Алюминий и его сплавы. В зависимости от степени чистоты первичный алюминий делится на три класса: особой чистоты А999 (99,999% Al)

В зависимости от степени чистоты первичный алюминий делится на три класса: особой чистоты А999 (99,999% Al), высокой чистоты А995, А99, А97, А95 (99,995 … 99,95% Al) и технической чистоты А85, А8, А7, А7Е, А6, А5, А5Е, А0 (99,85... 99,0% Al) – ГОСТ 11069-74. Буква Е указывает на то, что алюминий имеет гарантированные электротехнические характеристики.

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 и свойствам. Все сплавы алюминия можно разделить на три группы: деформируемые, литейные и спеченные (получаемые методом порошковой металлургии).

Деформируемые алюминиевые сплавы делятся на сплавы неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой.

К деформируемым алюминиевым сплавам неупрочняемым относятся сплавы системы АI - Мn и АI - Мg.

ГОСТом 4784-97 определены марки неупрочняемого деформируемого алюминия и его сплавов (и сопоставление их с марками по международным стандартам ИСО 209-1):

алюминий -АД000(А199,8),АД00(А199,7),АД00Е(ЕА199,7), АД0(А199,5) и т.д.;

система Al–Mn - ММ (АlМnМg0,5), АМц, АМцС, Д12 (АlМn1Мg1). Состав сплавов марки ММ: Si = 0,6%, Fe = 0,7%, Cu = 0,3%, Mn = 1,0-1,5%, Mg = 0,2-0,6%, Cr = 0,1%, Zn = 0,25%, Ti = 0,1%; марки АМц: Si = 0,6%, Fe = 0,7%,Cu = 0,05-0,20%, Mn = 1-1,5%, Zn = 0,1%.

система Al - Mg - АМг0,5, АМг1, АМг1,5, АМг2, АМг2,5, АМг3, АМг3,5, АМг4, АМг4,5, АМг5, АМг6. Цифры, следующие за буквами АМг, соответствуют примерному содержанию магния в этих сплавах. Например, в сплаве АМг1,5 содержится Si = 0,4%, Fe = 0,5%, Cu = 0,15%, Mn = 0,1-0,5%, Mg = 1,7-2,4%, Cr = 0,15%, Zn = 0,1%.

Все остальные алюминиевые сплавы относятся к упрочняемым термической обработкой.

Сплавы нормальной прочности на основе системы Al – Cu – Mg и Al – Cu – Mn называются дуралюминами (обозначаются буквой Д) и алюминием ковочным (обозначают буквами АК). ГОСТ 4784-97 определяет марки дуралюмина: Д1(АlСu4МgSi), Д16(AlCuMg1), Д16ч, Д18, Д19, Д19ч, В65; марки алюминия ковочного: АК6, АК8, АК4, АК4-1,АК4-1ч. Цифры означают условный порядковый номер сплава. Состав сплавов марки Д1:Si =0,2-0,8%, Fe = 0,7%, Cu = 3,5-4,5%, Mn = 0,4-1,0%, Mg = 0,4-0,8%, Ti = 0,15%, Cr = 0,1%, Zn = 0,25%; марки В65: Si=0,5%, Fe=0,2%, Cu = 3,9-4,5%, Mn = 0,3-0,5%, Mg = 0,15-0,3%, Zn = 01%, Ti=0,1%; марки AK4:Si = 0,5-1,2%, Fe = 0,8-1,3%, Cu = 1,9-2,5%, Mn = 0,2%, Mg = 1,4-1,8%, Ti = 0,1%, Ni = 0,8-1,3%. Сплавы АК4, АК4-1, АК4-1ч являются жаропрочными.

