Алюминиевые сплавы для производства: легкие, прочные, универсальные решения

Алюминий — один из самых используемых металлов в мире, наряду с железом, оловью и медью. Он является краеугольным камнем стольких товаров и промышленных применений, и легко понять почему. Он легок с плотностью, намного ниже многих своих аналогов. Он прочен и отличный проводник как для тепла, так и для электричества. У него также множество сплавов, которым можно придать очень специфические свойства.

Разработчики алюминиевых сплавов совершили революцию в искусстве смешивания его с другими элементами и улучшении свойств конечного материала. Обычно целью является улучшение прочности с сохранением желательных свойств алюминия, особенно его легкости и коррозионной стойкости. Однако может быть трудно отслеживать все различные сплавы, поэтому надеемся, это руководство окажется полезным в кратком объяснении базовых, их элементного состава и применений.

Стоит отметить, что серии 2000, 6000 и 7000 термически обрабатываемы, в то время как остальные — нет. Список будет работать вверх по сериям от 1000 до 8000 серии деформируемых алюминиевых сплавов, поэтому лучше начать с высшей чистоты:

Преимущества сплавов с высоким содержанием алюминия

Относительно чистый алюминий имеет ряд применений, которые трудно сузить. Серия 1000, например, имеет минимальное содержание 99%. Эта высокая чистота производит довольно интересные применения вроде проводников. Как проводник он может быть хорошей альтернативой меди даже для промышленной проводки, особенно 1350. Главное преимущество над медью — вес, делая его идеальным для многих линий электропередач. Однако минус серии — ее относительная прочность, хотя это можно исправить с использованием покрытия или деформационного упрочнения.

Тем не менее, применения сплавов 1000 серии намного более разнообразны благодаря их ковачести. Это также источник алюминиевой фольги и пищевой упаковки (обычно 1100) благодаря своей коррозионной стойкости и способности блокировать запахи, глюхи и влагу.

Однако серия 1000 не слабая в более жестких интенсивных применениях. Добавление немного магния и лития (среди других металлов в зависимости от сорта) делает ее компетентным авиакосмическим компонентом, очень похожим на ее сестринские сплавы в более высоких сериях.

Медь и Марганец

Серии 2000 и 3000 также остаются выше 90% диапазона, хотя они обеспечивают совершенно разные применения. Медь — главный легирующий элемент для первой, в то время как марганец — наиболее критичен для последней. Сплавы 2000 серии имеют хорошую прочность и вязкость, поэтому они отлично подходят для авиации (особенно 2024). 3003 — популярный сплав для общего назначения благодаря его умеренной прочности и высокой пригодности к обработке. Его применения включают теплообменники и кухонные утвари. Сплав 3004 и его модификации используются в телах газированных банок.

Кремний

Сплавы 4000 серии имеют кремний как основной ингредиент. Достаточные количества этой смеси снижают температуру плавления алюминия, но имеют четкое преимущество избегания ломкости. Серия имеет большой потенциал в сварочной проволоке и пайковых сплавах, которые требуют более низких температур плавления. Они отлично подходят для облицовки, экструзии и архитектурных конструкций.

Магний

Магний и различные соединения с ним — наиболее широко используемые материалы для включения в алюминиевые сплавы. Это одна из причин, почему он производит такие варьирующие эффекты. Определенные сплавы в 5000 серии не подходят для высоких температур, такие как 5083 (с марганцем и хромом), в то время как другие вроде 5086 отлично подходят для сварки. Оба упомянутых сплава используются в сочетании друг с другом для морских судов. 5052 сильно представлен в электронике, анодированный лист 5005 для архитектурных применений и 5182 делает крышку алюминиевой банки для напитков.

Кремний магния (Магнийсилицид)

Серия 6000 более твердая и вязкая как алюминиевый сплав, но все еще легкая по сравнению с конкурентами. Используется во всем — от лестниц до рама самолетов и грузовиков до авиакосмических применений и даже смартфонов. 6000 серия даже отличный источник домашней и офисной мебели. Этот сплав содержит определенные количества магния и кремния, образуя магнийсилицид. Это самый распространенный материал для экструзии и обработки с ЧПУ.

Цинк

Аналогично, серия 7000 (особенно 7050 и 7075) — самые широко используемые сплавы в авиапромышленности. Материалы в этой серии высокопрочные и термически обрабатываемые, так что неудивительно, что они делают хороших летающих спутников. Добавление цинка делает их сильнее, но менее свариваемыми. Эти конкретные сплавы могут быть упрочнены выделением осадка, чтобы стать сильнейшими из всех алюминиевых серий.

Железо & Другие элементы

Серия 8000 опирается на железо, позволяя ей представить комбинацию свойств, похожих на сплавы 1000 серии, но с более высокой прочностью, лучшей формообразуемостью и улучшенной жесткостью. Сплавы 8000 серии обычно подходят для применений с более тонкими измерениями. Это также делает возможным клеевое связывание. Эти свойства делают ее полезной для жестких рам и контейнеров, с 8019 используемым для авиакосмических применений и 8090 для криогеники.