Salah satu logam yang paling biasa di Bumi ialah aluminium. Ia juga dipanggil "logam terbang". Walaupun ia tidak ditemui dalam alam semula jadi dalam bentuk tulen, ia boleh didapati dalam banyak mineral. Dan aloi yang paling biasa, yang digunakan untuk menghasilkan banyak bahagian dan struktur, ialah duralumin (duralumin).
Ia telah dicipta oleh saintis Jerman Alfred Wilm, yang bekerja di kilang Dürener Metallwerke AG (Düren). Dia menentukan bahawa aloi aluminium dan kuprum mempunyai ciri yang jauh lebih baik daripada logam itu sendiri dalam bentuk tulennya.
Kumpulan aloi kekuatan tinggi
Sebenarnya, duralumin ialah keseluruhan kumpulan aloi di mana komponen utamanya ialah aluminium, dan unsur pengaloiannya ialah kuprum, zink, mangan, magnesium. Tetapi secara umum, ciri-ciri mereka ditentukan bukan sahaja oleh komposisi, tetapi juga dengan kaedah rawatan haba. Pada tahun 1903, pertama kali ditemui bahawa semasa proses penuaan, aloi aluminium dengantembaga menjadi lebih tahan lama dan keras.
Seperti yang ternyata kemudian, ini disebabkan oleh fakta bahawa apabila, selepas pengerasan, logam berada pada suhu bilik selama beberapa hari, larutan pepejal supertepunya terurai, dan ini, seterusnya, disertai dengan pengerasan bahannya.
Proses penuaan dan kembali ke keadaan sebelumnya
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, penuaan logam adalah proses penting, yang disebabkan oleh transformasi struktur yang menyebabkan perubahan sifat fizikal dan mekanikal. Ia boleh menjadi semula jadi dan buatan. Dalam kes pertama, aloi disimpan selama beberapa hari pada suhu bilik.
Dengan penuaan buatan, masa pemprosesan dikurangkan, tetapi suhu meningkat. Untuk mengembalikan aloi kepada keadaan sebelumnya, ia mesti dipanaskan hingga 270 darjah selama beberapa saat dan kemudian disejukkan dengan cepat.
Pengeluaran aluminium
Untuk membuat aloi aluminium dengan tembaga, anda memerlukan peralatan berteknologi tinggi dan, sudah tentu, logam itu sendiri. Ia dilombong daripada bauksit. Ini adalah batu yang perlu dihancurkan, ditambah air dan dikukus di bawah tekanan tinggi. Oleh itu, silikon dipisahkan daripada alumina. Kemudian jisim tebal diletakkan di dalam mandi khas dengan kriolit yang diluruskan. Kandungan dipanaskan hingga 950 ° C dan arus elektrik 400 kA dilalui melaluinya.
Ini membolehkan anda memutuskan ikatan antara atom oksigen dan aluminium. Akibatnya, yang terakhir mendap ke bawah sebagai logam cair. Beginilah cara tuangan dibuat daripada aluminium cair. Sekarang logambersedia sepenuhnya untuk pemesinan. Walau bagaimanapun, untuk meningkatkan kekuatannya, adalah perlu untuk menambah unsur mengaloi padanya dan dengan itu mendapatkan aloi aluminium-kuprum berkualiti tinggi.
Pengeluaran Duralumin
Secara keseluruhan, semua aloi aluminium dibahagikan kepada dua kumpulan: tuang dan cacat. Proses pengeluaran mereka bergantung pada jenis yang harus diperoleh pada akhirnya. Selain itu, kaedah pembuatan juga bergantung pada ciri yang diperlukan.
Untuk penghasilan duralumin, jongkong aluminium dicairkan dalam relau elektrik. Menariknya, ini adalah salah satu daripada beberapa logam yang boleh ditukar daripada pepejal kepada cecair dan sebaliknya berkali-kali. Ini tidak akan menjejaskan prestasinya. Kuprum dan unsur pengaloian lain seperti mangan, besi, dan magnesium ditambah pula kepada aluminium cair. Adalah sangat penting untuk memerhatikan nisbah peratusan: 93% aluminium, 5% kuprum, baki 2% adalah unsur pengaloian lain.