Высокопрочные алюминиевые сплавы (системы Al – Zn - Mg) обозначаются буквой В. ГОСТ4784-97 определяет марки: 1915 (АlZn4,5Mg1,5Mn), 1925 (АlZnMg1,5Mn), В93пч, В95, В95пч, В95оч, В95-1, В95-2, АЦпл. Цифры означают условный номер сплава. Состав сплава марки В95оч: Si = 0,1%, Fe = 0,15%, Cu =1,4-2,0%, Mn = 0,2-0,6%, Mg = 1,8-2,8%, Cr = 0,1-0,25%, Zn = 5-6,5%, Ti = 0,05%.

Алюминиевые сплавы повышенной пластичности и коррозионной стойкости обозначаются буквами АД – алюминий деформируемый. ГОСТ 4784-97 определяет марки (системы Al – Mg - Si) АД31(AlMg07Si), АД31Е(E-AlMgSi), АД33(AlMg1SiCu), АД35(AlSi1MgMn), АВ (сплав авиаль). Цифры указывают чистоту алюминия, буква Е –сплав с электрическими свойствами. Состав сплава АД31: Si = 0,2-0,6%, Fe = 0,5%, Cu = 0,1%, Mn = 0,1%, Mg = 0,45-0,9%, Cr = 0,1%, Zn = 0,2%.

Алюминиевые сплавы для изготовления проволоки для холодной высадки имеют в маркировке букву П:Д1П, Д16П, Д19П, АМг5П, В95П. Сплавы, предназначенные для изготовления сварочной алюминиевой проволоки, имеют в маркировке буквы Св:СвА99, СвА97, СвА85Т, СвА5, СвАМц, СвАМг3, СвАМг5, СвАМг6, СвАМг63, СвАМг61, СвАК5, СвАК10.

Литейные алюминиевые сплавы ГОСТ 1583-93 делит на 5 групп:

I группа – на основе системы Al – Si – Mg: АК12 (АЛ2), АК13(АК13),АК9(АК9),АК9с(АК9с),АК9ч(АЛ4),АК9пч (АЛ4-1), АК8л(АЛ34), АК7(АК7), АК7ч(АЛ9), АК7пч(АЛ91), АК10Су(АК10Су) и др.;

II группа - системы Al – Si – Cu: АК5Мч (АЛ5-1), АК5М (АЛ5), АК5М2 (АК5М2), АК5М7 (АК5М7), АК6М2 (АК6М2), АК5М4 (АК5М4), АК8М3 (АК8М3), АК8М3ч (ВАЛ8), АК9М2 (АК9М2) и др.;

III группа – системы Al–Cu:АМ5(АЛ19),АМ4,5Кд (ВАЛ10);

IV группа – системы Al – Mg: АМг4К1,5М (АМг4К1,5М), АМг5К (АЛ13), АМг5Мц (АЛ28). АМг6л (АЛ23) и др.;

V группа – системы Al- прочие компоненты: АК7Ц9 (АЛ11), АЦ4Мг(АЛ24), АК9Ц6(АК9Ц6) и др.

В скобках литейных алюминиевых сплавов указаны обозначения марок по ГОСТ 1583, ОСТ 48-178 и по Техническим условиям.

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, л - литейный.

Пример расшифровки сплава марки АК12М2МгН (АЛ30): алюминий литейный (системы Al-Si-Cu), 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.

В промышленности используют дисперсно-упрочненныекомпозиционные материалы на алюминиевой основе.

Спеченные алюминиевые порошки - САП-1, САП-2, САП-3, САП-4 – алюминий в виде порошка или пудры, упрочненный частицами оксида алюминия Al₂O₃. Получают их путем последовательного брикетирования, спекания и прессования окисленной с поверхности алюминия пудры. Цифры - условный порядковый номер сплава, но с увеличением номера возрастают содержание Al₂O₃ в сплаве, его прочность, твердость и жаропрочность. При этом уменьшается пластичность сплава.

Спеченные алюминиевые сплавы – САС-1, САС-2, где цифры – условный порядковый номер сплава, изготовленные, в основном, по той же технологии что и САП, вместо алюминиевого порошка в основе имеют окисленные сплавы. В своем составе сплавы имеют 25-30% Si; 5-7% Ni; остальное – Al.