Набор свойств этого металла уникален, поэтому среди сфер его применения – и медицина, и производство монет, и алмазная промышленность. Прежде всего, в случае с ниобием отмечается его высокая устойчивость к большинству химических веществ, а также податливость к обработке при низких температурах. Для этого металла также характерна высокая температура перехода, что является определяющим фактором для производителей магнитов и сверхпроводящих кабелей.

Ниобий: химические свойства

Химическая устойчивость ниобия проявляется во взаимодействии с азотной, соляной, серной и ортофосфорной кислотами. Растворить металл можно лишь в сильно концентрированной едкой щелочи или концентрированной серной кислоте, предварительно нагрев ниобий до 150°C.

Соединения Nb с другими химическими элементами:

• добавление графита приводит к созданию твёрдых и жаропрочных карбидов – NbC и Nb₂C
• добавление серы позволяет получать сульфиды – NbS, NbS₂ и NbS₃
• с натрием ниобий образует нитриды – NbN и Nb₂N
• прокаливание на воздухе приводит к окислению металла – Nb₂О₅

Физические свойства Ниобия

Наиболее интересная особенность ниобия – возможность обработки давлением при небольших температурах и одновременное сохранение параметров и свойств металла при высоких температурах. Это хорошо видно по пределу прочности металла и его относительному удлинению:

• предел прочности при 20^оС – 342 Мн/м²
• предел прочности при 800^оС – 312 Мн/м²
• отн. удл. при 20^оС – 19,2%
• отн. удл. при 800^оС – 20,7%

Основные физические свойства ниобия:

• плотность – 8,57 г/см³ (20°С)
• температура плавления – 2500°С
• температура кипения – 4927°С
• теплопроводность при 0°С – 51,4 вт/(м·К)
• теплопроводность при 600°С – 56,2 вт/(м·К)
• удельное объемное электрическое сопротивление (0°С) – 15,22·10^-8 ом·м (15,22·10^-6 ом·см)
• твердость по Бринеллю чистый ниобий – 450 Mн/м²
• твердость по Бринеллю технический ниобий – 750-1800 Mн/м²

При добавлении в состав сплава ниобия элементов азота, водорода, кислорода или углерода его пластичность уменьшается, а твердость повышается.

Ниобий: применение

Металлургия нуждается в данном металле, как в элементе, заметно улучшающем характеристики сталей и сплавов. Промышленность использует ниобий для производства самых ответственных изделий:

• оболочки реакторов урановых и плутониевых установок
• трубы для газо- и нефтепроводов
• трубы и ёмкости для расплавленных металлов
• детали электролитических конденсаторов
• огнеупорные материалы
• арматура для ламп
• специальные стекла
• карбиды
• всевозможные изделия для химической промышленности, отличающиеся повышенной коррозионной стойкостью и т.д.

Кроме этого ниобий востребован в медицине (производство имплантатов), электронике и космической промышленности.

Ниобий: цена

В зависимости от того, в каком виде предлагается ниобий, цена за грамм этого металла может существенно варьироваться. Так, по состоянию на второй квартал 2015 года цена ниобия на российском рынке составляла (за кг):

• в виде оксида (марка НБО-1) – 2470 руб. ($50)
• в виде порошка (марка НБП1В) – 8900 руб. ($80)
• в виде проволоки (марка НБ1) – 12900 руб. ($260)
• в слитках (марка НБ1) – 11950 руб. ($240)
• в штабиках (марка НБШ-1) – 9850 руб. ($200)

Таким образом, цена за грамм ниобия может составлять 2,4-12,9 рублей.

