El aluminio se utiliza para la producción de productos y aleaciones a base de él.

La aleación es el proceso de introducir elementos adicionales en la masa fundida que mejoran las propiedades mecánicas, físicas y químicas del material base. La aleación es un concepto general de una serie de procedimientos tecnológicos llevados a cabo en varias etapas de la obtención de un material metálico con el fin de mejorar la calidad de los productos metalúrgicos.

Introducción de varios elementos de aleación en aluminio cambia significativamente sus propiedades y, a veces, le da nuevas propiedades específicas.

La resistencia del aluminio puro no satisface las necesidades industriales modernas, por lo tanto, para la fabricación de cualquier producto destinado a la industria, no se utiliza aluminio puro, sino sus aleaciones.

Con diferente aumento de dopaje se adquiere fuerza, dureza, resistencia al calor y otras propiedades. Al mismo tiempo, también ocurren cambios indeseables: la conductividad eléctrica, empeora en muchos casos resistencia a la corrosión, casi siempre aumenta densidad relativa. La excepción es la aleación con manganeso, que no solo no reduce la resistencia a la corrosión, sino que incluso la aumenta ligeramente, y el magnesio, que también aumenta la resistencia a la corrosión (si no supera el 3%) y reduce la densidad relativa, ya que es más ligero que aluminio.

Aleaciones de aluminio

Las aleaciones de aluminio según el método de fabricación de productos a partir de ellas se dividen en dos grupos:
1) deformable (tiene alta ductilidad cuando se calienta),
2) fundición (tener buena fluidez).

Esta división refleja las principales propiedades tecnológicas de las aleaciones. Para obtener estas propiedades, el aluminio se introduce con varios elementos de aleación y en diferentes cantidades.

Las materias primas para la obtención de aleaciones de ambos tipos no son solo aluminio comercialmente puro, sino también aleaciones binarias de aluminio-silicio, que contienen 10-13% Si, y se diferencian ligeramente entre sí en la cantidad de impurezas de hierro, calcio, titanio y manganeso. El contenido total de impurezas en ellos es 0.5-1.7%. Estas aleaciones se denominan siluminas. Para obtener aleaciones forjadas, los elementos de aleación solubles en ella se introducen principalmente en el aluminio en una cantidad que no exceda el límite de su solubilidad a alta temperatura. Las aleaciones forjadas cuando se calientan bajo tratamiento a presión deben tener una estructura de solución sólida homogénea, proporcionando la mayor ductilidad y la menor resistencia. Esto determina su buena trabajabilidad por presión.

Los principales elementos de aleación en varias aleaciones forjadas son cobre, magnesio, manganeso y zinc, además, también se introducen en cantidades relativamente pequeñas silicio, hierro, níquel y algunos otros elementos.

Duraluminio - aleaciones de aluminio con cobre

Las aleaciones endurecibles características son el duraluminio, aleaciones de aluminio con cobre, que contienen impurezas constantes de silicio y hierro y se pueden alear con magnesio y manganeso. La cantidad de cobre en ellos está en el rango de 2.2-7%.

El cobre se disuelve en aluminio en una cantidad de 0,5% a temperatura ambiente y 5,7% a una temperatura eutéctica de 548 C.

Tratamiento térmico de duraluminio consta de dos etapas. Primero, se calienta por encima de la línea de solubilidad límite (normalmente hasta unos 500 C). A esta temperatura, su estructura es una solución sólida homogénea de cobre en aluminio. Por endurecimiento, es decir enfriamiento rápido en agua, esta estructura se fija a temperatura ambiente. En este caso, la solución se sobresatura. En este estado, es decir en estado de endurecimiento, el duraluminio es muy blando y dúctil.

La estructura del duraluminio endurecido tiene poca estabilidad, e incluso a temperatura ambiente se producen cambios espontáneos en ella. Estos cambios se deben a que los átomos de cobre en exceso se agrupan en solución, dispuestos en un orden cercano al característico de los cristales del compuesto químico CuAl. El compuesto químico aún no se ha formado y, además, no se separa de la solución sólida, pero debido a la distribución desigual de los átomos en la red cristalina de la solución sólida, se producen distorsiones que conducen a un aumento significativo de la dureza y resistencia con una disminución simultánea en la ductilidad de la aleación. El proceso de cambio de estructura de una aleación endurecida a temperatura ambiente se denomina envejecimiento natural.

El envejecimiento natural se produce de forma especialmente intensa durante las primeras horas, pero se completa completamente, dando a la aleación su máxima resistencia, al cabo de 4-6 días. Si la aleación se calienta a 100-150 C, entonces envejecimiento artificial. En este caso, el proceso se completa rápidamente, pero el endurecimiento se produce menos. Esto se explica porque a mayor temperatura los desplazamientos de difusión de los átomos de cobre se realizan con mayor facilidad, por lo que se completa la formación de la fase CuAl y se separa de la solución sólida. El efecto de fortalecimiento de la fase obtenida resulta ser menor que el efecto de distorsión de la red de solución sólida que se produce durante el envejecimiento natural.

La comparación de los resultados del envejecimiento del duraluminio a diferentes temperaturas muestra que el endurecimiento máximo se obtiene durante el envejecimiento natural dentro de los cuatro días.

Aleaciones de aluminio con manganeso y magnesio

Entre las aleaciones de aluminio no templables, las aleaciones basadas en Al-Mn y Al-Mg han ganado la mayor importancia.

manganeso y magnesio, al igual que el cobre, tienen una solubilidad limitada en el aluminio, que disminuye al disminuir la temperatura. Sin embargo, el efecto del endurecimiento durante su tratamiento térmico es pequeño. Esto se explica de la siguiente manera. En el proceso de cristalización en la fabricación de aleaciones que contengan hasta un 1,9% de Mn, el exceso de manganeso liberado de la solución sólida debió formar con el aluminio un compuesto químico Al (MnFe) soluble en él, que no se disuelve en el aluminio. En consecuencia, el calentamiento posterior por encima de la línea límite de solubilidad no asegura la formación de una solución sólida homogénea, la aleación permanece heterogénea, constituida por una solución sólida y partículas de Al (MnFe), lo que conduce a la imposibilidad de endurecimiento y posterior envejecimiento.

En el caso del sistema Al-Mg, la razón de la falta de endurecimiento durante el tratamiento térmico es diferente. Con un contenido de magnesio de hasta el 1,4%, no puede haber endurecimiento, ya que dentro de estos límites se disuelve en aluminio a temperatura ambiente y no se produce precipitación de fases en exceso. Con un mayor contenido de magnesio, el enfriamiento seguido del envejecimiento químico conduce a la liberación de una fase en exceso: el compuesto químico MgAl.

Sin embargo, las propiedades de este compuesto son tales que los procesos que preceden a su aislamiento, y luego las inclusiones resultantes, no causan un efecto endurecedor notable. A pesar de esto, la introducción de manganeso y magnesio en el aluminio es beneficiosa. Aumentan su fuerza y ​​resistencia a la corrosión (con un contenido de magnesio de no más del 3%). Además, las aleaciones de magnesio son más ligeras que el aluminio puro.

Otros elementos de aleación

Asimismo, para mejorar algunas de las características del aluminio, se utilizan como elementos de aleación los siguientes:

Se agrega berilio para reducir la oxidación a temperaturas elevadas. Se utilizan pequeñas adiciones de berilio (0,01-0,05%) en aleaciones de fundición de aluminio para mejorar la fluidez en la producción de piezas de motores de combustión interna (pistones y culatas).

El boro se introduce para aumentar la conductividad eléctrica y como aditivo de refinado. El boro se introduce en las aleaciones de aluminio utilizadas en la ingeniería de energía nuclear (a excepción de las piezas del reactor), porque absorbe neutrones, evitando la propagación de la radiación. El boro se introduce en promedio en la cantidad de 0.095-0.1%.

Bismuto. Los metales de bajo punto de fusión como el bismuto, el plomo, el estaño y el cadmio se agregan a las aleaciones de aluminio para mejorar la maquinabilidad. Estos elementos forman fases fusibles blandas que contribuyen a la rotura de la viruta y la lubricación del cortador.

El galio se agrega en la cantidad de 0,01 - 0,1% a las aleaciones a partir de las cuales se fabrican los ánodos de sacrificio.

Hierro. En pequeñas cantidades (>0,04 %), se introduce durante la producción de alambres para aumentar la resistencia y mejorar las características de fluencia. El hierro también reduce la adherencia a las paredes de los moldes cuando se vierte en un molde frío.

indio. La adición de 0,05 - 0,2% fortalece las aleaciones de aluminio durante el envejecimiento, especialmente con bajo contenido de cobre. Los aditivos de indio se utilizan en aleaciones que contienen aluminio y cadmio.

Cadmio. Se agrega aproximadamente 0,3% de cadmio para aumentar la resistencia y mejorar las propiedades de corrosión de las aleaciones.

El calcio da plasticidad. Con un contenido de calcio del 5%, la aleación tiene el efecto de superplasticidad.

El silicio es el aditivo más utilizado en las aleaciones de fundición. En la cantidad de 0,5-4% reduce la tendencia al agrietamiento. La combinación de silicio y magnesio permite termosellar la aleación.

El estaño mejora el mecanizado.

Titanio. La tarea principal del titanio en las aleaciones es el refinamiento del grano en piezas fundidas y lingotes, lo que aumenta considerablemente la resistencia y la uniformidad de las propiedades en todo el volumen.

Aplicación de aleaciones de aluminio.

La mayoría de las aleaciones de aluminio tienen una alta resistencia a la corrosión en la atmósfera natural, agua de mar, soluciones de muchas sales y productos químicos y en la mayoría de los alimentos. Esta última propiedad, combinada con el hecho de que el aluminio no destruye las vitaminas, permite su uso generalizado. en la producción de vajillas. Las estructuras de aleación de aluminio se utilizan a menudo en agua de mar. El aluminio se usa ampliamente en la construcción en forma de paneles de revestimiento, puertas, marcos de ventanas y cables eléctricos. Las aleaciones de aluminio no están sujetas a corrosión severa durante mucho tiempo en contacto con hormigón, mortero, yeso, especialmente si las estructuras no se mojan con frecuencia. El aluminio también es ampliamente utilizado. en ingenieria mecanica, porque tiene buenas cualidades fisicas.

