Care este numele aliajului de aluminiu cu cupru? Producția de aliaje pe bază de cupru și aluminiu

Unul dintre cele mai comune metale de pe Pământ este aluminiu. Se mai numește și "metal zburător". În ciuda faptului că în natură nu se produce în forma sa pură, ea se găsește în multe minerale. Și cel mai obișnuit aliaj, care este folosit pentru a produce o mulțime de părți și structuri, este duralumin (dural).

El a fost inventat de omul de știință german Alfred Wilm, care a lucrat la Dürener Metallwerke AG (Düren). El a stabilit că un aliaj de aluminiu cu cupru are caracteristici mult mai bune decât metalul însuși în forma sa pură.

Grupa de aliaje de înaltă rezistență

De fapt, duralina este un întreg grup de aliaje, în care componenta principală este aluminiu, iar elementele sale de aliere sunt cupru, zinc, mangan și magneziu. Dar, în general, caracteristicile lor sunt determinate nu numai de compoziție, ci și de metoda de tratament termic. În 1903, pentru prima dată, sa descoperit că, în procesul de îmbătrânire, aliajul de aluminiu cu cupru devine și mai puternic și mai greu.

După cum sa dovedit mai târziu, aceasta se datorează faptului că atunci când metalul este stins timp de câteva zile la temperatura camerei după stingere, soluția sa solidă suprasaturază se descompune și, la rândul său, este însoțită de întărirea materialului.

Procesul de îmbătrânire și revenirea la starea anterioară

Așa cum sa spus deja mai devreme, îmbătrânirea metalelor este un proces important, care este cauzat de transformările structurale care determină modificări ale proprietăților fizice și mecanice. Poate fi natural și artificial. În primul caz, aliajul este menținut timp de câteva zile la temperatura camerei.

Cu îmbătrânirea artificială, timpul de procesare este scurtat, dar temperatura crește. Pentru a readuce aliajul la starea anterioară, acesta trebuie încălzit la 270 de grade timp de câteva secunde și apoi răcit rapid.

Producția de aluminiu

Pentru a face un aliaj de aluminiu cu cupru, aveți nevoie de echipamente de înaltă tehnologie și, bineînțeles, de metalul în sine. Se extrage din bauxită. Aceasta este o stâncă care trebuie să fie măcinată, adăugați apă la ea și aburi-o sub presiune ridicată. Astfel, siliciul este separat de alumină. Apoi, o masă groasă este plasată într-o baie specială cu criolit expandat. Conținutul este încălzit la 950 ° C și un curent electric de 400 kA este trecut prin el.

Acest lucru ne permite să rupem legătura dintre atomii de oxigen și aluminiu. Drept rezultat, acesta din urmă se află în fund ca metal lichid. Astfel, turnările lichide sunt realizate din aluminiu lichid. Acum metalul este complet pregătit pentru prelucrare. Cu toate acestea, pentru a-și crește rezistența, este necesar să se adauge elemente de aliere și să se obțină astfel un aliaj de aluminiu de înaltă calitate cu cupru.

Fabricarea durală

În total, toate aliajele de aluminiu sunt împărțite în două grupe: turnătorie și deformate. Procesul de producție depinde de exact ce fel de rezultat ar trebui să fie în cele din urmă. În plus, metoda de fabricație depinde și de caracteristicile necesare.

Pentru producția de duraluminiu, lingourile de aluminiu sunt topite într-un cuptor electric. Este interesant faptul că acesta este unul dintre putinele metale care pot fi transferate de la solid la lichid și viceversa de mai multe ori. Acest lucru nu va afecta caracteristicile sale. În aluminiul topit, pe rând se adaugă cupru și altele elemente de aliere, cum ar fi mangan, fier, magneziu. Este foarte important să se respecte raportul procentual: 93% aluminiu, 5% cupru, restul de 2% reprezintă alte elemente de aliere.

Încălzirea și recoacerea duraluminică

Obligatoriu pentru un astfel de aliaj este procesul de întărire. Timpul de menținere pentru piese mici este de numai câteva minute, iar temperatura este de aproximativ 500 ° C. Imediat după procedură, duralina este moale și vâscoasă. Este ușor deformat și procesat. După un timp, aliajul se întărește și proprietățile sale mecanice cresc. Dacă pragul de temperatură este depășit, se produce oxidarea și materialul își pierde caracteristicile. După răcire trebuie răcit ușor în apă rece.