Этот химический элемент, который впоследствии с атомной массой в 91,224 г/моль занял 40-е место в таблице Д.И. Менделеева, был получен шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом в начале XIX века. За основу был взят оксид ZrO2, который обнаружили в драгоценном камне, привезенном еще одним ученым – Мартином Генрихом Клапротом – с Цейлона. Успешным оказалось воздействие на фторцирконат калия металлического натрия:

К2[ZrF6] + 4Na → Zr + 2KF + 2NaF

Итогом опытов стало получение чистого циркония – блестящего, серебристо-белого металла, невероятно пластичного, но вместе с тем достаточно плотного. Впоследствии выяснилось, что Zr прекрасно поддается обработке – горячей и холодной (ковка, прокатка, штамповка), но практически полностью теряет свои лучшие качества, получая неметаллические примеси.

Физические свойства Циркония

Известны 2 кристаллические модификации циркония:

• α-цирконий – гексагональная плотноупакованная решетка (а = 3.228Å; с = 5,120Å)
• β-цирконий – кубическая объемноцентрированная решетка (а = 3,61Å)

Получение β-формы из α-формы возможно при нагревании металла до 862°С.

Цирконий обладает следующими физическими свойствами:

• плотность циркония – 6,45 г/см3 (при нормальных условиях, т.е. при 20°С)
• температура плавления – 1825°С
• температура кипения 3580-3700°С
• удельная теплоемкость (25-100°С) – 0,291 кдж/(кг·К) [0,0693 кал/(г·°С)]
• коэффициент теплопроводности (50°С) – 20,96 вт/(м·К) [0,050 кал/(см·сек·°С)]
• температурный коэффициент линейного расширения (20-400°С) – 6,9·10-6
• удельное электрическое сопротивление (20°С) – 44,1 мком·см

Металл, имеющий в качестве примесей водород, углерод, азот или кислород, заметно увеличивает в своей хрупкости. Чистый же цирконий наделен:

• модулем упругости (20 °С) – 97 Гн/м2(9700 кгс/мм²)
• пределом прочности при растяжении – 253 Мн/м² (25,3 кгс/мм²)
• твердостью по Бринеллю – 640-670 Мн/м² (64-67 кгс/мм²)

Коррозионная стойкость циркония

Защита от коррозии – вот то качество, которое в случае с цирконием зачастую ставится во главу угла. Данный элемент не растворим ни в щелочах, ни в азотной или соляной кислотах. Это прекрасный легирующий элемент, который делает любые многокомпонентные магниевые сплавы на порядок более коррозионно-устойчивыми.

Помимо коррозионной защиты цирконий способен заметно улучшать и другие качества сплава: сохранять его вязкость, повышать ударопрочность, а в медных сплавах – сохранять электропроводность на фоне значительного упрочнения. Всего нескольких десятых процента Zr в магниевом сплаве увеличивают его прочность вдвое. Почти то же можно сказать и об алюминиевых сплавах, которые при наличии циркония на порядок повышают свои эксплуатационные характеристики.

Цирконий в металлургии

Цирконий – металл, широко используемый в металлургии. Прежде всего, его применяют в качестве высокоэффективного раскислителя (по этим свойствам Zr оказался лучше титана и марганца). Также цирконий способствует сохранению вязкости сталей, наделяя при этом их стойкостью к большим ударным нагрузкам. Наконец, элемент Zr выводит из сплава газы и серу, а значит, способствует сохранению пластичности металла.

Для примера: металлический сплав без циркония выдерживает ударную нагрузку в 900 кг. Лишь 0,1-процентная добавка Zr повышает её до 1600 кг.

В цветной металлургии цирконий выступает в качестве легирующего элемента, а также используется для повышения теплостойкости алюминиевых сплавов.

Своё название цинк получил с лёгкой руки Парацельса, назвавшего этот металл «zincum» («zinken»). В переводе с немецкого это означает «зубец» – именно такую форму имеют кристаллиты металлического цинка.

Нахождение цинка в природе

В чистом виде цинк в природе не встречается, однако он содержится в земной коре, в воде и даже практически в каждом живом организме. Его добыча чаще всего осуществляется из минералов: цинкита, виллемита, каламина, смитсонита и сфалерита. Последний является наиболее распространенным, а его основную часть составляет сульфид ZnS. Сфалерит в переводе с греческого – обманка. Такое название он получил из-за трудности определения минерала.