Pero la industria principal, actualmente simplemente impensable sin el uso del aluminio, es, por supuesto, la aviación. Es en la aviación donde se han utilizado más plenamente todas las características importantes del aluminio.

Propiedades físicas del aluminio.

El aluminio es un metal blando, ligero, de color blanco plateado con alta conductividad térmica y eléctrica. Punto de fusión 660°C.

En términos de prevalencia en la corteza terrestre, el aluminio ocupa el tercer lugar después del oxígeno y el silicio entre todos los átomos y el primero entre los metales.

Las ventajas del aluminio y sus aleaciones incluyen su baja densidad (2,7 g/cm3), características de resistencia relativamente alta, buena conductividad térmica y eléctrica, facilidad de fabricación y alta resistencia a la corrosión. La combinación de estas propiedades permite clasificar al aluminio como uno de los materiales técnicos más importantes.

El aluminio y sus aleaciones se dividen según el método de producción en deformable, sometido a tratamiento a presión y fundición, utilizado en forma de fundición moldeada; en el uso de tratamiento térmico - en térmicamente no endurecido y térmicamente endurecido, así como en sistemas de aleación.

Recibo

El aluminio fue obtenido por primera vez por Hans Oersted en 1825. El método moderno de obtención fue desarrollado de forma independiente por el estadounidense Charles Hall y el francés Paul Héroux. Consiste en la disolución de óxido de aluminio Al2O3 en una masa fundida de criolita Na3AlF6, seguida de electrólisis mediante electrodos de grafito. Este método de obtención requiere grandes cantidades de electricidad y, por lo tanto, solo tuvo demanda en el siglo XX.

Solicitud

El aluminio es ampliamente utilizado como material estructural. Las principales ventajas del aluminio en esta calidad son la ligereza, la ductilidad para el estampado, la resistencia a la corrosión (en el aire, el aluminio se cubre instantáneamente con una fuerte película de Al2O3, lo que evita su posterior oxidación), alta conductividad térmica, no toxicidad de sus compuestos. En particular, estas propiedades han hecho que el aluminio sea extremadamente popular en la fabricación de utensilios de cocina, papel de aluminio en la industria alimentaria y para embalaje.

La principal desventaja del aluminio como material estructural es su baja resistencia, por lo que suele estar aleado con una pequeña cantidad de cobre y magnesio (la aleación se llama duraluminio).

La conductividad eléctrica del aluminio es comparable a la del cobre, mientras que el aluminio es más económico. Por ello, es muy utilizado en ingeniería eléctrica para la fabricación de hilos, su blindaje, e incluso en microelectrónica para la fabricación de conductores en chips. Es cierto que el aluminio como material eléctrico tiene una propiedad desagradable: debido a la fuerte película de óxido, es difícil soldarlo.

Debido al complejo de propiedades, es ampliamente utilizado en equipos térmicos.

La introducción de aleaciones de aluminio en la construcción reduce el consumo de metal, aumenta la durabilidad y la fiabilidad de las estructuras al operarlas en condiciones extremas (baja temperatura, terremoto, etc.).

El aluminio es ampliamente utilizado en varios tipos de transporte. En la etapa actual del desarrollo de la aviación, las aleaciones de aluminio son los principales materiales estructurales en la construcción de aeronaves. El aluminio y las aleaciones a base de él se utilizan cada vez más en la construcción naval. Los cascos, las superestructuras de cubierta, las comunicaciones y varios tipos de equipos de barcos están hechos de aleaciones de aluminio.

Se están realizando investigaciones para desarrollar aluminio espumado como un material particularmente fuerte y liviano.

precioso aluminio

El aluminio es uno de los metales más populares y ampliamente utilizados en la actualidad. Desde el mismo momento de su descubrimiento a mediados del siglo XIX, fue considerado uno de los más valiosos por sus asombrosas cualidades: blanco como la plata, ligero de peso y no afectado por el medio ambiente. Su valor era superior al precio del oro. No en vano, el aluminio se utilizó por primera vez en la creación de joyas y artículos decorativos caros.

En 1855, en la Exposición Universal de París, el aluminio fue el principal atractivo. Los artículos de aluminio se colocaron en una vitrina junto a los diamantes de la corona francesa. Poco a poco, nació una cierta moda por el aluminio. Se consideraba un metal noble, poco estudiado, utilizado exclusivamente para crear obras de arte.

Muy a menudo, los joyeros usaban aluminio. Con la ayuda de un tratamiento superficial especial, los joyeros lograron el color más claro del metal, por lo que a menudo se lo equiparaba con la plata. Pero en comparación con la plata, el aluminio tenía un brillo más suave, lo que hizo que los joyeros lo apreciaran aún más.

Porque propiedades quimicas y fisicas del aluminio al principio fueron poco estudiados, los propios joyeros inventaron nuevas técnicas para procesarlo. El aluminio es técnicamente fácil de procesar, este metal blando le permite crear impresiones de cualquier patrón, aplicar dibujos y crear la forma deseada del producto. El aluminio se cubrió con oro, se pulió y se llevó a tonos mate.

Pero con el tiempo, el aluminio comenzó a bajar de precio. Si en 1854-1856 el costo de un kilogramo de aluminio era de 3 mil francos antiguos, a mediados de la década de 1860 ya se daban unos cien francos antiguos por kilogramo de este metal. Posteriormente, debido al bajo costo, el aluminio pasó de moda.

Actualmente, los primeros productos de aluminio son muy raros. La mayoría de ellos no sobrevivieron a la depreciación del metal y fueron reemplazados por plata, oro y otros metales preciosos y aleaciones. Recientemente, ha habido un renovado interés por el aluminio entre los especialistas. Este metal fue objeto de una exposición separada organizada en 2000 por el Museo Carnegie de Pittsburgh. Ubicado en Francia Instituto de Historia del Aluminio, que en concreto se dedica al estudio de las primeras joyas realizadas con este metal.

En la Unión Soviética, los aparatos de catering, teteras, etc. estaban hechos de aluminio. Y no solo. El primer satélite soviético estaba hecho de aleación de aluminio. Otro consumidor de aluminio es la industria eléctrica: de él se fabrican hilos de líneas de transmisión de alta tensión, bobinados de motores y transformadores, cables, bases de lámparas, condensadores y muchos otros productos. Además, el polvo de aluminio se utiliza en explosivos y propulsores sólidos para cohetes, aprovechando su capacidad para encenderse rápidamente: si el aluminio no estuviera cubierto con una fina película de óxido, podría estallar en el aire.

La última invención es la espuma de aluminio, la llamada. "espuma metálica", a la que se le augura un gran futuro.

[ abstracto ]

Trabajo de laboratorio - Aleaciones coladas y fusión [ trabajo de laboratorio ]

Esquema aluminio-cobre. Recocido. Diagrama de estado de carburo de hierro [documento]

Presentación - Aluminio [ resumen ]

Aceros estructurales y aleaciones [documento]

Metales no ferrosos y aleaciones [conferencia]

1.doc

AGENCIA FEDERAL DE TRANSPORTE FERROVIARIO

INSTITUCIÓN EDUCATIVA DEL ESTADO

"Universidad Estatal de Transporte de Irkutsk"

Ensayo

Sujeto:

"Aluminio y sus aleaciones"

Introducción...............................................................................................................

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Cada uno de estos elementos otorga propiedades de aleación específicas; se agregan solo al aluminio base, dos-dos, tres-tres. Las aleaciones de aluminio se agrupan en "Series" según su construcción, como se describe a continuación. Las características mecánicas se pueden aumentar, dentro de ciertos límites, por posición.

Su resistencia a la corrosión es menor que la de otras aleaciones de aluminio; por ello, en aplicaciones críticas, necesitan sistemas de protección; por la misma razón, las maderas de tilo delgadas también están disponibles recubiertas con otras aleaciones con mejor resistencia a la corrosión.

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Procesamiento de aluminio…………………………………………………………

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^ Aleaciones de aluminio ………………………………………………………….

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Otros elementos de aleación…………………………………………………

Se caracterizan por una excelente maquinabilidad y soldabilidad limitada con posibilidad de quemado. Este es el endurecimiento de las aleaciones; las características mecánicas suelen ser inferiores a las de las aleaciones comerciales. Tienen buena soldabilidad en estado fundido.

Tienen buena conformabilidad, maquinabilidad, limpieza y soldabilidad. Estas son aleaciones de tratamiento térmico; después del tratamiento térmico, se desarrollan las características mecánicas más altas entre las aleaciones de aluminio. Las aleaciones con el desempeño mecánico más alto pueden tener susceptibilidad tensorial a la corrosión; por este motivo, se han desarrollado estados de tratamiento "estabilizados" específicos.

^ Los principales compuestos naturales del aluminio. ....................................................

Propiedades químicas…………………………………………………………..

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^ Aplicación de aluminio ………………………………………………………

Conclusión………………………………………………………………………

Bibliografía……………………………………………………………

Se utilizan para estructuras de aeronaves y vehículos, y en general para piezas muy cargadas. Aleaciones industriales puras de aluminio. . La ingeniería mecánica moderna requiere acero con diferentes propiedades. En un caso debe soportar altas presiones, en otros no reacciona con ácidos y bases, en tercer lugar es resistente a diferentes temperaturas, etc. Por lo tanto, el acero se alea con aditivos de aleación o elementos de aleación como tungsteno, vanadio, cromo, manganeso, níquel, titanio, silicio y otros.

Introducción

El aluminio es un metal de color blanco plateado con alta conductividad eléctrica y térmica. Tiene una densidad baja, aproximadamente tres veces menor que la del hierro, el cobre y el zinc. Por lo tanto, la resistencia específica de este metal es alta. El ámbito de aplicación del aluminio y, en particular, de sus aleaciones es muy amplio. Estos últimos ocupan ahora el segundo lugar después de las aleaciones que contienen hierro. Por tanto, la mayor parte del aluminio fundido se gasta precisamente en la obtención de diversas aleaciones que presentan una gran variedad de propiedades. Una amplia gama de propiedades de las aleaciones de aluminio se debe a la adición de varios aditivos al metal, que forman soluciones sólidas o compuestos intermetálicos (compuestos químicos de metales) con él. Entre las aleaciones de aluminio, la mayor parte recae en aleaciones ligeras como el duraluminio y el siluminio. En metalurgia, el aluminio se usa no solo como base para aleaciones, sino que también se usa ampliamente como adiciones de aleación para cobre y otros metales.

