Een van die mees algemene metale op aarde is aluminium. Dit word ook "vlieënde metaal" genoem. Alhoewel dit nie in die natuur in sy suiwer vorm voorkom nie, kan dit in baie minerale gevind word. En die mees algemene legering, wat gebruik word om baie onderdele en strukture te vervaardig, is duralumin (duralumin).
Dit is uitgevind deur die Duitse wetenskaplike Alfred Wilm, wat by die Dürener Metallwerke AG-aanleg (Düren) gewerk het. Hy het vasgestel dat 'n legering van aluminium en koper baie beter eienskappe het as die metaal self in sy suiwer vorm.
Hoësterkte-legeringsgroep
Trouens, duralumin is 'n hele groep legerings waarin die hoofkomponent aluminium is, en die legeringselemente daarvan is koper, sink, mangaan, magnesium. Maar oor die algemeen word hul eienskappe nie net deur die samestelling bepaal nie, maar ook deur die metode van hittebehandeling. In 1903 is die eerste keer ontdek dat tydens die verouderingsproses 'n aluminiumlegering metkoper word selfs meer duursaam en hard.
Soos dit later geblyk het, is dit te wyte aan die feit dat wanneer, na verharding, die metaal vir etlike dae by kamertemperatuur is, sy oorversadigde vaste oplossing ontbind, en dit gaan weer gepaard met verharding van die materiaal.
Die verouderingsproses en keer terug na die vorige toestand
Soos vroeër genoem, is metaalveroudering 'n belangrike proses, wat veroorsaak word deur strukturele transformasies wat veranderinge in fisiese en meganiese eienskappe veroorsaak. Dit kan natuurlik en kunsmatig wees. In die eerste geval word die legering vir etlike dae by kamertemperatuur gehou.
Met kunsmatige veroudering word die verwerkingstyd verminder, maar die temperatuur word verhoog. Om die legering na sy vorige toestand terug te bring, moet dit vir 'n paar sekondes tot 270 grade verhit word en dan vinnig afgekoel word.
Aluminiumproduksie
Om 'n legering van aluminium met koper te maak, benodig jy hoëtegnologie-toerusting en natuurlik die metaal self. Dit word uit bauxiet ontgin. Dit is 'n rots wat vergruis moet word, water daarby gevoeg en onder hoë druk gestoom moet word. Dus word silikon van alumina geskei. Dan word die dik massa in 'n spesiale bad met reguit krioliet geplaas. Die inhoud word verhit tot 950 ° C en 'n elektriese stroom van 400 kA word daardeur gevoer
Dit laat jou toe om die binding tussen die suurstof- en aluminiumatome te breek. Gevolglik vestig laasgenoemde as 'n vloeibare metaal na die bodem. Dit is hoe gietstukke van vloeibare aluminium gemaak word. Nou metaalheeltemal gereed vir bewerking. Om sy sterkte te verhoog, is dit egter nodig om legeringselemente daarby te voeg en sodoende 'n hoë-geh alte aluminium-koper legering te verkry.
Duralumin-produksie
In totaal word alle aluminiumlegerings in twee groepe verdeel: gegote en vervormde. Die proses van hul produksie hang presies af van watter soort uiteindelik verkry moet word. Daarbenewens hang die vervaardigingsmetode ook af van die vereiste eienskappe.
Vir die vervaardiging van duralumin, word aluminiumblokke in 'n elektriese oond gesmelt. Interessant genoeg is dit een van die min metale wat baie keer van vaste stof na vloeistof omgeskakel kan word en omgekeerd. Dit sal nie sy werkverrigting beïnvloed nie. Koper en ander legeringselemente soos mangaan, yster en magnesium word om die beurt by gesmelte aluminium gevoeg. Dit is baie belangrik om die persentasie verhouding waar te neem: 93% aluminium, 5% koper, die oorblywende 2% is ander legeringselemente.
Verharding en uitgloeiing van duralumin
Verpligtend vir so 'n legering is die verhardingsproses. Die houtyd vir klein dele is slegs 'n paar minute, en die temperatuur is ongeveer 500 °C. Onmiddellik na die prosedure is duralumin sag en viskeus. Dit is maklik om te vervorm en te verwerk. Na 'n rukkie verhard die legering en neem die meganiese eienskappe daarvan toe. As die temperatuurdrempel oorskry word, vind oksidasie plaas en die materiaal verloor sy eienskappe. Na verharding moet dit stadig in koel water afgekoel word.