Zn можно обнаружить в термальных водах, где он постоянно мигрирует, осаждаясь в виде того же сульфида. В роли главного осадителя цинка выступает сероводород. В качестве биогенного элемента цинк активно участвует в жизни многих организмов, причем некоторые из них концентрируют в себе этот элемент (отдельные виды фиалок).

Наиболее крупными месторождениями минералов с содержанием Zn располагают Боливия и Австралия. Основные месторождения цинка в России находятся в Восточно-Сибирском и Уральском регионах. Общие прогнозируемые запасы страны – 22,7 млн. т.

Цинк: производство

Главное сырье для добычи цинка – это полиметаллическая руда, содержащая сульфид Zn в количестве 1-4 %. В дальнейшем это сырьё обогащается селективной флотацией, позволяющей получить цинковый концентрат (до 50-60 % Zn). Его помещают в печи, превращая сульфид в оксид ZnO. Затем обычно применяется дистилляционный (пирометаллургический) способ получения чистого Zn: концентрат обжигается и спекается до состояния зернистости и газопроницаемости, после чего восстанавливается коксом или углем при температуре 1200-1300°C. Простая формула показывает, как из оксида цинка получить цинк:

ZnO+С=Zn+CO

Данный способ позволяет добиться 98,7-процентной чистоты металла. Если же необходима чистота в 99,995%, применяется технологически более сложная очистка концентрата ректификацией.

Физические и химические свойства цинка

Элемент Zn, с атомной (молярной) массой 65,37 г/моль занимает в таблице Менделеева ячейку под номером 30. Чистый цинк – это металл сине-белого цвета с характерным металлическим блеском. Его основные характеристики:

• плотность – 7,13 г/см³
• температура плавления – 419,5^оС (692,5 К)
• температура кипения – 913^оС (1186 К)
• удельная теплоемкость цинка – 380 дж/кг
• удельная электропроводность – 16,5*10^-6 см/м
• удельное электрическое сопротивление – 59,2*10^-9 ом/м (при 293 К)

Контакт цинка с воздухом приводит к образованию оксидной пленки и потускнению поверхности металла. Элемент Zn легко образует оксиды, сульфиды, хлориды и фосфиды:

2Zn+О₂=2ZnО

Zn+S=ZnS

Zn+Сl₂=ZnСl₂

3Zn+2Р=Zn₃Р₂

Цинк взаимодействует с водой, сероводородом, отлично растворяется в кислотах и щелочах:

Zn+Н₂О=ZnО+Н₂

Zn+Н₂S=ZnS+Н₂

Zn+Н₂SO₄=ZnSO₄+Н₂

4Zn+10НNО₃=4Zn(NО₃)2+NН₄NО3+3 Н₂О

Zn+2КОH+2Н₂О=К2[Zn(ОН) ₄]+Н₂

Также цинк взаимодействует с раствором CuSO₄, вытесняя медь, поскольку она менее активна, нежели Zn, а значит, первой выводится из раствора соли.

Цинк может находиться не только в твердом или пылеобразном виде, но и в виде газа. В частности, пары цинка возникают при сварочных работах. В данном виде Zn представляет собой яд, который становится причиной появления цинковой (металлической) лихорадки.