El vanadio, por ejemplo, hace que el acero sea resistente al desgaste y aumenta su resistencia. Esto se debe a que el oxígeno y el nitrógeno se disuelven en el metal fundido durante el procesamiento en un horno martin, convertidor u horno eléctrico. Cuando el metal se atasca en el molde, el gas empieza a separarse, pero no todo. Algunos de ellos se clavan en el metal y quedan allí en forma de burbujas. Reducen la resistencia del acero. El vanadio entra en una reacción química con los gases, formando compuestos de vanadio que flotan en la superficie del metal fundido y se separan de la escoria.

^ Las aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente en la vida cotidiana, en la construcción, la arquitectura, la automoción, la construcción naval, la aviación y la tecnología espacial.

Debe hacerse una mención especial a los productos semiacabados y los productos fabricados en aluminio, recubiertos en la superficie con una película protectora de óxido de aluminio, y los productos fabricados en aleaciones de aluminio sinterizado con un marco de óxido de aluminio. Poseen especiales propiedades físicas, mecánicas e incluso decorativas. Entonces, por ejemplo, varias joyas están hechas de aluminio recubierto con una película coloreada electroquímicamente, que se parece al oro en apariencia.

Además, el vanadio lubrica los cristales de acero, lo que aumenta su resistencia. El tungsteno también reduce los cristales de acero, pero además de aumentar su resistencia, también lo hace ignífugo. El cromo, combinado con el níquel, convierte el acero en un colchón sin silicona ni seda, mientras que el manganeso lo hace resistente.

A menudo, se agregan varios aditivos al acero. Esto le confiere propiedades especialmente valiosas y diversas. En la actualidad, los aceros refractarios a veces contienen más de 10 adiciones de aleación. Como regla general, estos aditivos se introducen en el metal no en forma pura, sino en forma de aleaciones de hierro. El acero, en el que se introducen aditivos que le confieren propiedades especiales, se denomina acero aleado.

Aluminio - metal blando, ligero, de color blanco plateado con alta conductividad térmica y eléctrica. Punto de fusión 660°C.

^ En términos de prevalencia en la corteza terrestre, el aluminio ocupa el tercer lugar después del oxígeno y el silicio entre todos los átomos y el primero entre los metales.

Las ventajas del aluminio y sus aleaciones incluyen su baja densidad (2,7 g/cm3), características de resistencia relativamente alta, buena conductividad térmica y eléctrica, facilidad de fabricación y alta resistencia a la corrosión. La combinación de estas propiedades permite clasificar al aluminio como uno de los materiales técnicos más importantes.

Las aleaciones son compuestos de dos o más sustancias formadas como resultado de la cristalización por fusión. Incluyen tanto metales como no metales: arsénico, carbono, silicio y otros. Las propiedades de la aleación son fundamentalmente diferentes de las propiedades de las sustancias constituyentes. Puede tener mayor resistencia que su metal individual y también puede tener un punto de fusión diferente. La mayoría de los productos metálicos están hechos de aleaciones.

Cualquiera que haya visto hierro, cobre o estaño puro sabe que se trata de metales relativamente blandos. Incluso en la antigüedad, la gente notó que una mezcla de cobre fundido y estaño forma una nueva sustancia llamada bronce. Las espadas de bronce eran más duras que el cobre y el hierro, y también más fiables que las hojas de pedernal. El proceso de mezclar dos metales se denominó aleación, y las mezclas de metales recién obtenidas se denominaron aleaciones, respectivamente. La alineación y la aleación son procesos inherentemente relacionados y, en ocasiones, podemos hablar de la misma coincidencia de los dos conceptos.

Aluminio y sus aleaciones se dividen según el método de producción en deformables, sometidos a tratamiento a presión y fundición, utilizados en forma de fundición moldeada; sobre el uso de tratamiento térmico - en térmicamente no endurecido y térmicamente endurecido, así como en sistemas dopaje

^ diagrama de estado

De nuevo en la antigüedad, los herreros notaron que forjar hierro caliente se volvía mucho más fuerte que el bronce. La razón de esto fue que se había agregado carbono al metal fundido durante el proceso de endurecimiento, que había sido impregnado con una red cristalina de hierro. Esto condujo a una nueva aleación que ahora conocemos como acero. La cantidad de carbono que contiene determina su dureza y si la aleación resultante será acero o hierro fundido. Si se agrega cromo al acero, se vuelve inoxidable, el tungsteno lo hace más duro y el manganeso lo hace más resistente al desgaste.

diagrama de equilibrio, diagrama de fase - una representación gráfica de la relación entre los parámetros de estado de un sistema físico y químico (temperatura, presión, etc.) y su composición. Según el diagrama de estado, se pueden establecer, por ejemplo, las temperaturas de inicio y final de las transformaciones de fase, la composición química de las fases. El diagrama de estado es ampliamente utilizado en la ciencia de los metales.

Forja de acero - temple. Otras aleaciones que son o son valiosas para los humanos son el latón y el duraluminio. Las aleaciones de hierro con níquel y cromo tienen una alta resistencia eléctrica, lo que las hace adecuadas para la producción de elementos calefactores.

Son resistentes al calor y a los ácidos, por lo que se utilizan ampliamente en la industria. El nitinol es una aleación de níquel y titanio. Tiene cierta "memoria" y, si se somete a deformación, después de un calentamiento posterior, la aleación recuperará su forma original. El nitinol es una aleación especialmente adecuada para su uso en naves espaciales y vehículos.

^ Clasificación de las aleaciones de aluminio.

Según el método de producción, las aleaciones industriales de aluminio se dividen en sinterizadas, fundidas y forjadas (Fig. 1).

Las aleaciones fundidas sufren una transformación eutéctica, mientras que las aleaciones forjadas no. Estos últimos, a su vez, son no templados térmicamente (aleaciones en las que no hay transformaciones de fase en el estado sólido) y deformables, templados térmicamente (aleaciones templadas por temple y envejecimiento).

El punto de fusión de la mayoría de las aleaciones es más bajo que el del metal de fusión más bajo de la composición. Esta propiedad puede ser útil, por ejemplo, en una aleación de plomo y estaño utilizada para soldar metales. Las redes cristalinas de aleaciones de metales solubles líquidos y sólidos son los tres tipos principales y son muy similares a las soluciones sólidas, es decir. es posible que no tenga una composición permanente. En la siguiente figura, el primero de los diagramas es una rejilla metálica cristalina homogénea de cualquier metal. Si las aleaciones metálicas de dos metales tienen radios atómicos de tamaño similar, se pueden formar redes cristalinas metálicas con átomos sustituidos.

^ Las aleaciones de aluminio generalmente se alean con Cu, Mg, Si, Mn, Zn, con menos frecuencia con Li, Ni, Ti.

Aleaciones de aluminio deformadas no endurecidas por tratamiento térmico

Este grupo de aleaciones incluye aluminio comercial y aleaciones resistentes a la corrosión soldables no endurecidas (aleaciones de aluminio con manganeso y magnesio). Las aleaciones AMts pertenecen al sistema Al - Mi (Fig. 1).

Estas son, por ejemplo, aleaciones de oro - cobre y oro - plata. Cuando la aleación de metales con diferencias significativas en el tamaño de los radios atómicos forma una red cristalina de metal con átomos "incrustados". También es posible una versión mixta cuando se alean tres o más metales. En algunos casos, se pueden formar compuestos intermetálicos durante el proceso de aleación.

Diversos tipos de aleaciones cristalinas de metales. Las aleaciones cristalinas de aleaciones de metales que son solubles en estado líquido pero insolubles en estado sólido son simplemente mezclas mecánicas. Por ejemplo, el hierro no puede formar una aleación con el plomo o el bismuto debido a su diferente densidad. Sin embargo, existe la posibilidad de que el pulvimetalúrgico mezcle estos metales. Esta es una tecnología libre de residuos que crea formas complejas que son inaccesibles a otros métodos tecnológicos.

^ Figura 1. Diagrama de estado "aluminio - elemento de aleación":

1 - aleaciones deformables térmicamente que no se endurecen;

2 - Aleaciones deformables, templadas térmicamente.

^ Figura 2. Diagrama de estado “aluminio – manganeso”:

La pulvimetalurgia de polvo metálico crea piezas complejas. Son extremadamente precisos y no necesitan más procesamiento. Su proceso de producción se caracteriza por la economía y la falta de protección, teniendo este último también un beneficio ambiental. Las piezas pulvimetalúrgicas pueden tener un alto grado de complejidad, lo que puede ser difícil en los métodos clásicos como el forjado, la fundición, el estampado y el prensado.

El polvo metálico se puede producir a través de varios métodos, incluidas reacciones químicas, métodos electroquímicos, atomización mecánica y atomización por fusión. En el caso de la atomización mecánica, se pueden obtener polvos metálicos a partir de virutas y recortes de metal de desecho, que se trituran en molinos mecánicos o en aparatos bajo la influencia de poderosos vórtices. La pulverización de fusión se aplica a metales con un punto de fusión bajo, que se funden en finas gotas en estado fundido utilizando aire comprimido.

–concentración de Mn en aleaciones industriales.

Fig. 3. Microestructura de aleación AMC

^ Figura 6. Microestructura de duraluminio después de:

a) enfriamiento rápido en agua desde la temperatura T2;

b) endurecimiento y envejecimiento artificial en T3

Se añaden a la composición aluminio, berilio u otros elementos como fósforo, aluminio, zinc, plomo. La excepción es la aleación de cobre con aleaciones de zinc y cobre-níquel. Aleaciones, cobre, no estaño: una de las más populares es el bronce al aluminio, así como la miel permanente, pero no tienen relación con el bronce. El estaño es el segundo componente de la aleación, el cobre es el primero. El tercer componente puede actuar: zinc, aluminio, arsénico y otros. Esta aleación es la aleación más utilizada. La humanidad ha estado en ella desde el antiguo Egipto.

Durante mucho tiempo fue un material estratégicamente protector. Fue sólo un siglo antes de que hiciera los instrumentos. Se compone de estaño y miel. Este metal fue uno de los primeros absorbidos por el hombre. En comparación con la miel, tiene más ventajas, como dureza, tecnología, resistencia. La creación del bronce abrió muchas posibilidades diferentes para la humanidad que todavía están en uso hoy en día.