Deci, deja știți ce se numește aluminiu cu cupru. Este adesea susceptibilă la deformare: laminare la rece, întindere, forjare. Astfel, există o așa-numită lucrare rece. Acesta este un proces în care mișcarea și multiplicarea dislocărilor apar în structura metalului. Ca urmare, aliajul își modifică structura, devine mai greu și mai puternic. Aceasta reduce ductilitatea și tenacitatea. Pentru ca deformările să treacă mai ușor și lucrul la rece nu distruge metalul, se recoacează. Pentru aceasta, aliajul este încălzit la 350 ° C și apoi răcit în aer.

Diagrama de stare a aliajului (aluminiu și cupru)

Pentru a descrie cel mai clar interacțiunea dintre componentele duralinei în stare solidă și lichidă și, de asemenea, pentru a explica natura schimbării proprietăților aliajului, se utilizează o diagramă de stare.

Se arată că cea mai mare solubilitate a Cu în aliaj cu aluminiu este observată la o temperatură de 548 ° C și în același timp este de 5,7%. Pe măsură ce crește temperatura, va crește, iar când scade, va scădea. Solubilitatea minimă (0,5%) va fi observată la temperatura camerei. Dacă duralina este temperată la peste 400 ° C, va deveni o soluție solidă și uniformă - alfa-.

În timpul acestui proces, soluția solidă se va descompune. Un comportament foarte neobișnuit este un aliaj de aluminiu și cupru, al cărui formulă este CuAl_2. Procesul este însoțit de eliberarea fazei în exces a lui Al. Această decădere are loc mult timp. Aceasta este îmbătrânirea naturală pe care am menționat-o mai devreme.

Proprietățile aliajului

Alierea metalelor aceste elemente sau alte elemente permit creșterea caracteristicilor acestora. Vă amintiți numele aliajului de aluminiu cu cupru? Ce proprietăți are el?

Aluminiul în sine este foarte ușor, moale și complet fragil. Este solubil în alcalii puțin uscate și acizi. Adăugând cupru și magneziu în aluminiu, puteți obține un aliaj destul de puternic. Parametrii performanței sunt destul de ușor de îmbunătățit - lăsați-l să se așeze la temperatura camerei. Deci, efectul îmbătrânirii mărește puterea duralinei, așa cum am discutat mai sus.

Aluminiul în sine este destul de ușor. Un procent mic de cupru nu încarcă aliajul. O altă caracteristică pozitivă este capacitatea de a topi din aliaj de multe ori. Cu toate acestea, nu își va pierde proprietățile. Singurul lucru necesar este să-i dăm o "odihnă" după ce am jucat câteva zile.

Dezavantajul duralinei este rezistența la coroziune scăzută. Prin urmare, cel mai adesea acest material este acoperit cu un strat curat de aluminiu sau vopsit cu lacuri și vopsele.

Aliaje de aluminiu și aplicarea lor

Pentru prima dată, dyurale a fost utilizat pentru fabricarea dirijabilelor. Luminozitatea și forța acestui material au făcut posibilă crearea unei mașini excelente de zbor. Pentru aceasta, marca D16T a fost utilizată. În prezent, aliajele cu aluminiu, zinc, cupru și alte elemente de aliere sunt utilizate pe scară largă în astronautică, aviație și alte domenii de inginerie.

De exemplu, utilizarea duraluminilor în fabricarea automată poate reduce semnificativ greutatea și costul, dar va fi suficient de puternică.

În general, se poate observa că gama acestui aliaj este destul de largă: țevi, fire, foi, panglici, bare și părți turnate de diferite forme. Una dintre cele mai populare și populare branduri este încă D16t. Litera mică "t" de la capăt al etichetei înseamnă că aliajul este temperat și natural învechit. Se folosește:

• În proiectarea vehiculelor spațiale, navelor și aeronavelor.
• Pentru fabricarea diferitelor piese pentru mașini-unelte și mașini.
• Pentru fabricarea semnelor stradale, semne rutiere.

Numele unui aliaj de aluminiu și cupru trebuie să fie cunoscut tuturor. Dyural este de asemenea utilizat în industria petrolieră. Astfel, țevi speciale din aceasta pot asigura o funcționare bună timp de 6-7 ani.

Numele aliajului de aluminiu și cupru este ușor de reținut. Deci, am spus ce proprietăți are și unde este aplicată. Poate înlocui cu ușurință laminarea oțelului, mai ales dacă este necesar să se facă un design mic.