Сульфид цинка: физические и химические свойства

Свойства ZnS представлены в таблице:

В нормальных условиях радиоактивный элемент уран – это металл, имеющий большую атомную (молекулярную) массу – 238,02891 г/моль. По этому показателю он занимает второе место, т.к. тяжелее него только плутоний. Получение урана связано с последовательным выполнением целого ряда технологических операций:

• концентрирование породы, её дробление и осаждение тяжелых фракций в воде
• выщелачивание концентрата или кислородная продувка
• перевод урана в твёрдое состояние (оксид либо тетрафторид UF₄)
• получение уранилнитрата UO₂(NO₃)₂ путем растворения сырья в азотной кислоте
• кристаллизация и прокаливание до получения оксида UO₃
• восстановление водородом до получения UO₂
• получение тетрафторида UF₄ путем добавления газообразного фтористого водорода
• восстановление металлического урана при помощи магния или кальция

Минералы урана

Наиболее распространенные минералы U:

• Настуран (уранинит) – самый известный оксид, который называют «тяжелой водой»
• Карнотит
• Тюямунит
• Торбернит
• Самарскит
• Браннерит
• Казолит
• Клевеит

Производство урана

По данным российской компании Росатом, входящей в число мировых лидеров глобального уранового рынка,  всего на планете в 2014 году было добыто свыше 3 тысяч тонн урана. При этом, по словам представителей горнорудного дивизиона данной госкорпорации, объем российских запасов этого металла составляет 727,2 тысяч тонн (3-е место в мире), что гарантирует бесперебойную поставку необходимого сырья в течение многих десятилетий.

Уран: химические свойства

Основные химические свойства урана представлены в таблице:

Элемент U, подобно кюрию и плутонию, является искусственно получаемым элементом семейства актиноидов. Его химические свойства во многом схожи с характеристиками фольфрама, молибдена и хрома. Для урана характерна переменная валентность, а также склонность к образованию (UO₂)+2 – уранила, являющегося комплексным ионом.

Методы обогащение урана

Как известно, природный U содержит 3 изотопа:

• 238U (99,2745%)
• 235U (0,72%)
• 234U (0,0055%)

Под обогащением урана понимается увеличение в металле доли изотопа 235U – единственного, который способен на самостоятельную цепную ядерную реакцию.

Чтобы понять, как обогащают уран, необходимо учитывать степень его обогащения:

• содержание 0,72% – может использоваться в некоторых энергетических реакторах
• 2-5% – применяется в большинстве энергетических реакторов
• до 20% (низкообогащенный) – для экспериментальных реакторов
• более 20% (высокообогащенный или оружейный) – ядерные реакторы, оружие.

Как обогащают уран? Существует множество методов обогащения урана, но наиболее применимыми являются следующие:

• электромагнитный – разгон элементарных частиц в специальном ускорителе и их закручивание в магнитном поле
• аэродинамический – продувка газообразного урана через специальные сопла
• газовое центрифугирование – находящийся в центрифуге урановый газ движется и по инерции отталкивает тяжелые молекулы к стенкам центрифуги
• газодиффузионный метод обогащения урана – «просеивание» легких изотопов урана через мелкие поры специальных мембран

Где используется уран?

Основная сфера применения урана – топливо для ядерных реакторов, реакторов атомных электростанций, ядерных силовых установок. Кроме этого, изотоп 235U используется в ядерном оружии, в то время как необогащенный металл с высокой долей 238U позволяет получать вторичное ядерное топливо – плутоний.

Этот мягкий металл человечество применяло в своём быту задолго до получения стали. Когда было открыто олово? Первые упоминания об олове датируются 4000 г. до н.э. Сегодня этот элемент по-прежнему востребован, хотя с точки зрения нахождения в природе считается достаточно редким. Применяется он как в чистом виде, так и в сплавах с медью, т.е. в виде бронзы.

Способы добычи олова

Обнаружить олово можно в оловянных рудах, которые подвергаются обогащению при помощи самых разных способов. В давние времена такое сырье просто вымывали до получения оловянного концентрата (содержание Sn – 40-70%). Далее концентрат обжигался в печах для удаления летучих примесей, а затем выщелачивался соляной кислотой для удаления железа, висмута и др. металлов. Полученное черновое олово содержало еще около 7-8% примесей.

Для получения металла высоких сортовых марок с долей Sn в 96,5-99,9% применяется электролитическое или огневое рафинирование. Если же стоит задача получить Sn чистотой 99,99985%, применяется технология зонной плавки.