(derecha - esquema)

La estructura de la aleación Amts consiste en una solución sólida de manganeso en aluminio y precipitados secundarios de la fase MnAl (Fig. 3).En presencia de hierro, en lugar de MnAl, se forma una fase compleja (MnFe) Al, que es prácticamente insoluble en aluminio, por lo que la aleación Amts se fortalece mediante tratamiento térmico.

^ La composición de estas aleaciones tiene límites muy estrechos: 1-1,7% Mn;

El bronce al plomo está mal trabajado por presión, esmerilado o corte. Las cualidades lituanas no son inferiores a otros metales. Esta aleación tiene una alta resistencia a la corrosión y propiedades antifricción. Puede ser utilizado para el mecanismo de piezas mecánicas o en la industria química para la producción de accesorios. El plomo, el fósforo pueden mejorar las propiedades antifricción. El cuenco de bronce también se puede alear con zinc, níquel, aluminio, arsénico. Agregar hasta el once por ciento de zinc no cambia las características del bronce, pero es mucho más económico.

0,05 - 0,20% Cu; se agrega cobre para reducir la corrosión por picaduras.

Permitido hasta 0.6–0.7% Fe y. n 0,6-0,7% Si, lo que conduce a un cierto endurecimiento de las aleaciones sin una pérdida significativa de resistencia a la corrosión.

A medida que la temperatura disminuye, la resistencia aumenta rápidamente, por lo que las aleaciones de este grupo han encontrado una amplia aplicación en la tecnología criogénica.

La aleación de bronce con trasplantes de zinc se llama "Almirantazgo", está bien protegida contra la corrosión y el agua de mar. Ofrecemos venta al por mayor, bronce, latón, cobre y aleaciones no ferrosas a granel o pagos diferidos. Amplia selección de productos semiacabados en stock. Siempre en presencia de cobre y aleaciones no ferrosas, plomo, almirantazgo, bronce al plomo, los precios son óptimos por parte del vendedor. Para compradores mayoristas, el precio es preferible. El almacén tiene la mayor selección de productos para la producción a gran escala. También tenemos condiciones atractivas para los minoristas.

Las aleaciones AMg (magnalium) pertenecen al sistema A1 - Mg (Fig. 4). El magnesio forma una solución sólida a con aluminio, y en el rango de concentración de 1,4 a 17,4 % de Mg, se libera una fase b secundaria (MgAl), pero las aleaciones que contienen hasta un 7 % de Mg endurecen muy poco durante el tratamiento térmico, por lo que se fortalecieron por endurecimiento por deformación plástica.

Siempre disponibles, productos de latón, cobre, bronce y laminados, el precio se debe a las características tecnológicas de producción, sin tener en cuenta los costos adicionales. El precio del pedido depende del volumen y de las condiciones de entrega adicionales. Encuéntrenos en línea. En este segmento, Auremo es un proveedor rentable. La calidad cumple con los estándares internacionales. El mejor precio del vendedor. Para familiarizarse con el catálogo de productos, consulte nuestra lista de precios y obtenga la información que necesita, estará en la posición de nuestro sitio web.

Designación y significado del tratamiento térmico.

El consultor en línea está siempre a su disposición y responderá a todas sus preguntas. Esperamos sus pedidos: la dirección de Internet de la empresa en la sección de contacto. Se utiliza para productos que se han endurecido térmicamente mediante calentamiento a baja temperatura después del trabajo en frío. Sólo es adecuado para aleaciones que tengan un proceso de envejecimiento a niveles normales de temperatura, aleados ya que son trabajados en caliente.

Designación de tratamiento térmico de productos laminados.

El grupo de metales no ferrosos incluye cobre, plomo, zinc, estaño, níquel, aluminio y magnesio.

Aleaciones de sistemas A1-Mn. y A1–- Mg se utilizan en los estados recocido, trabajado en frío y semitrabajado. En las aleaciones industriales, el magnesio está contenido en el rango de 0.5 a 12 ... 13%, las aleaciones con bajo contenido de magnesio tienen la mejor capacidad de conformación, las aleaciones con alto contenido de magnesio tienen buenas propiedades de fundición (Tabla 5) aplicaciones.

^ Los botes de rescate, los pescantes, las escaleras exteriores, las cosas prácticas, etc. se fabrican en barcos con aleaciones de este grupo.

Aleaciones de aluminio deformadas endurecidas por tratamiento térmico

Este grupo de aleaciones incluye aleaciones de resistencia alta y normal. Las composiciones de algunas aleaciones termoendurecibles forjadas se dan en la Tabla 6 del Apéndice. Las aleaciones de aluminio deformables típicas son los duraluminios (marcados con la letra D), aleaciones del sistema A1 - Cu - Mg. De forma muy simplificada, los procesos que tienen lugar durante el tratamiento térmico de endurecimiento del duraluminio se pueden considerar mediante el diagrama Al - Cu (Fig. 5).

Figura 4. Diagrama de estado "aluminio - magnesio".

‚ – concentración de Mg en aleaciones industriales.

Figura 5. Un fragmento del diagrama de estado "aluminio - cobre":

Т1 – temperatura de fusión;

Т2 – temperatura de endurecimiento;

T3 - temperatura de envejecimiento artificial.

Figura 7. Diagrama de estado "aluminio - silicio":

a) vista general;

b) después de la introducción del modificador.

Durante el enfriamiento rápido, que consiste en calentar la aleación por encima de la línea de solubilidad variable, manteniendo a esta temperatura y enfriando rápidamente, la estructura de una solución sólida a - sobresaturada (clara en la Fig. 6a) e inclusiones insolubles de compuestos ferruginosos y de manganeso (oscura ) está arreglado. La aleación en estado recién templado tiene una resistencia baja s6 = 30 kg/mm3 (300 MPa); d = 18%; dureza HB75.

Una solución sólida sobresaturada es inestable. La mayor resistencia se logra con el envejecimiento posterior de la aleación endurecida. El envejecimiento artificial consiste en la exposición a una temperatura de 150 - 180 grados. En este caso, las fases de refuerzo CuAl2, CuMgAl2, Al12Mn2Cu se separan de la solución sólida sobresaturada.

^ La microestructura de la aleación envejecida se muestra en la Fig. 6b. Consiste en una solución sólida e inclusiones de varias fases enumeradas anteriormente.

Procesamiento de aluminio

^ Todas las aleaciones de aluminio se pueden dividir en dos grupos. :

Aleaciones de aluminio forjado: diseñadas para producir productos semiacabados (láminas, placas, varillas, perfiles, tuberías, etc.), así como piezas forjadas y troqueles por laminación, prensado, forjado y estampado.

A) ^ Endurecido por tratamiento térmico:

Duraluminios, "duraluminio" (D1, D16, D20 *, aleaciones de aluminio de cobre y manganeso) - se procesan satisfactoriamente por corte en los estados endurecidos y envejecidos, pero mal en el estado recocido. Los duraluminios se sueldan bien por puntos y no por fusión debido a su tendencia a agrietarse. La aleación D16 se utiliza para fabricar revestimientos, marcos, largueros y largueros de aeronaves, marcos de carga, estructuras de edificios y carrocerías de automóviles.

^ Aleación Avial (AB) procesado satisfactoriamente por corte después del endurecimiento y envejecimiento, bien soldado por arco de argón y soldadura por contacto. Esta aleación se utiliza para la fabricación de diversos productos semiacabados (láminas, perfiles, tubos, etc.) que se utilizan para elementos estructurales que soportan cargas moderadas, además de palas de hélices de helicópteros, piezas forjadas de motores, marcos, puertas, que requieren alta ductilidad en frío. y condición caliente.

^ Aleación de alta resistencia (B95) tiene una resistencia a la tracción de 560-600 N / mm2, está bien procesado por corte y soldado por soldadura por puntos. La aleación se utiliza en la construcción de aeronaves para estructuras cargadas (pieles, larguerillos, cuadernas, largueros) y para cuadernas de carga en estructuras de edificios.

^ Aleaciones para forja y estampado (AK6, AK8, AK4-1 [resistente al calor]). Las aleaciones de este tipo se distinguen por su alta ductilidad y sus satisfactorias propiedades de fundición, que permiten obtener lingotes de alta calidad. Las aleaciones de aluminio de este grupo se procesan bien mediante corte y se sueldan satisfactoriamente mediante soldadura por contacto y por arco de argón.

B ) No endurecido por tratamiento térmico:

Aleaciones de aluminio con manganeso (AMts) y el aluminio con magnesio (AMg2, AMg3, AMg5, AMg6) se procesan fácilmente por presión (estampado, doblado), se sueldan bien y tienen buena resistencia a la corrosión. El corte es difícil, por lo tanto, para obtener una rosca, se utilizan machos de roscar (rodillos) especiales sin virutas que no tienen filos de corte.

Aleaciones de aluminio fundido: diseñadas para fundición con forma (por regla general, se procesan bien mediante corte).

^ Aleaciones de aluminio con silicio (silumins) Al-Si (AL2, AL4, AL9) se distinguen por sus altas propiedades de fundición y sus fundiciones, por su alta densidad. Las siluminas son relativamente fáciles de mecanizar.

^ Aleaciones de aluminio con cobre Al-Cu (AL7, AL19) después del tratamiento térmico, tienen altas propiedades mecánicas a temperaturas normales y elevadas y se procesan bien por corte.

^ Aleaciones de aluminio con magnesio Al-Mg (AL8, AL27 ) tienen buena resistencia a la corrosión, propiedades mecánicas mejoradas y están bien procesados ​​por corte. Las aleaciones se utilizan en la construcción naval y la aviación.

^ Las aleaciones de aluminio resistentes al calor (AL1, AL21, AL33) se procesan bien mediante corte.

En términos de fresado, roscado y torneado, las aleaciones de aluminio también se pueden dividir en dos grupos. Según el estado (templado, envejecido, recocido), las aleaciones de aluminio pueden pertenecer a diferentes grupos según la facilidad de procesamiento:

Aleaciones de aluminio blandas y dúctiles que causan problemas en el mecanizado:

a) Recocido: D16, AB.

b) No endurecido por tratamiento térmico: AMts, AMg2, AMg3, AMg5, AMg6.

