Глава 6. Конструкционные материалы малой плотности

 

Алюминий и его сплавы

 

  1. Физико-химические свойства

 

tпл. = 660°С, ГЦК-решетка, Е ~ 71000 МПа, плотность d ~ 2,7 г/см3;

● не магнитный;

● электрическая проводимость хорошая σAl ~ 0,7 σCu;

● теплопроводность хорошая λAl ~ 0,55 λCu;

● коррозионная стойкость, стоек с пищевыми продуктами, не стоит в морской воде, стойкость зависит от чистоты (чем больше чистота, тем выше стойкость), Mn – единственный элемент, который повышает его коррозионную стойкость;

● очень склонен к схватыванию (в зонах трения не идет).

 

Маркировка:

- особой чистоты:

А999 – 99,999%;

А95 – 99,95%;

- технический:

А8 – 99,8%;

А1 – 99,7%;

А0 – 99,0%.

  1. Механические свойства

 

  σU (σB), МПа σ0,2, МПа δ, % НВ
особой чистоты
технической чистоты
декоративные 140-150      

 

● пластичность – легко деформируется;

● резание удовлетворительное;

● сваривание хорошее;

● литье удовлетворительное.

 

  1. Применение

 

1) электротехнические цели;

2) пищевая промышленность.

 

  1. Сплавы Al

I – деформируемые не упрочняемые ТО

Al+Mg (до 8%) – АМг-2 (2-3%), АМг-6 (6-7%) – сварные конструкции, кузовы:

 

  σU (σB), МПа δ, %
АМг-2 ~190
АМг-6 ~340
АМц ~130

 

II – деформируемые, упрочняемые ТО

Дуралюмины (Д): Al + (4-4,5)% Cu + 1,5% Mg + 0,6% Mn

ТО: закалка 500°С, вода, 2-3 часа + старение (есть на 6 суток, есть на 6 часов, 180°С)

 

σU (σB), МПа δ, % d, г/см3
400-500 10-14 2,8

Недостаток – ниже коррозионная стойкость.

 

Высокопрочные (В): Al + (8-9)% Zn + (2-2,5)% Cu + 3% Mg

ТО: закалка 470°С + старение 140°С

 

σU (σB), МПа δ, % d, г/см3
~680 2,9

 

Al+Li+Mg: закалка 520°С + старение 170°С

 

δ, % d, г/см3
2,5

 

Это основной конструкционный материал авиации (обшивка, лопасти винтов).

 

III – литейные

[Al+Si] – силумины, АК12 (12% Si)

σU (σB), МПа δ, %
~180

АК8М (8 Si + 1,5%Cu + 0,2%Ti + 0,4%Mg)

Сложные корпусные детали, литье под давлением.

 

§2. Магний и его сплавы (Al, Fe)

 

1. Физико-химические свойства

 

tпл. = 649°С, ГПУ-решетка, Е ~ 45000 МПа, плотность d ~ 1,74 г/см3;

● не магнитный;

● электрическая проводимость σMg ~ 0,3 σCu;

● теплопроводность λMg ~ 0,4 λCu;

● очень высокое сродство к кислороду;

● воспламеняется при 500°С;

● высочайшая деформирующая способность (гасит вибрации).

 

 

2. Механические свойства

σU (σB), МПа δ, %
~200

 

● пластичность – низкая, не деформируется – ТО горячая обработка давлением 400-450°С;

● резание отличное;

● свариваемость с защитой от окисления;

● литье удовлетворительное.

 

Применение – пиротехника.

 

3. Сплавы Mg

 

+ Al, + Zn

1) из-за ГПУ-решетки во всех оплавах очень медленная диффузия – нет высокой прочности, упрочняющая ТО: закалка 420°С, 15-30 часов + старение 200°С, 16-24 часа;

2) очень сложный состав, т.к. добавляют элементы для ускорения диффузии (Cd), против воспламенения (Be), для сохранения мелкого зерна.

 

Сплавы:

1) деформируемые

Маркировка:

МА5 (8-9%Al + 0,5%Zn + 0.3%Mn)

σU (σB), МПа δ, %
~320 12-14

 

2) литейные

Маркировка:

МА10 (8-9%Al + 7-8%Cd + 2-2/5%Ag)

σU (σB), МПа d, г/см3
~430 1,9

 

Применение деформируемых сплавов – сварные конструкции (платформы, петли, на которые крепится вибрирующая техника), литейных – корпусные детали (корпуса вибрирующих деталей).

 

Пластмассы

 

Строятся на базе полимеров (CH3-, C6H5-).

 

1. Линейное строение

 

Гибкие молекулы, сильные связи внутри молекулы, между молекулами связи нет.

При нагреве размягчаются, при охлаждении затвердевают (превращения обратимы и повторяются не один раз).

 


php"; ?>