Однако в наши дни человечество всё чаще добывает олово другим способом: переплавляет старые консервные банки, где Sn нанесен на жесть тонким слоем. В данном случае применяется обработка материала газообразным хлором, что позволяет получить хлорное олово SnCl₄. Далее его последующая обработка в электролизере дает возможность получить металлическое олово.

Олово: физические и химические свойства

Кристаллическая решетка олова бывает двух типов:

• кубическая типа алмаза (серое олово) – до 13,2^оС
• тетрагональная (белое олово) – выше 13,2^оС

Для Sn характерны следующие свойства:

• плотность – 7,3 г/см³ (20^оС)
• температура плавления — 231,9°С
• температура кипения — 2600°С
• теплопроводность при 20°С — 65,8 Вт/(м*К)
• твердость по Бринеллю — 50 МПа
• температура литья — 260−300°С
• модуль упругости 55 ГПа при 0°С и 48 ГПа при 100°С

Как отличить олово от свинца? Прежде всего, свинец гораздо тяжелее и темнее, чем Sn. При этом пруток олова при деформации начинает хрустеть.

Sn окисляется на воздухе при 150°C и выше:

Sn+O₂=SnO₂

Степени окисления олова всего две: +II и +IV. Соответственно оксидов олова тоже 2:

оксид Sn (II) – черный порошок станнат, используемый в качестве восстановителя, а также оксид Sn (IV) – белый порошок станнит – минерал, участвующий в производстве керамики, стекла и пр.

Олово: применение

Разнообразные области применения олова подтверждают его безопасность, нетоксичность и коррозионную стойкость. Например, эти качества позволяют использовать Sn в виде тары для пищевых продуктов, в трубопроводах и припоях. Кроме того, данный элемент – главный легирующий компонент конструкционных титановых сплавов.

Двуокиси олова находят применение при изготовлении оптических стекол (используется в качестве абразива), дисульфид SnS2 – входит в состав красок. Наконец, более половины всего добываемого в мире олова идет на создание сплавов: бронза, баббит, сплавы с цинком, со свинцом и т.д.

Для любого сплава характерны свои характеристики, химический состав элементов, набор заменителей, функциональность, назначение и т.д. Что такое сталь 45? Прежде всего, это сплав, в котором содержится 0,45% углерода, в то время как доля остальных примесей крайне незначительна. Её основными заменителями считают сталь 40х и 50, которые также отличаются высокой прочностью, надежностью и износоустойчивостью.

Сталь 45: химический состав

Процентное соотношение химических элементов, входящих в состав стали марки 45:

• Fe – около 97%
• C – 0,42-0,5%
• Mn – 0,5-0,8%
• Si – 0,17-0,37%
• Ni – не больше 0,25%
• Cr – не больше 0,25%
• Cu – не больше 0,25%
• As – не больше 0,08%
• S – не больше 0,04%
• P – не больше 0,035%

Сталь марки 45: ГОСТы

ГОСТы на прокат из конструкционной углеродистой качественной стали 45:

• ГОСТ 19903-74, 1577-93 – лист толстый
• ГОСТ 16523-97 – лист тонкий
• ГОСТ 8733-74, 8731-74, 8734-75, 21729-76, 8732-78 – труба
• ГОСТ 2284-79 – лента
• ГОСТ 5663-79, 17305-91 – проволока
• ГОСТ 7417-75, 8559-75, 8560-78, 1050-88 – калиброванный пруток
• ГОСТ 14955-77 – шлифованный пруток и серебрянка
• ГОСТ 82-70, 1577-93, 103-2006 – полоса
• ГОСТ 8479-70, 1133-71 – кованые заготовки

Сталь 45: характеристики

Этот углеродистый качественный сплав с легкостью переносит температурные испытания, производимые в диапазоне 200-600°C. При удельном весе в 7826 кг/м³, этот металл обладает высокой твердостью – HB 10^-1=170МПа.