Aleaciones de aluminio relativamente duras y resistentes que son bastante fáciles de mecanizar (en muchos casos en los que no se requiere una mayor productividad, estos materiales se pueden mecanizar con una herramienta estándar para uso general, pero si necesita aumentar la velocidad y la calidad del procesamiento, puede necesita usar una herramienta especializada):

a) Templado y envejecido artificialmente: D16T, D16N, AVT.

b) Forja: AK6, AK8, AK4-1.

c) Fundiciones: AL2, AL4, AL9, AL8, AL27, AL1, AL21, AL33.

Aleaciones de aluminio y sus aplicaciones.

^ El aluminio se utiliza para la producción de productos y aleaciones a base de él.

aleación - el proceso de introducir elementos adicionales en la masa fundida que mejoran las propiedades mecánicas, físicas y químicas del material base. El dopaje es un concepto general de la serie. procedimientos tecnológicos llevados a cabo en diversas etapas de obtención de un material metálico con el fin de mejorar la calidad de los productos metalúrgicos.

^ La introducción de varios elementos de aleación en el aluminio cambia significativamente sus propiedades y, en ocasiones, le da nuevas propiedades específicas.

La resistencia del aluminio puro no satisface las necesidades industriales modernas, por lo tanto, para la fabricación de cualquier producto destinado a la industria, no se utiliza aluminio puro, sino sus aleaciones.

Con varias aleaciones, se adquieren resistencia, aumento de dureza, resistencia al calor y otras propiedades. En este caso, también ocurren cambios indeseables: la conductividad eléctrica disminuye inevitablemente, en muchos casos empeora la resistencia a la corrosión y la densidad relativa casi siempre aumenta. La excepción es la aleación con manganeso, que no solo no reduce la resistencia a la corrosión, sino que incluso la aumenta ligeramente, y el magnesio, que también aumenta la resistencia a la corrosión (si no supera el 3%) y reduce la densidad relativa, ya que es más ligero que aluminio.

^ Aleaciones de aluminio

Las aleaciones de aluminio según el método de fabricación de productos a partir de ellas se dividen en dos grupos:

1) deformable (tiene alta ductilidad cuando se calienta),

2) fundición (tener buena fluidez).

Esta división refleja las principales propiedades tecnológicas de las aleaciones. Para obtener estas propiedades, se introducen diferentes elementos de aleación en el aluminio y en cantidades desiguales.

Las materias primas para la obtención de aleaciones de ambos tipos no son solo aluminio comercialmente puro, sino también aleaciones binarias de aluminio-silicio, que contienen 10-13% Si, y se diferencian ligeramente entre sí en la cantidad de impurezas de hierro, calcio, titanio y manganeso. El contenido total de impurezas en ellos es 0.5-1.7%. Estas aleaciones se denominan siluminas. Para obtener aleaciones forjadas, los elementos de aleación solubles en ella se introducen principalmente en el aluminio en una cantidad que no exceda el límite de su solubilidad a alta temperatura. Las aleaciones forjadas cuando se calientan bajo tratamiento a presión deben tener una estructura de solución sólida homogénea, proporcionando la mayor ductilidad y la menor resistencia. Esto determina su buena trabajabilidad por presión.

Los principales elementos de aleación en varias aleaciones forjadas son cobre, magnesio, manganeso y zinc, además, el silicio, el hierro, el níquel y algunos otros elementos también se introducen en cantidades relativamente pequeñas.

^ Duraluminio - aleaciones de aluminio con cobre

Las aleaciones endurecibles características son el duraluminio, aleaciones de aluminio con cobre, que contienen impurezas constantes de silicio y hierro y se pueden alear con magnesio y manganeso. La cantidad de cobre en ellos está en el rango de 2.2-7%.

^ El cobre se disuelve en aluminio en una cantidad de 0,5% a temperatura ambiente y 5,7% a una temperatura eutéctica de 548 C.

El tratamiento térmico del duraluminio consta de dos etapas. Primero, se calienta por encima de la línea de solubilidad límite (normalmente hasta unos 500 C). A esta temperatura, su estructura es una solución sólida homogénea de cobre en aluminio. Por endurecimiento, es decir rápido enfriamiento en agua, esta estructura se fija en la habitación temperatura. En este caso, la solución se sobresatura. En este estado, es decir en estado de endurecimiento, el duraluminio es muy blando y dúctil.

La estructura del duraluminio endurecido tiene poca estabilidad, e incluso a temperatura ambiente se producen cambios espontáneos en ella. Estos cambios se deben a que los átomos de cobre en exceso se agrupan en solución, dispuestos en un orden cercano al característico de los cristales del compuesto químico CuAl. El compuesto químico aún no se ha formado y, además, no se separa de la solución sólida, pero debido a la distribución desigual de los átomos en la red cristalina de la solución sólida, se producen distorsiones que conducen a un aumento significativo de la dureza y resistencia con una disminución simultánea en la ductilidad de la aleación. El proceso de cambio de la estructura de una aleación endurecida a temperatura ambiente se denomina envejecimiento natural.

El envejecimiento natural se produce de forma especialmente intensa durante las primeras horas, pero se completa completamente, dando a la aleación su máxima resistencia, al cabo de 4-6 días. Si la aleación se calienta a 100-150 C, se producirá un envejecimiento artificial. En este caso, el proceso se completa rápidamente, pero el endurecimiento se produce menos. Esto se explica porque a mayor temperatura los desplazamientos de difusión de los átomos de cobre se realizan con mayor facilidad, por lo que se completa la formación de la fase CuAl y se separa de la solución sólida. El efecto de fortalecimiento de la fase obtenida resulta ser menor que el efecto de distorsión de la red de solución sólida que se produce durante el envejecimiento natural.

La comparación de los resultados del envejecimiento del duraluminio a diferentes temperaturas muestra que el endurecimiento máximo se obtiene durante el envejecimiento natural dentro de los cuatro días.

^ Aleaciones de aluminio con manganeso y magnesio

Entre las aleaciones de aluminio no templables, las aleaciones basadas en Al-Mn y Al-Mg han ganado la mayor importancia.

El manganeso y el magnesio, así como el cobre, tienen una solubilidad limitada en el aluminio, que disminuye al disminuir la temperatura. Sin embargo, el efecto del endurecimiento durante su tratamiento térmico es pequeño. Esto se explica de la siguiente manera. En el proceso de cristalización en la fabricación de aleaciones que contengan hasta un 1,9% de Mn, el exceso de manganeso liberado de la solución sólida debió formar con el aluminio un compuesto químico Al (MnFe) soluble en él, que no se disuelve en el aluminio. En consecuencia, el calentamiento posterior por encima de la línea límite de solubilidad no asegura la formación de una solución sólida homogénea, la aleación permanece heterogénea, constituida por una solución sólida y partículas de Al (MnFe), lo que conduce a la imposibilidad de endurecimiento y posterior envejecimiento.

^ En el caso del sistema Al-Mg la razón de la falta de endurecimiento durante el tratamiento térmico es diferente. Con un contenido de magnesio de hasta el 1,4%, no puede haber endurecimiento, ya que dentro de estos límites se disuelve en aluminio a temperatura ambiente y no se produce precipitación de fases en exceso. Con un mayor contenido de magnesio, el enfriamiento seguido del envejecimiento químico conduce a la liberación de una fase en exceso: el compuesto químico MgAl.

Sin embargo, las propiedades de este compuesto son tales que los procesos que preceden a su aislamiento, y luego las inclusiones resultantes, no causan un efecto endurecedor notable. A pesar de esto, la introducción de manganeso y magnesio en el aluminio es beneficiosa. Aumentan su fuerza y ​​resistencia a la corrosión (con un contenido de magnesio de no más del 3%). Además, las aleaciones de magnesio son más ligeras que el aluminio puro..

^ Otros elementos de aleación

Asimismo, para mejorar algunas de las características del aluminio, se utilizan como elementos de aleación los siguientes:

Berilio añadido para reducir la oxidación a temperaturas elevadas. Se utilizan pequeñas adiciones de berilio (0,01-0,05%) en aleaciones de fundición de aluminio para mejorar la fluidez en la producción de piezas de motores de combustión interna (pistones y culatas).

bor inyectado para aumentar la conductividad eléctrica y como aditivo de refinación. El boro se introduce en las aleaciones de aluminio utilizadas en la ingeniería de energía nuclear (a excepción de las piezas del reactor), porque absorbe neutrones, evitando la propagación de la radiación. El boro se introduce en promedio en la cantidad de 0.095-0.1%.

Bismuto. Los metales de bajo punto de fusión como el bismuto, el plomo, el estaño y el cadmio se agregan a las aleaciones de aluminio para mejorar la maquinabilidad. Estos elementos forman fases fusibles blandas que contribuyen a la rotura de la viruta y la lubricación del cortador.

^ Galio se agrega en la cantidad de 0.01 - 0.1% a las aleaciones, a partir de las cuales se fabrican ánodos de sacrificio.

Hierro. En pequeñas cantidades (>0,04 %), se introduce durante la producción de alambres para aumentar la resistencia y mejorar las características de fluencia. El hierro también reduce la adherencia a las paredes de los moldes cuando se vierte en un molde frío.

indio. La adición de 0,05 - 0,2% fortalece las aleaciones de aluminio durante el envejecimiento, especialmente con bajo contenido de cobre. Los aditivos de indio se utilizan en aleaciones que contienen aluminio y cadmio.

^ cadmio. Se agrega aproximadamente 0,3% de cadmio para aumentar la resistencia y mejorar las propiedades de corrosión de las aleaciones.

Calcio da plasticidad. Con un contenido de calcio del 5%, la aleación tiene el efecto de superplasticidad.

Silicioes el aditivo más utilizado en aleaciones de fundición. En la cantidad de 0,5-4% reduce la tendencia al agrietamiento. La combinación de silicio y magnesio permite termosellar la aleación.

^ Lata mejora el rendimiento de corte.

Titanio. La tarea principal del titanio en las aleaciones es el refinamiento del grano en piezas fundidas y lingotes, lo que aumenta considerablemente la resistencia y la uniformidad de las propiedades en todo el volumen.

Los principales compuestos naturales del aluminio:

1. Nefelinas - (Na, K) 2O AlO3 2Si2.

2. Criolita - А1F3 3NaF

3. Bauxita: mineral de aluminio Al2O3 xH2O (generalmente se encuentra con impurezas de óxidos de silicio SiO2, hierro Fe2O3, carbonato de calcio CaCO3).

