j v 3

Шержоние добавок %/бес1

Рис 414 Влияние примесей на электро- Р с 416 Влияние лоба проводность алюминия вок на теплопроводшсть

алюминия

/7го,о

ff f -? J 4 6}. Сорержоше da6aioii.%fSed

Рис. 415. Влияние добавок иа электропроводность алюминия

102 0.(74 е. Z 1брс1

006 Fe

Рис. 417. Диаграмма состояния системы алюминий - железо (сторона алюминия). Граница растворимоспи железа в алюминии в твердом состоянии

Железо является вредной примесью в алюминии, а также в сплавах алюминия с кремнием и магнием. Оно снижает коррозионную стойкость алюминия и заметно уменьшает его электропроводность и пластичность, но несколько повышает прочность. Однако в жаропрочных алюминиевых сплавах железо (в сочетании с никелем) является полезным.

Кремний является обычной примесью в алюминии. В сплавы на алюминиевой основе кремний наряду с медью, магнием, цинком, а также марганцем, никелем и хромом вводится в качестве основного компонента. Образующиеся при этом соединения СиАЬ, MgsSi, CuMgAb и др. являются эффективными упрочни-телями алюминиевых сплавов.

Диаграмма состояния алюминий-кремний показана на рис. 418.

Из диаграммы видно, что кремний растворяется в алюминии при температуре эвтектики 577° до 1,650. С понижением температуры область твердого раствора а резко уменьшается. На механические и физико-химические свойства алюминия кремний влияет так же, как и железо.

Примеси кальция и другие, присутствующие в стандартных марках алюминия в ничтожном количестве, не имеют практического значения. Незначительные добавки церия, натрия и титана оказывают существенное влияние на структуру и свойства определенных алюминиевых сплавов.

Водород значительно растворим, особенно в расплавленном алюминии (см. далее табл. 433). Он оказывает отрицательное влияние, так как вызывает брак литья по пористости.

Водяной пар, диссоциирующий при температуре 500° и выше, также оказывает на алюминий вредное действие.

Азот, окись углерода, углекислый и сернистый газы при высоких температурах могут вступать в реакцию с алюминием с образованием тугоплавких соединений.

Кислород энергично реагирует с алюминием с образованием амфотерного тугоплавкого окисла AI2O3.

Алюминий активно реагирует с галогенами.

л, 7.7Sec)

Рис 418. Диаграмма состояния системы алюминий - кремний. Сторона алюминия. Граница растворимости кремния в алюминии в твердом состоянии

Алюминии и его важнейшие сплавы

КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЯ

Алюминий и его сплавы характерны высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях как сельской местности, так и городских промышленных районов

Сернистый газ, сероводород, аммиак и другие газы, находящиеся в воздухе промышленных районов, не оказывают заметного влияния на скорость коррозии алюминия и его сплавов Алюминий практически не корродирует в дистиллированной и чистой пресной (естественной) воде даже при высоких температурах (до 180°). Действие пара на алюминий и его сплавы также незначительно.

Вода, содержащая примеси щелочей, резко повышает скорость коррозии алюминия. Скорость коррозии алюминия при комнатной температуре в аэрированной воде, содержащей О,!* / едкого натра, равна ~ 16 мм/год, О, Jo/ci соляной кислоты - ~ 1 мм/год и IVc соды - 4 мм/год

Алюминий и его сплавы, не содержащие меди, достаточно стойки в естественной (не загрязненной) морской воде. На этих сплавах обычно наблюдается точечная коррозия, а потому устойчивость алюминия и его сплавов в морской воде определяется не по изменению веса образцов и не по скорости проникновения коррозии, а по изменению механических свойств этих сплавов Сернокислые нейтральные соли магния, натрия, аммония, а также гипосульфит практически не действуют на технический

алюминий Скорость корро

ЗИП алюминия возрастает в присутствии в воде солей р.тути, меди или ионов хлора, разрушающих защитную окисную пленку на алюминии.

Кислые рудничные воды являются довольно агрессивными, однако стальные или оцинкованные трубы в этих условиях корродируют значительно быстрее, чем алюминиевые. Минеральные кислоты сильно действуют на алюминий и его сплавы.

Однако в концентрированной азотной кислоте при комнатной температуре алюминий и его сдлавы устойчивы, но быстро разрушаются в разбавленных кислотах (рис. 419).

Нотентрацив. /.lOecJ

Рис 419 Зависимость скорости коррозии чистого алюминия в азотной и серной кислотах от концентрации и температуры

Алюминий технический

Слабые растворы серной кислоты, концентрацией до 1(У>/о, при комнатной температуре незначительно влияют на технический алюминий, но с повышением концентрации и температуры скорость коррозии резко возрастает (см. рис. 419). В 100/о-ной серной кислоте алюминий практически устойчив. Соляная кислота быстро разрушает алюминий и его сплавы, особенно с повышением температуры. Такое же действие на алюминий оказывают растворы плавиковой и бромистоводородной кислот. Слабые растворы фосфорной (менее 1*/а), хромовой (до 1(У>/а) и борной кислоты (при всех концентрациях) на алюминий и его сплавы действуют незначительно. Органические кислоты: уксусная, масляная, лимонная, винная, пропионовая, яблочная, глю-коновая, а также кислые (незагрязненные) фруктовые соки, вино оказывают слабое влияние на алюминий и его сплавы. Ис ключением являются: щавелевая, муравьиная и другие кислоты.