Плотность стали 45 по ГОСТ 1050-88 составляет 7826-7595 кг/м³ в диапазоне 20-800^оС.

Углеродистая качественная сталь 45, твердость по Бринеллю которой составляет 170МПа, имеет модуль упругости в E 10^-5 = 2МПа (при 20^оС) и предел прочности 245МПа.

Остальные физические и механические характеристики стали 45 представлены ниже:

Сталь марки 45: применение

Сталь 45 марки широко используется в промышленности, в частности, она идет на изготовление валов (распределительных и коленчатых), шестерней, блиндажей, шпинделей, кулачков, цилиндров и т.п. 45-й металл позволяет получать нормализованные, улучшаемые поверхности, для которых характерна повышенная прочность. При необходимости на порядок улучшить характеристики готовых изделий технологи применяют металл марки 45, легированный хромом – 45х (доля хрома 0,8-1,1%), или литейную сталь 45л.

Сталь 45 считается материалом трудносвариваемым, однако ему не свойственна отпускная хрупкость. Это достаточно весомый фактор при создании конструкций сложных форм и конфигураций. Сварка данного металла производится 2 способами: КТС и РДС.

Сталь марки С255 – одна из наиболее популярных и востребованных в строительной отрасли, поскольку наделена отличными прочностными характеристиками и не имеет ограничений в свариваемости. На объекты она поставляется в виде проката (в том числе фасонного) для последующего использования в составе всевозможных металлоконструкций (соединение – сварка или любое другое).

Сталь С255: химический состав и ГОСТы на прокат

Углеродистая сталь С255 (доля углерода – около 0,2%) выпускается по ГОСТ 27772-88, который определяет следующий состав химических элементов стального сплава:

• Fe – около 97%
• C – до 0,22%
• Mn – до 0,65%
• Si – 0,15-0,3%
• Ni – до 0,3%
• Cr – до 0,3%
• Cu – до 0,3%
• S – до 0,05%
• P – до 0,04%
• N – до 0,012%

Горячекатаный фасонный прокат из стали С255:

• ГОСТ 8509 – уголок равнополочный
• ГОСТ 8510 – уголок неравнополочный
• ГОСТ 8239, 26020 – двутавр
• ГОСТ 8240 – швеллер
• ГОСТ 19425 – балка двутавровая и швеллер специальный

Кроме того, углеродистая сталь 255 идет на производство проката:

• ГОСТ 19903 – листового
• ГОСТ 82 – универсального широкополосного
• ГОСТ 8568 – листового с чечевичным и ромбическим рифлением

Из стали данной марки также изготавливают гнутые профиля: по ГОСТ 7511, 8278, 8281, 8282, 8283, 9234 и др.

Аналоги

Аналогами углеродистой стали С255 могут выступить:

• Ст3Гпс
• Ст3Гсп
• ВСт3сп5
• ВСт3Гпс5
• ВСт3пс6
• ВСт3сп5-1
• ВСт3Гпс5-1
• 18сп
• 18Гпс
• 18Гсп
• Е 235-В (Fe 360-B)
• Е 235-С (Fe 360-C)
• Е 235-D (Fe 360-D)

Сталь с255: свойства и характеристики

С основными механическими свойствами проката С255 можно ознакомиться здесь:

Применение стали марки С255

Строители различают 4 группы строительных металлоконструкций, классифицируемых по степени их ответственности и условий их эксплуатации. Наиболее требовательной является первая группа, куда включены сварные конструкции, вынужденные работать в особо тяжелых условиях, в том числе подвергающиеся воздействию достаточно больших вибрационных, динамических и подвижных нагрузок. В данном случае допускается применять только рассматриваемую нами сталь марки С255, а также С285, С345 или С375.