4. Caolín - A12O3 2SiO2 2H2O.

5. Alúmina: una mezcla de caolines con arena SiO2, piedra caliza CaCO3, magnesita MgCO3.

Propiedades químicas:

El aluminio tiene una alta actividad química (en la serie de voltajes de los metales, ocupa un lugar entre el magnesio y el zinc).

El aluminio es fácilmente oxidado por el oxígeno atmosférico, estando cubierto con una fuerte película protectora de óxido de aluminio Al2O3, que evita una mayor oxidación y la interacción con otras sustancias, lo que conduce a su alta resistencia a la corrosión.

4Al3O2 = 2Al2O3

Si se destruye la película de óxido de aluminio, entonces el aluminio interactúa activamente con el agua a temperatura ordinaria:

2Al 6H2O \u003d 2Al (OH) 3 ZH2

1. Privado de la película de óxido, el aluminio se disuelve fácilmente en:

- álcalis con formación de aluminatos

2Al 2NaOH 2H2O = 2NaAlO2 3H2

- ácidos diluidos con desprendimiento de hidrógeno

2A1 6HC1 = 2AlCl3 ZH2

2A1 ZH2SO4 \u003d Al2 (S04) 3 3H2

- El ácido nítrico fuertemente diluido y concentrado pasiva el aluminio, por lo que los contenedores de aluminio se utilizan para el almacenamiento y transporte del ácido nítrico. Pero cuando se calienta, el aluminio se disuelve en ácido nítrico:

Al 6HNO3 (conc.) \u003d Al (NO3) 3 ZNO2 ZH2O

2. El aluminio interactúa con:

- halógenos

2Аl ЗВr2 = 2АlВr3

- a altas temperaturas con otros no metales (azufre, nitrógeno, carbono)

^ 2Al 3S \u003d Al2S3 (sulfuro de aluminio)

2Al N2 = 2AlN (nitruro de aluminio)

4Al 3C \u003d A14C3 (carburo de aluminio)

Las reacciones proceden con la liberación de una gran cantidad

calor. 3. El aluminio se caracteriza por reacciones aluminotérmicas -

recuperación de metales de sus óxidos con aluminio.

^ La aluminotermia se utiliza para obtener metales raros que forman un fuerte enlace con el oxígeno: niobio Nb, tantalio Ta, molibdeno Mo, tungsteno W, etc.

2Al 3W3 \u003d 3W A12O3

Una mezcla de polvo fino de Al y mineral de hierro magnético Fe3O4 se llama termita, que, cuando se enciende, libera una gran cantidad de calor y la temperatura de la mezcla aumenta a 3500 ° C. Este proceso se utiliza en la soldadura por termita.

8Al 3Fe3O4 = 9Fe 4Al2O3

Aplicación de aleaciones de aluminio.

La mayoría de las aleaciones de aluminio tienen una alta resistencia a la corrosión en la atmósfera natural, agua de mar, soluciones de muchas sales y productos químicos y en la mayoría de los alimentos. Esta última propiedad, combinada con el hecho de que el aluminio no destruye las vitaminas, le permite ser ampliamente utilizado en la fabricación de platos. Las estructuras de aleación de aluminio se utilizan a menudo en agua de mar. El aluminio se usa ampliamente en la construcción en forma de paneles de revestimiento, puertas, marcos de ventanas y cables eléctricos. Las aleaciones de aluminio no están sujetas a corrosión severa durante mucho tiempo en contacto con hormigón, mortero, yeso, especialmente si las estructuras no se mojan con frecuencia. El aluminio también se usa ampliamente en ingeniería mecánica, tk. tiene buenas cualidades fisicas.

Pero la industria principal, actualmente simplemente impensable sin el uso del aluminio, es, por supuesto, la aviación. Es en la aviación donde se han utilizado más plenamente todas las características importantes del aluminio.

^ Aplicación de aluminio

El aluminio es ampliamente utilizado como material estructural. Las principales ventajas del aluminio en esta calidad son la ligereza, la ductilidad para el estampado, la resistencia a la corrosión (en el aire, el aluminio se cubre instantáneamente con una fuerte película de Al2O3, lo que evita su posterior oxidación), alta conductividad térmica, no toxicidad de sus compuestos. En particular, estas propiedades han hecho que el aluminio sea extremadamente popular en la fabricación de utensilios de cocina, papel de aluminio en la industria alimentaria y para embalaje.

La principal desventaja del aluminio. como material estructural: baja resistencia, por lo que generalmente se alea con una pequeña cantidad de cobre y magnesio (la aleación se llama duraluminio).

La conductividad eléctrica del aluminio es comparable a la del cobre, mientras que el aluminio es más económico. Por ello, es muy utilizado en ingeniería eléctrica para la fabricación de hilos, su blindaje, e incluso en microelectrónica para la fabricación de conductores en chips. Es cierto que el aluminio como material eléctrico tiene una propiedad desagradable: debido a la fuerte película de óxido, es difícil soldarlo.

^ Debido al complejo de propiedades, es ampliamente utilizado en equipos térmicos.

La introducción de aleaciones de aluminio en la construcción reduce el consumo de metal, aumenta la durabilidad y la fiabilidad de las estructuras al operarlas en condiciones extremas (baja temperatura, terremoto, etc.).

El aluminio es ampliamente utilizado en varios tipos de transporte. En la etapa actual del desarrollo de la aviación, las aleaciones de aluminio son los principales materiales estructurales en la construcción de aeronaves. El aluminio y las aleaciones basadas en él se utilizan cada vez más en construcción naval. Los cascos de los barcos están hechos de aleaciones de aluminio. superestructuras de cubierta, comunicaciones y varios tipos de equipos de barcos. Se están realizando investigaciones para desarrollar aluminio espumado como un material particularmente fuerte y liviano.

Conclusión

Es difícil encontrar una industria en la que se utilice aluminio o sus aleaciones, desde la microelectrónica hasta la metalurgia pesada. De todos los metales ligeros, el aluminio se caracteriza por el mayor volumen de producción, ocupando el segundo lugar en la industria mundial después de la producción de acero. Esto se debe a buenas propiedades mecánicas, ligereza, bajo punto de fusión, lo que facilita el procesamiento, altas cualidades externas, especialmente después de un procesamiento especial. Dadas las propiedades físicas y químicas enumeradas y muchas otras del aluminio, su cantidad inagotable en la corteza terrestre, podemos decir que el aluminio es uno de los materiales más prometedores del futuro.

^ Bibliografía

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), que recibió aplicación industrial, fue desarrollado en 1909 por A. Wilm (Alemania). Con la producción de este A. s. inicial vinculada. Período de desarrollo de la construcción de aviones de metal. En la RSFSR, en 1922, en una planta de procesamiento de metales no ferrosos en el pueblo de Kolchugino, región de Vladimir, se inició la producción industrial de productos de láminas y perfiles de aluminio doméstico. cadena de aluminio (creadores Yu. G. Muzalevsky y S. M. Voronov), que diferían en la composición del duraluminio alemán. El gran papel jugado por A. s. en la industria aeronáutica, viene determinada por una exitosa combinación de propiedades: baja densidad (2500-2900 kg/m3), alta resistencia (hasta 500-600 MPa), resistencia a la corrosión, fabricabilidad en fundición, tratamiento a presión, soldadura y corte. Debido a la alta resistencia específica desde los años 20. siglo 20 Como. son el material estructural más importante en la construcción de aeronaves.
Los principales componentes de aleación de A. s. - magnesio, zinc, silicio. Como resultado de la aleación de aluminio con uno, dos o más elementos de los enumerados en varias combinaciones, así como pequeñas adiciones de uno o más metales de transición - manganeso, cromo, titanio, circonio, níquel, hierro, vanadio - más de 150 A se obtienen y utilizan en la industria. en los años 70 en el número de componentes de aleación A. s. Las bebidas también entraron.
Todo A. s. generalmente se divide en deformables, a partir de las cuales se fabrican láminas, placas, perfiles y otros productos semiacabados por deformación laminar de una palanquilla fundida, y fundiciones, que están destinadas exclusivamente a la fundición con forma. De deformable Y. Las aleaciones de los siguientes sistemas son de gran importancia.
Aluminio: magnesio con la adición de manganeso, titanio, circonio (aleaciones AM-2, AM-5, AM-6; el número en la marca muestra el contenido aproximado de magnesio en porcentaje). Estas aleaciones no se endurecen por tratamiento térmico; en estado recocido, se caracterizan por una resistencia moderada (hasta 350 MPa para AM-6), alta ductilidad, muy alta resistencia a la corrosión y buena soldabilidad. Ampliamente utilizado para estructuras soldadas críticas.
Aluminio - cobre - magnesio con aditivos de manganeso - duraluminios (D1, D16, D18, V65, D19, V17, VAD1). endurecido por tratamiento térmico; están sujetos, por regla general, al endurecimiento y al envejecimiento natural. Se caracterizan por una combinación de alta resistencia estática (hasta 450-500 MPa) a temperatura ambiente y elevada (hasta 150-175°C), alta resistencia a la fatiga y tenacidad a la fractura. Esta combinación de propiedades determinó el amplio uso de estas aleaciones, especialmente D16 y D16ch (hierro puro e impurezas de silicio), en la construcción de aeronaves. La desventaja es la baja resistencia a la corrosión; Los productos requieren una cuidadosa protección contra la corrosión.
Aluminio - zinc - magnesio - cobre con adiciones de manganeso, cromo, circonio. Sometido a endurecimiento y envejecimiento artificial. Las aleaciones tienen la mayor A. con. fuerza (hasta 700 MPa para V96Ts). Sin embargo, con el envejecimiento hasta su máxima resistencia, aumenta la sensibilidad de estos diamantes. al agrietamiento por corrosión, se reducen la plasticidad y los valores de las características de resistencia estructural. Para estas aleaciones, se han introducido modos de envejecimiento por reblandecimiento (sobreenvejecimiento), que proporcionan una combinación de resistencia suficientemente alta (420–470 MPa para V93 y V95) con valores satisfactorios de resistencia al agrietamiento por corrosión y resistencia estructural. La aleación V95, especialmente su V95pch (que aumenta la pureza de las impurezas de hierro y silicio), es uno de los materiales estructurales más importantes en la construcción de aeronaves.
Aluminio - magnesio - litio con adiciones de manganeso y circonio. Sometido a endurecimiento y envejecimiento artificial. Una característica distintiva es la combinación de una resistencia suficientemente alta (420-450 MPa) con la resistencia más baja para la industria A. s. densidad (2500 kg/m), alto módulo de elasticidad (75 GPa) y soldabilidad satisfactoria. Desventajas: ductilidad reducida, malas propiedades de procesamiento.
De las aleaciones de fundición, las aleaciones de los siguientes sistemas son las de mayor importancia.
Aluminio - silicio, (silumins) con la adición de magnesio, cobre, manganeso, titanio, níquel (AL2, AL4, AL9, AL5, AL34) son las aleaciones de aluminio de fundición más comunes. En presencia de magnesio y aleaciones de cobre se endurecen mediante tratamiento térmico. Las propiedades mecánicas varían ampliamente (resistencia de 15 MPa para AL2 a 350 MPa para AL34). Las aleaciones se caracterizan por unas muy buenas propiedades de fundición, una resistencia a la corrosión satisfactoria y una buena soldabilidad.
Aluminio - cobre con adiciones de manganeso, titanio, níquel, circonio, cerio, cadmio (AL7, AL19, ALZZ, VAL10). Se endurecen por endurecimiento seguido de envejecimiento artificial. Este grupo incluye la fundición A. más fuerte (hasta 500 MPa para VAL10) y la más resistente al calor (90 MPa para AL33). Desventajas: baja resistencia a la corrosión, propiedades de fundición reducidas.
Junto con deformable para fundición A. con. en la industria aeronáutica, se utilizan materiales sinterizados: polvo de aluminio sinterizado y aleación de aluminio sinterizado.

