев, Н;

S — площадь контакта слоев, м2;

– градиент скорости слоев жидкости по нормали к направлению потока, с-1.

Динамическая вязкость сплавов железа обычно колеблется в пределах 0,001 — 0,005 Па·с. Его величина зависит от температуры и содержания примесей, в основном углерода.При перегреве металла выше температуры плавления выше 25 — 30°С влияние температуры не существенно.

Кинематическая вязкость жидкости – это скорость передачи количества движения в единице массового расхода. Его значение определяется из уравнения

где — плотность жидкости, кг/м 3 .

Значение динамической вязкости жидкого чугуна близко к 6 10 -7 м 2 /с.

Плотность железа при 1550 — 1650°С составляет 6700 — 6800 кг/м 3 .При температуре кристаллизации плотность жидкого металла близка к 6850 кг/м 3 . Плотность твердого железа при температуре кристаллизации 7450 кг/м 3 , при комнатной температуре- 7800 кг/м 3 .

Из обычных примесей наибольшее влияние на плотность расплавов железа оказывают углерод и кремний, понижая ее. Поэтому обычный состав жидкого чугуна имеет плотность 6200 — 6400 кг/м 3 , твердого при комнатной температуре — 7000 — 7200 кг/м 3 .

Плотность жидкой и твердой стали занимает промежуточное положение между плотностью чугуна и чугуна и составляет соответственно 6500 — 6600 и 7500 — 7600 кг/м 3 .

Удельная теплоемкость жидкого металла практически не зависит от температуры. В оценочных расчетах его значение можно принять равным 0,88 кДж/(кг·К) для чугуна и 0,84 кДж/(кг·К) для стали.

Поверхностное натяжение железа имеет максимальное значение при температуре около 1550°С. В области более высоких и более низких температур его значение уменьшается.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.