К первой группе относят такие конструкции, как элементы пролетных строений мостов, опоры ЛЭП, подкрановые балки, разгрузочные и бункерные эстакады, транспортные галереи, фермы и т.п.

Данная марка алюминиевого сплава принадлежит к группе Al-Mg–Mn – деформируемых и достаточно пластичных сплавов. Подобные свойства проявляются уже при комнатной температуре, в то время как при повышенных сплав АМг6 демонстрирует отличную свариваемость и средние прочностные характеристики. Являясь термически неупрочненным, наибольшее распространение он получил в производстве биметаллических листов.

Химический состав АМг6 (по ГОСТ 4784-97)

Химические элементы, входящие в состав сплава марки АМг6 (в процентном содержании):

• Al – 91,1-93,68%
• Mg – 5,8-6,8%
• Mn – 0,5-0,8%
• Fe – не больше 0,4%
• Si – не больше 0,4%
• Zn – не больше 0,2%
• Ti – 0,02-0,1%
• Cu – не больше 0,1%
• Be – 0,0002-0,005%

Сплав АМг6: физические и механические свойства

При том, что плотность сплава АМг6 (удельный вес) составляет 2640 кг/м³, он наделен относительно небольшой твердостью: HB 10^-1=65МПа. Предел текучести АМг6 в зависимости от температуры и вида проката может варьироваться в пределах 130-385 МПа.

Что обуславливает характеристики сплава АМг6? Благодаря содержащемуся в сплаве марганцу материал наделяется повышенными механическими свойствами. При этом после холодной деформации заготовки деталь упрочняется еще больше. С использованием сварки сплав АМг6 несколько теряет свои прочностные свойства, поэтому для скрепления нагартованых деталей применяют заклепки или другие крепежные элементы.

АМг6: применение

АМГ6 – сплав куда более прочный, нежели АМГ2 или АМГ3, поэтому вполне подходит для штамповки деталей, испытывающих статические нагрузки. Относительно небольшое напряжение не приводит к растрескиванию материала, поэтому алюминий марки АМг6 часто становится лучшим вариантом для создания средненагружаемых сварных и клепаных конструкций, помимо прочего, нуждающихся в высокой коррозионной стойкости.

Широко использует сплав АМГ6 аэрокосмическая отрасль: такой алюминий идет на производство огромных топливных баков. Не обходятся без алюминия этой марки и автомобильная промышленность, и химическая, и в целом машиностроение. АМг6 – это и судовые переборки, и кузова железнодорожных вагонов, и подвесные потолки, и ёмкости для различных жидкостей.

Поставки алюминия на предприятия производятся в различном виде: трубы, профили, листы, штамповки необходимых размеров и форм. Обычно такие полуфабрикаты находятся уже в отожженном состоянии.

В наше время алюминиевым сплавам уделяется огромное внимание, поскольку современная промышленность не имеет аналогов этим лёгким, достаточно прочным и отлично обрабатываемым материалам. Конечно, в достоинства алюминия следует записать и его высокую коррозионную стойкость, и пластичность, и невысокую температуру плавления.

Согласно ГОСТ 2685-75 все существующие алюминиевые сплавы классифицируются по группам:

• I группа – АЛ2, 4, 9 (силумины, т.е. сплавы алюминия с кремнием (до 13% в составе))
• II группа – АЛ3, 5, 6, 32 (основные добавки – кремний и медь)
• III группа – АЛ7, 19 (основная добавка – медь)
• IV группа – АЛ8, 13, 22 (добавка – магний)
• V группа – АЛ1, 11, 21, АК21М2, 5Н25 (сплавы с сложным химсоставом)

Сплав АЛ9: описание

Основное достоинство алюминиевого литейного сплава марки АЛ9 – высокая герметичность. Это достаточно весомое качество для материала, который идёт на производство фасонных отливок. Линейная усадка, которую даёт АЛ-9 – всего 1%. Mg введен в состав этого сплава  для упрочнения, поскольку он образует упрочняющую фазу с кремнием – Mg2Si.