Dus, jy ken reeds die naam van aluminium-koper-legering. Dit leen hom dikwels tot vervorming: koudrol, trek, smee. In hierdie geval vind die sogenaamde verharding plaas. Dit is 'n proses waartydens die beweging en vermenigvuldiging van ontwrigtings in die metaalstruktuur plaasvind. As gevolg hiervan verander die legering self sy struktuur, word harder en sterker. Dit verminder die rekbaarheid en impaksterkte daarvan. Om die vervormings makliker te laat verbygaan en die werkverharding nie die metaal vernietig nie, word uitgloeiing gebruik. Om dit te doen, word die legering verhit tot 350 ° C en dan in lug afgekoel.
Tabel van die toestand van die legering (aluminium en koper)
Om die interaksie van die komponente van duralumin in die vaste en vloeibare toestand die duidelikste te beskryf, asook om die aard van die verandering in die eienskappe van die legering te verduidelik, gebruik die toestanddiagram.
Daaruit kan gesien word dat die hoogste oplosbaarheid van Cu in 'n legering met aluminium waargeneem word by 'n temperatuur van 548 ° C en terselfdertyd is dit 5,7%. Wanneer die temperatuur styg, sal dit toeneem, en wanneer dit daal, sal dit afneem. Minimale oplosbaarheid (0.5%) sal by kamertemperatuur waargeneem word. As die duraluminium bo 400 ° C verhard word, sal dit 'n soliede homogene oplossing word - α.
Gedurende hierdie proses sal die vaste oplossing ontbind. 'n Allooi van aluminium en koper tree baie ongewoon op, waarvan die formule CuAl2 is. Die proses gaan gepaard met die vrystelling van oortollige fase A1. Hierdie uiteensetting vind plaas tydenslang tyd. Dit is die natuurlike veroudering wat ons vroeër genoem het.
Allooi-eiendomme
Allegering van 'n metaal met sekere elemente maak dit moontlik om sy eienskappe te verhoog. Onthou jy die naam van aluminium-koperlegering? Watter eienskappe het dit?
Aluminium self is baie lig, sag en heeltemal broos. Dit is oplosbaar in swak gekonsentreerde alkalieë en sure. Deur koper en magnesium by aluminium te voeg, kan jy reeds 'n redelik sterk legering kry. Sy werkverrigting is redelik maklik om te verbeter - jy moet dit net by kamertemperatuur laat lê. Dus, die effek van veroudering verhoog die sterkte van duralumin, soos ons hierbo gepraat het.
Aluminium self is redelik lig.’n Klein persentasie koper maak nie die legering swaarder nie. Nog 'n positiewe eienskap is die vermoë om die legering herhaaldelik te hersmelt. Terselfdertyd sal dit nie sy eienskappe verloor nie. Die enigste ding wat nodig is, is om dit vir 'n paar dae 'n "rus" te gee nadat dit gegiet is.
Die nadeel van duralumin is die lae weerstand teen korrosie. Daarom word sulke materiaal meestal met 'n skoon laag aluminium bedek of met vernis en verf geverf.
Aluminiumlegerings en hul toepassings
Vir die eerste keer is duralumin gebruik om lugskepe te maak. Die lig en sterkte van hierdie materiaal het dit moontlik gemaak om 'n uitstekende vliegtuig te skep. Hiervoor is die D16t-handelsmerk gebruik. Tans word legerings met aluminium, sink, koper en ander legeringselemente wyd gebruik inruimtevaartkunde, lugvaart en ander gebiede van meganiese ingenieurswese.
So, byvoorbeeld, die gebruik van duralumin in die vervaardiging van 'n motor kan sy gewig en koste aansienlik verminder, maar terselfdertyd sal dit sterk genoeg wees.
Oor die algemeen kan opgemerk word dat die reeks van hierdie legering redelik wyd is: pype, drade, velle, bande, stawe en gegote dele van verskillende vorms. D16t word steeds as een van die gewildste en algemene handelsmerke beskou. Die klein letter "t" aan die einde van die merk beteken dat die legering verhard en natuurlik verouder is. Dit word gebruik:
- In die ontwerpe van ruimtetuie, skepe en vliegtuie.
- Vir die vervaardiging van verskeie onderdele vir masjiengereedskap en masjiene.
- Vir die vervaardiging van straattekens, padtekens.
Almal moet die naam van die legering van aluminium en koper ken. Dural word ook in die oliebedryf gebruik. So, spesiale pype wat daaruit gemaak word, kan die werking van die put vir 6-7 jaar verseker.
Wat is die naam van die legering van aluminium en koper, maklik om te onthou. So, ons het vertel watter eienskappe dit het en waar dit gebruik word. Dit kan maklik gerolde staal vervang, veral as dit nodig is om die struktuur liggewig te maak.
