Алюминиевые сплавы

Механические свойства алюминия

Алюминий по своим физическим свойствам значительно отличается от стали. Он почти в три раза легче стали, менее тверд, модуль его упругости в три раза меньше. Этот металл не имеет предел текучести (напряжение, соответствующее относительному остаточному удлинению 2/10).
Алюминий мягок, его растяжение при разрыве в чистом виде может достигать 60%; он характеризуется низкой прочностью. Чистый алюминий может подвергаться коррозии, но в этом случае через некоторое время он покроется защитной пленкой прочной окиси, благодаря которой деформирующий процесс прекратится.
Механические свойства алюминия, перечисленные выше, объясняют, почему он не используются в чистом виде. Алюминий требует укрепления, которое осуществляется несколькими способами: легированием - сплавлением с другими металлами (недостаток такой обработки заключается в том, что при заметном упрочнении при легировании алюминия уменьшается его стойкость к коррозии), нагартовкой (вытяжкой), термической обработкой, естественным или искусственным старением. Так как существует несколько способов упрочнения алюминия, в отношении алюминиевых сплавов используется большое количество марок. Состояние сплава может быть мягкое (М), полунагартованное (П), закаленное и искусственно состаренное в течение нескольких часов (Т1).

Алюминиевые сплавы в строительстве

Какие алюминиевые сплавы применяются в строительстве? В первую очередь, это сплавы алюминия и магния (марки АМг5В и АМг6). Они хорошо подвергаются сварке и устойчивы к коррозии. Термической обработке они не подвергаются, прочность их снижена по сравнению со сталью 3. Эти недостатки частично компенсируются небольшой массой металла, благодаря этому конструкция получается более легкой.
Однородная смесь, образовавшаяся вследствие сплава нескольких металлов - АМг6 - содержит до семи процентов алюминия и до 0,8 процента марганца. Иногда используется сплав АМг с небольшими показателями прочности, в основном при возведении ограждающих конструкций.
Ко второй группе сплавов, которые используются в строительстве, относят дюралюмины (марка Д). Это смесь алюминия, меди, магния и небольшого количества марганца. Дюралюмин – самый дешевый сплав алюминия. К его маркам, которые применяются в строительстве, относят Д16–Т. Это прочный сплав; после температурных воздействий и естественного старения его способность противостоять без разрушения механическим нагрузкам достигает 52 кН/см2, а текучесть – 38 кН/см2.
В отожженном состоянии получается марка Д16-М, в которой предел прочности алюминия снижается при удлинении в 13%.
В марке Д1-Т после термической обработки и старения получаем предел прочности и текучести меньший, чем у сплава марки Д16–Т: предел прочности – 36 кН/см2, предел текучести – 22 кН/см2.
Дюралюмин трудно поддается сварке, а при высоких температурных воздействиях может и вовсе потрескаться. Поэтому его лучше применять в клепаных соединениях. Стойкость дюралюмина к коррозии ниже, чем у сплавов из магния. Для упрочнения листы дюралюмина покрывают чистым алюминием.
Сплавы алюминия с кремнием и магнием дают сплавы АВ (авиаль) и высокопрочные сплавы марки В. Авиаль после термических воздействий и искусственного старения сплава имеет предел прочности до 33 кН/см2, текучести – до 28 кН/см2, удлинения – до 12%. Это марка АВ-Т1. Преимуществами авиаля являются стойкость к коррозии, пластичность, но его выплавка обходится дорого. Отожженный авиаль (марка АВМ) имеет более низкие характеристики прочности (12 кН/см2) при удлинении до 24%. 
К этой же группе относится сплав АД33, который имеет практически одинаковые характеристики с авиалем. 
Высокопрочные сплавы (марки В) содержат в составе цинк, медь и марганец.

Подытожим. Для производства металлических конструкций используются сплавы после термической обработки и старения (марка Т). Отожженные (марка М) используют для ограждения кровель, а также для сосудов, которые при изготовлении подвергаются большим пластическим деформациям.
В сварных конструкциях используется однородная смесь расплава из магния и авиаля, для клепаных– дюралюмина и авиаля. Высокопрочные же сплавы применяют в исключительных случаях.

 

Закрыть