О химическом составе сплава

В процентном соотношении набор химических элементов в данном сплаве выглядит так:

• Al – 89,6-93,8%
• Si – 6-8%
• Fe – не более 1,5%
• Mn – не более 0,5%
• Mg – 0,2 – 0,4%
• Zn – не более 0,3%
• Cu – не более 0,2%
• Be – не более 0,1%
• Pb – не более 0,05%
• Sn – не более 0,01%

Механические и физические свойства сплава АЛ9

АЛ9 наделен следующими свойствами:

Сравнить основные параметры АЛ9 с показателями других алюминиевых сплавов можно в этой таблице:

Как и все сплавы на основе алюминия рассматриваемая нами марка отличается относительно небольшой твёрдостью: HB 10^-1=70МПа.

АЛ9: применение

Сплав АЛ9 (равно как и АЛ9В) применяется в производстве литых деталей, имеющих сложную конфигурацию и впоследствии испытывающих на себе статическую нагрузку. Применение АЛ9 обусловлено требованиями к повышенной герметичности изделия, его отличной свариваемости и повышенной коррозийной стойкости. Практика показывает, что сплав АЛ 9 пригоден для литья под давлением и в землю. Единственным ограничением можно считать температурные условия эксплуатации деталей из данной марки алюминия: они могут работать при температуре до 200°С.

Алюминиевомагниевый деформируемый сплав марки АМг5 – это специальный алюминий, идущий на производство изделий методом холодной или горячей деформации. Этот материал наделен очень высокой коррозионной стойкостью, поскольку его химический состав идеально сбалансирован и включает целый ряд взаимодополняющих элементов. На сегодня известны 2 модификации данного алюминиевого сплава:

• АМг5М – мягкий отожженный алюминий
• АМг5Н – нагартованный алюминий

Подобные виды обработки (закалка и старение) способствуют увеличению показателей прочности материала.

Сплав АМг5: химсостав

Расшифровка названия марки АМг5 говорит о том, что основной добавкой к алюминию здесь выступает магний (доля в пределах 5%):

• Al – 91,9-94,68%
• Mg – 4,8-5,8%
• Mn – 0,5-0,8%
• Fe – менее 0,5%
• Si – менее 0,5%
• Zn – менее 0,2%
• Ti – 0,02-0,1%
• Cu – менее 0,1%
• Be – 0,0002-0,005%

В состав сплава марки АМг5 включены такие элементы, как марганец, железо, кремний, цинк, титан, медь и бериллий, что делает материал отлично свариваемым, а значит, подходящим для формирования максимально сложных конструкций.

АМг5: сплав и его характеристики

Отжигается такой алюминий при температуре 305-340^oC с охлаждением на воздухе. При удельном весе в 2650 кг/м³ этот сплав обладает достаточно высокой для алюминиевых сплавов твердостью: HB 10^-1=65МПа.

В следующих таблицах представлены все основные физические и механические свойства алюминия АМг5:

Применение АМг5

Данный сплав известен своими отличными качествами сваривания, что на практике проявляется отсутствием необходимости применять для создания прочных швов специальные уплотнители. Сплав самостоятельно формирует достаточно герметичное соединение, но, разумеется, для этого необходимо применять проволоку сплава той же марки АМг5. Такая особенность этого алюминиевого сплава сделала его популярным в судостроении, в частности, при изготовлении цельносварных судов, имеющих толстые стенки при относительно небольшом общем весе конструкции.

Помимо неограниченной свариваемости сплав АМг5 характеризуется высокой пластичностью и гибкостью. Это, в свою очередь, привлекает архитекторов и дизайнеров, получающих возможность создавать всевозможные изделия интерьера и экстерьера. Благодаря высоким антикоррозийным качествам АМг5 стойко переносит агрессивное воздействие окружающей среды, в том числе контакты с пресной и морской водой.