Aviación: Enciclopedia. - M.: Gran Enciclopedia Rusa. Redactor jefe G.P. Svishchev. 1994 .

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aleaciones de aluminio Enciclopedia "Aviación"

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Uno de los materiales más convenientes en el procesamiento son los metales. También tienen sus propios líderes. Por ejemplo, las propiedades básicas del aluminio se conocen desde hace mucho tiempo. Son tan adecuados para su uso en la vida cotidiana que este metal se ha vuelto muy popular. Lo que es lo mismo que una sustancia simple y un átomo, lo consideraremos en este artículo.

La historia del descubrimiento del aluminio.

Desde tiempos inmemoriales, una persona ha conocido el compuesto del metal en cuestión: se usaba como un medio capaz de hinchar y unir los componentes de la mezcla, esto también era necesario en la fabricación de productos de cuero. La existencia del óxido de aluminio puro se conoció en el siglo XVIII, en su segunda mitad. Sin embargo, no fue recibido.

Por primera vez, el científico H.K. Oersted logró aislar el metal de su cloruro. Fue él quien trató la sal con amalgama de potasio y aisló un polvo gris de la mezcla, que era aluminio en estado puro.

Al mismo tiempo, quedó claro que las propiedades químicas del aluminio se manifiestan en su alta actividad, fuerte capacidad reductora. Por lo tanto, nadie más trabajó con él durante mucho tiempo.

Sin embargo, en 1854, el francés Deville pudo obtener lingotes de metal por electrólisis fundida. Este método sigue siendo relevante hoy en día. En particular, la producción en masa de material valioso comenzó en el siglo XX, cuando se resolvieron los problemas de obtener una gran cantidad de electricidad en las empresas.

Hasta la fecha, este metal es uno de los más populares y utilizados en las industrias de la construcción y el hogar.

Características generales del átomo de aluminio

Si caracterizamos el elemento bajo consideración por su posición en el sistema periódico, se pueden distinguir varios puntos.

1. Número ordinal - 13.
2. Se ubica en el tercer período pequeño, el tercer grupo, el subgrupo principal.
3. Masa atómica - 26,98.
4. El número de electrones de valencia es 3.
5. La configuración de la capa exterior se expresa mediante la fórmula 3s 2 3p 1 .
6. El nombre del elemento es aluminio.
7. fuertemente expresado.
8. No tiene isótopos en la naturaleza, existe solo en una forma, con un número de masa de 27.
9. El símbolo químico es AL, que se lee como "aluminio" en las fórmulas.
10. El estado de oxidación es uno, igual a +3.

Las propiedades químicas del aluminio están plenamente confirmadas por la estructura electrónica de su átomo, ya que al tener un gran radio atómico y una baja afinidad electrónica, puede actuar como un fuerte agente reductor, como todos los metales activos.

El aluminio como sustancia simple: propiedades físicas

Si hablamos de aluminio, como una sustancia simple, entonces es un metal brillante de color blanco plateado. En el aire, se oxida rápidamente y se cubre con una densa película de óxido. Lo mismo sucede con la acción de los ácidos concentrados.

La presencia de tal característica hace que los productos hechos de este metal sean resistentes a la corrosión, lo que, por supuesto, es muy conveniente para las personas. Por lo tanto, es el aluminio el que encuentra una aplicación tan amplia en la construcción. También es interesante que este metal sea muy ligero, a la vez que duradero y suave. La combinación de tales características no está disponible para todas las sustancias.

Hay varias propiedades físicas básicas que son características del aluminio.

1. Alto grado de maleabilidad y plasticidad. De este metal se fabrica una lámina liviana, fuerte y muy delgada, también se enrolla en un alambre.
2. Punto de fusión - 660 0 С.
3. Punto de ebullición - 2450 0 С.
4. Densidad - 2,7 g / cm 3.
5. La red cristalina es volumétrica, centrada en las caras, metálica.
6. Tipo de conexión - metal.

Las propiedades físicas y químicas del aluminio determinan las áreas de su aplicación y uso. Si hablamos de aspectos cotidianos, entonces las características que ya consideramos anteriormente juegan un papel importante. Como metal ligero, duradero y anticorrosivo, el aluminio se utiliza en la construcción de aviones y barcos. Por lo tanto, estas propiedades son muy importantes de conocer.

Propiedades químicas del aluminio.

Desde el punto de vista de la química, el metal en cuestión es un fuerte agente reductor que es capaz de exhibir una alta actividad química, siendo una sustancia pura. Lo principal es eliminar la película de óxido. En este caso, la actividad aumenta considerablemente.

Las propiedades químicas del aluminio como sustancia simple están determinadas por su capacidad para reaccionar con:

• ácidos;
• álcalis;
• halógenos;
• gris.

No interactúa con el agua en condiciones normales. Al mismo tiempo, a partir de halógenos, sin calentamiento, reacciona solo con yodo. Otras reacciones requieren temperatura.

Se pueden dar ejemplos para ilustrar las propiedades químicas del aluminio. Ecuaciones para reacciones de interacción con:

• ácidos- AL + HCL \u003d AlCL 3 + H 2;
• álcalis- 2Al + 6H 2 O + 2NaOH \u003d Na + 3H 2;
• halógenos- AL + Hal = ALHal 3 ;
• gris- 2AL + 3S = AL 2 S 3 .

En general, la propiedad más importante de la sustancia bajo consideración es su alta capacidad para restaurar otros elementos a partir de sus compuestos.

Capacidad de recuperación

Las propiedades reductoras del aluminio están bien trazadas en las reacciones de interacción con óxidos de otros metales. Los extrae fácilmente de la composición de la sustancia y les permite existir en una forma simple. Por ejemplo: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

En metalurgia existe toda una técnica de obtención de sustancias a partir de este tipo de reacciones. Se llama aluminotermia. Por ello, en la industria química, este elemento se utiliza específicamente para la producción de otros metales.

Distribución en la naturaleza

En términos de prevalencia entre otros elementos metálicos, el aluminio ocupa el primer lugar. Su contenido en la corteza terrestre es del 8,8%. Si se compara con los no metales, su lugar será el tercero, después del oxígeno y el silicio.

Debido a su alta actividad química, no se encuentra en su forma pura, sino solo en la composición de varios compuestos. Entonces, por ejemplo, hay muchos minerales, minerales, rocas, que incluyen aluminio. Sin embargo, se extrae solo de bauxitas, cuyo contenido en la naturaleza no es demasiado alto.

Las sustancias más comunes que contienen el metal en cuestión son:

• feldespatos;
• bauxita;
• granitos;
• sílice;
• aluminosilicatos;
• basaltos y otros.

En una pequeña cantidad, el aluminio es necesariamente parte de las células de los organismos vivos. Algunas especies de musgos y vida marina pueden acumular este elemento dentro de sus cuerpos a lo largo de sus vidas.

Recibo

Las propiedades físicas y químicas del aluminio permiten obtenerlo de una sola forma: por electrólisis de una masa fundida del óxido correspondiente. Sin embargo, este proceso es tecnológicamente complejo. El punto de fusión de AL 2 O 3 supera los 2000 0 C. Debido a esto, no puede someterse directamente a la electrólisis. Por lo tanto, proceda de la siguiente manera.

El rendimiento del producto es del 99,7%. Sin embargo, es posible obtener un metal aún más puro, que se utiliza con fines técnicos.

Solicitud

Las propiedades mecánicas del aluminio no son lo suficientemente buenas para usarse en su forma pura. Por lo tanto, las aleaciones basadas en esta sustancia se usan con mayor frecuencia. Hay muchos de ellos, podemos nombrar los más básicos.

1. Duraluminio.
2. Aluminio-manganeso.
3. Aluminio-magnesio.
4. Aluminio-cobre.
5. Siluminas.
6. Avial.

Su principal diferencia son, por supuesto, los aditivos de terceros. Todos ellos están basados ​​en aluminio. Otros metales hacen que el material sea más duradero, resistente a la corrosión, resistente al desgaste y flexible en el procesamiento.

Hay varias áreas principales de aplicación del aluminio, tanto en forma pura como en forma de sus compuestos (aleaciones).

Junto con el hierro y sus aleaciones, el aluminio es el metal más importante. Son estos dos representantes del sistema periódico los que han encontrado la aplicación industrial más extensa en manos del hombre.

Propiedades del hidróxido de aluminio

El hidróxido es el compuesto más común que forma el aluminio. Sus propiedades químicas son las mismas que las del propio metal: es anfótero. Esto significa que es capaz de manifestar una naturaleza dual, reaccionando tanto con ácidos como con álcalis.