Алюминий и его сплавы быстро разрушаются в растворах едких щелочей, однако в растворах аммиака эти сплавы довольно стойки, особенно сплавы, содержащие магний Амины также незначительно действуют на эти сплавы.

Следует отметить, что алюминий и однофазные сплавы на алюминиевой основе более стойки в коррозионном отношении, чем сплавы двухфазные и многофазные. Алюминиевомед-ные сплавы с грубыми выделениями Al2Cu(p) корродируют быстрее, так как потенциал растворения этого соединения отличается от потенциала твердого раствора. Однако алюминиевомар-ганцевые сплавы в присутствии фазы AleMn весьма устойчивы, так как потенциал этого соединения и основного твердого рас-iBOpa очень близки. Алюминий в контакте с большинством технических металлов и сплавов, являющихся более благородными по ряду напряжений (см. далее табл. 438), будет служить анодом, и, следовательно, коррозия его в электролитах будет прогрессировать.

В морской воде или в растворе хлористого натрия коррозия алюминия в контакте с обычной сталью будет ускоряться, также как и в контакте с нержавеющей сталью, но несколько в меньшей степени. Однако в некоторых растворах наблюдается обратное явление. При контакте алюминия с цинком в щелочных растворах скорость коррозии алюминия увеличивается, а в кислых или нейтральных растворах вследствие перераспределения потенциалов произойдет преимущественное разрушение цинка.

АЛЮМИНИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

Свойства и химический состав алюминия технического см. табл. 374-379.

Алюминий и его важнейшие сплавы.

Алюминий технический

с гг

S к р.

ю го

S X S

& S

о. о

я S о

a x

о tB

5 1 1

ё Й 5

их к о s

><; со cfl

s OJ о

-j- га 03

3 3- со к

д; ч с

с л cq

о vd а

к о s

2 у *

x л со

со t- s

о в-

о м-

I I

о -

Ю 00

о о о о

CD о

о -

CQ PQ < <

о о

о о

< <

2 3g

ч & а.

со i< со I S §

g s

я CO 3 s 4 s Sec

in о czT

- со

о. а:

- я л

сг fa л

S 5 m

Ч 1)

2 с о § о Й

О) <

3 j 5

?,

си (u S § x

i 1

- со ю

ооо ооо

а. s 1 а о

<N - со ооо о - --о о о

ю ю со -. со

о-оо

0 h-- ю

01 о а>

о о

t- с а> с

со \с

i Ii

-s s n о

Таблица 375

Физические и механические свойства алюминия

Наименование

Значение

Примечание

Температура плавления, °С........

Плотность:

при 20°, г/см ............

700° ............

Скрытая теплота плавления, кал/г . . . . Увеличение объема при плавлении, % ... Удельная теплоемкость при 20°

кал/г °С ...............

Теплопроводность, кал/см сек °С:

при 20° ...............

700°...............

Коэффициент линейного расширения, мм, при:

20-100° ..............

200-300° ..............

500-600° ............

Электросопротивление (99,5% А1) при 20°,

ом ммУм...............

Температурный коэффициент электросопротив-

лечия .................

Модуль нормальной упругости при 20°, кг/им Модуль нормальной упругости при 200°,

кг/мм ................

Модуль сдвига при 20°, кг/мм ......

Модуль сжатия, (кг/мм )~ .......

Коэффициент Пуассона ..........

Предел прочности при растяжении, кг/мм

То же..................

Поедрл упругости, кг/мм .........

Предел текучести, кг/мм .........

То же..................

Предел усталости (500x10 циклов), кг/мм

То же..................

Предел ползучести, кг/мм , прн:

15°.................

100°.................

200°.................

Предел прочности при срезе, кг/мм . . . .

То же..................

Относительное удлинение, % .......

То же..................

Относительное сужение, % ........

То же..................

Ударная вязкость при 20°, кем/см . . . .

Твердость по Бринелю, кг/мм .......

То же..................

..................

658,7

2,7 2,37 93 6,5

0,222

0,52 0,22

23,8 Ш 27,5 10 33,5 10

1-6 ,-6

0,027-0,030

0,0042 7200

5500 2760 0,134 10- 0,33 8 15 3-4 5-8 12 4 5

0,7 6

10 30-40 5-10 70-90 50-60

25 30-35

Отожженный То же

Деформированный Отожженный То же

Деформированный

Отожжеииый

Деформированный

Отожженный

Деформированный

Отожженный

Деформированный

Отожженный

Деформированный

Литой

То же

Отожженный Деформирован н ый