El hidróxido de aluminio en sí mismo es un precipitado gelatinoso blanco. Es fácil obtenerlo haciendo reaccionar una sal de aluminio con un álcali o Al reaccionar con ácidos, este hidróxido da la sal y el agua correspondientes habituales. Si la reacción procede con álcali, se forman hidroxocomplejos de aluminio, en los que su número de coordinación es 4. Ejemplo: Na es tetrahidroxoaluminato de sodio.

Agencia Federal para la Educación de la Federación Rusa

Universidad Tecnológica del Estado

"Instituto de Acero y Aleaciones de Moscú"

Olimpiada Escolar Rusa

"Tecnologías innovadoras y ciencia de los materiales"

II etapa: Concurso científico y creativo

Dirección (perfil):

"Ciencia material y tecnología de nuevos materiales”

"Propiedades del aluminio y aplicaciones en la industria y la vida cotidiana"

He hecho el trabajo:

Zaitsev Víktor Vladislavovich

Moscú, 2009

1. Introducción

4. El uso del aluminio y sus aleaciones en la industria y la vida cotidiana

4.1 Aviación

4.2 Construcción naval

4.3 Transporte ferroviario

4.4 Transporte por carretera

4.5 Construcción

4.6 Industria petrolera y química

4.7 Utensilios de cocina de aluminio

5. Conclusión

5.1. El aluminio es el material del futuro

6. Lista de literatura utilizada

1. Introducción

En mi ensayo sobre el tema "Propiedades del aluminio y aplicaciones en la industria y la vida cotidiana", me gustaría señalar la peculiaridad de este metal y su superioridad sobre los demás. Todo mi texto es una prueba de que el aluminio es el metal del futuro y sin él nuestro desarrollo futuro será difícil.

1.1 Definición general de aluminio

Aluminio ( lat. Aluminio, de alumen - alumbre) - un elemento químico III gr. sistema periódico, número atómico 13, masa atómica 26.98154. Metal blanco plateado, ligero, dúctil, de alta conductividad eléctrica, tm = 660 °C. Químicamente activo (cubierto con una película protectora de óxido en el aire). En términos de prevalencia en la naturaleza, ocupa el tercer lugar entre los elementos y el primero entre los metales (8,8% de la masa de la corteza terrestre). En términos de conductividad eléctrica, el aluminio ocupa el cuarto lugar, solo superado por la plata (está en primer lugar), el cobre y el oro, lo que, dado el bajo costo del aluminio, tiene una gran importancia práctica. Hay el doble de aluminio que de hierro y 350 veces más que de cobre, zinc, cromo, estaño y plomo combinados. Su densidad es solo 2.7 * 10 3 kg/m3 3 . El aluminio tiene una red cúbica centrada en las caras y es estable a temperaturas desde -269 °C hasta el punto de fusión (660 °C). La conductividad térmica es a 24°C 2,37 W×cm-1 ×K-1. La resistencia eléctrica del aluminio de alta pureza (99,99%) a 20°C es de 2,6548×10 -8 Ohm×m, o el 65% de la resistencia eléctrica del estándar internacional de cobre recocido. La reflectividad de la superficie pulida es superior al 90%.

1.2 Historia de la producción de aluminio

El descubrimiento documentado del aluminio ocurrió en 1825. El físico danés Hans Christian Oersted obtuvo por primera vez este metal cuando lo aisló por la acción de la amalgama de potasio sobre cloruro de aluminio anhidro (obtenido al pasar cloro a través de una mezcla caliente de óxido de aluminio y carbón). Habiendo ahuyentado el mercurio, Oersted obtuvo aluminio, sin embargo, contaminado con impurezas. En 1827, el químico alemán Friedrich Wöhler obtuvo aluminio en forma de polvo mediante la reducción de hexafluoroaluminato de potasio. El método moderno de producción de aluminio fue descubierto en 1886 por un joven investigador estadounidense, Charles Martin Hall. (De 1855 a 1890, solo se obtuvieron 200 toneladas de aluminio, y durante la década siguiente, se obtuvieron 28.000 toneladas de este metal en todo el mundo utilizando el método de Hall). El aluminio con una pureza superior al 99,99 % se obtuvo por primera vez por electrólisis en 1920. En 1925, Edwards publicó información sobre las propiedades físicas y mecánicas de dicho aluminio. en 1938 Taylor, Willey, Smith y Edwards publicaron un artículo que da algunas de las propiedades del aluminio puro al 99,996%, también obtenido en Francia por electrólisis. La primera edición de la monografía sobre las propiedades del aluminio se publicó en 1967. Hasta hace poco tiempo se creía que el aluminio, por ser un metal muy activo, no puede darse en la naturaleza en estado libre, sino en 1978. en las rocas de la plataforma siberiana, se encontró aluminio nativo, en forma de bigotes de solo 0,5 mm de largo (con un grosor de hilos de varios micrómetros). En el suelo lunar, entregado a la Tierra desde las regiones de los Mares de Crisis y Abundancia, también fue posible detectar aluminio nativo. Se supone que el aluminio metálico puede formarse por condensación del gas. Con un fuerte aumento de la temperatura, los haluros de aluminio se descomponen y pasan a un estado con una valencia más baja del metal, por ejemplo, AlCl. Cuando un compuesto de este tipo se condensa con una disminución de la temperatura y la ausencia de oxígeno, se produce una reacción de desproporción en la fase sólida: algunos de los átomos de aluminio se oxidan y pasan al estado trivalente habitual, y otros se reducen. El aluminio monovalente se puede reducir solo al metal: 3AlCl > 2Al + AlCl 3 . Esta suposición también está respaldada por la forma filamentosa de los cristales de aluminio nativo. Normalmente, los cristales de esta estructura se forman debido al rápido crecimiento de la fase gaseosa. Probablemente, las pepitas de aluminio microscópicas en el suelo lunar se formaron de manera similar.

2. Clasificación del aluminio según el grado de pureza y sus propiedades mecánicas

En los años siguientes, debido a la relativa facilidad de preparación y atractivas propiedades, se publicaron numerosos trabajos sobre las propiedades del aluminio. El aluminio puro ha encontrado una amplia aplicación principalmente en la electrónica, desde condensadores electrolíticos hasta el pináculo de la ingeniería electrónica, microprocesadores; en crioelectrónica, criomagnética. Los métodos más nuevos para obtener aluminio puro son el método de purificación por zonas, la cristalización a partir de amalgamas (aleaciones de aluminio con mercurio) y el aislamiento de soluciones alcalinas. El grado de pureza del aluminio está controlado por el valor de la resistencia eléctrica a bajas temperaturas. Actualmente se utiliza la siguiente clasificación del aluminio según el grado de pureza:

Propiedades mecánicas del aluminio a temperatura ambiente:

3. Los principales elementos de aleación en las aleaciones de aluminio y sus funciones.

El aluminio puro es un metal bastante blando, casi tres veces más blando que el cobre, por lo que incluso las placas y varillas de aluminio relativamente gruesas son fáciles de doblar, pero cuando el aluminio forma aleaciones (hay una gran cantidad de ellas), su dureza puede multiplicarse por diez. El más ampliamente usado:

Se agrega berilio para reducir la oxidación a temperaturas elevadas. Pequeñas adiciones de berilio (0,01 - 0,05%) se utilizan en aleaciones de fundición de aluminio para mejorar la fluidez en la producción de piezas de motores de combustión interna (pistones y culatas).

El boro se introduce para aumentar la conductividad eléctrica y como aditivo de refinado. El boro se introduce en las aleaciones de aluminio utilizadas en la energía nuclear (excepto en las piezas de los reactores), ya que absorbe los neutrones y evita la propagación de la radiación. El boro se introduce en promedio en la cantidad de 0.095 - 0.1%.

Bismuto. Los metales de bajo punto de fusión como el bismuto, el plomo, el estaño y el cadmio se agregan a las aleaciones de aluminio para mejorar la maquinabilidad. Estos elementos forman fases fusibles blandas que contribuyen a la rotura de la viruta y la lubricación del cortador.

El galio se agrega en la cantidad de 0,01 - 0,1% a las aleaciones a partir de las cuales se fabrican los ánodos de sacrificio.

Hierro. En pequeñas cantidades (>0,04 %) se introduce durante la producción de alambres para aumentar la resistencia y mejorar las características de fluencia. El hierro también reduce la adherencia a las paredes de los moldes cuando se vierte en un molde frío.

indio. La adición de 0,05 - 0,2% fortalece las aleaciones de aluminio durante el envejecimiento, especialmente con bajo contenido de cobre. Los aditivos de indio se utilizan en aleaciones que contienen aluminio y cadmio.

Se agrega aproximadamente 0,3% de cadmio para aumentar la resistencia y mejorar las propiedades de corrosión de las aleaciones.

El calcio da plasticidad. Con un contenido de calcio del 5%, la aleación tiene el efecto de superplasticidad.

El silicio es el aditivo más utilizado en las aleaciones de fundición. En la cantidad de 0,5 - 4% reduce la tendencia al agrietamiento. La combinación de silicio y magnesio permite termosellar la aleación.

Magnesio. La adición de magnesio aumenta significativamente la resistencia sin reducir la ductilidad, mejora la soldabilidad y aumenta la resistencia a la corrosión de la aleación.

El cobre fortalece las aleaciones, el endurecimiento máximo se logra con un contenido de cobre de 4 - 6%. Las aleaciones con cobre se utilizan en la producción de pistones para motores de combustión interna, piezas fundidas de alta calidad para aviones.

El estaño mejora el mecanizado.

Titanio. La tarea principal del titanio en las aleaciones es el refinamiento del grano en piezas fundidas y lingotes, lo que aumenta considerablemente la resistencia y la uniformidad de las propiedades en todo el volumen.

El aluminio es uno de los metales más comunes y más baratos. Sin ella, es difícil imaginar la vida moderna. No es de extrañar que el aluminio sea llamado el metal del siglo XX. Se presta bien al procesamiento: forjado, estampado, laminado, estirado, prensado. El aluminio puro es un metal bastante blando; se utiliza para fabricar cables eléctricos, piezas estructurales, láminas para alimentos, utensilios de cocina y pintura "plateada". Este hermoso y ligero metal se usa ampliamente en la tecnología de la construcción y la aviación. El aluminio refleja muy bien la luz. Por lo tanto, se utiliza para la fabricación de espejos, por deposición de metal en el vacío.