Pengerasan dan penyepuhlindapan duralumin
Wajib untuk aloi sedemikian ialah proses pengerasan. Masa pegangan untuk bahagian kecil hanya beberapa minit, dan suhunya adalah kira-kira 500 °C. Sejurus selepas prosedur, duralumin lembut dan likat. Ia mudah berubah bentuk dan diproses. Selepas beberapa lama, aloi mengeras dan sifat mekanikalnya meningkat. Jika ambang suhu melebihi, pengoksidaan berlaku dan bahan kehilangan ciri-cirinya. Selepas mengeras, ia mesti disejukkan perlahan-lahan dalam air sejuk.
Jadi, anda sudah tahu nama aloi aluminium-kuprum. Ia sering meminjamkan dirinya kepada ubah bentuk: rolling sejuk, lukisan, penempaan. Dalam kes ini, apa yang dipanggil pengerasan berlaku. Ini adalah proses di mana pergerakan dan pendaraban kehelan berlaku dalam struktur logam. Akibatnya, aloi itu sendiri mengubah strukturnya, menjadi lebih keras dan lebih kuat. Ini mengurangkan kemuluran dan kekuatan hentamannya. Agar ubah bentuk melepasi lebih mudah dan pengerasan kerja tidak memusnahkan logam, penyepuhlindapan digunakan. Untuk melakukan ini, aloi dipanaskan hingga 350 ° C dan kemudian disejukkan di udara.
Carta keadaan aloi (aluminium dan kuprum)
Untuk menerangkan dengan paling jelas interaksi komponen duralumin dalam keadaan pepejal dan cecair, serta untuk menerangkan sifat perubahan sifat aloi, gunakan rajah keadaan.
Dapat dilihat daripadanya bahawa keterlarutan tertinggi Cu dalam aloi dengan aluminium diperhatikan pada suhu 548 ° C dan pada masa yang sama ia adalah 5.7%. Apabila suhu meningkat, ia akan meningkat, dan apabila ia turun, ia akan berkurangan. Keterlarutan minimum (0.5%) akan diperhatikan pada suhu bilik. Jika duralumin dikeraskan melebihi 400 ° C, ia akan menjadi larutan homogen pepejal - α.
Semasa proses ini, larutan pepejal akan terurai. Aloi aluminium dan kuprum berkelakuan sangat luar biasa, formulanya ialah CuAl2. Proses ini disertai dengan pembebasan lebihan fasa A1. Pecahan ini berlaku semasamasa yang lama. Ini adalah penuaan semula jadi yang kami nyatakan sebelum ini.
Sifat aloi
Mengaloikan logam dengan unsur-unsur tertentu memungkinkan untuk meningkatkan ciri-cirinya. Adakah anda masih ingat nama aloi aluminium-kuprum? Apakah sifat yang ada padanya?
Aluminium itu sendiri sangat ringan, lembut dan rapuh sepenuhnya. Ia larut dalam alkali dan asid pekat lemah. Dengan menambahkan tembaga dan magnesium kepada aluminium, anda sudah boleh mendapatkan aloi yang agak kuat. Prestasinya agak mudah untuk dipertingkatkan - anda hanya perlu membiarkannya berbaring pada suhu bilik. Jadi, kesan penuaan meningkatkan kekuatan duralumin, seperti yang kita bincangkan di atas.
Aluminium itu sendiri agak ringan. Peratusan kecil kuprum tidak menjadikan aloi lebih berat. Satu lagi ciri positif ialah keupayaan untuk mencairkan semula aloi secara berulang. Pada masa yang sama, ia tidak akan kehilangan sifatnya. Satu-satunya perkara yang diperlukan ialah memberinya "rehat" selama beberapa hari selepas penghantaran.
Kelemahan duralumin ialah rintangan kakisannya yang rendah. Oleh itu, selalunya bahan sedemikian ditutup dengan lapisan aluminium bersih atau dicat dengan varnis dan cat.
Ali aluminium dan aplikasinya
Buat pertama kali, duralumin digunakan untuk membuat kapal udara. Keringanan dan kekuatan bahan ini memungkinkan untuk mencipta pesawat yang sangat baik. Untuk ini, jenama D16t telah digunakan. Pada masa ini, aloi dengan aluminium, zink, tembaga dan unsur pengaloian lain digunakan secara meluas dalamangkasawan, penerbangan dan bidang kejuruteraan mekanikal yang lain.
Jadi, sebagai contoh, penggunaan duralumin dalam pembuatan kereta boleh mengurangkan berat dan kosnya dengan ketara, tetapi pada masa yang sama ia akan cukup kuat.
Secara umum, boleh diperhatikan bahawa julat aloi ini agak luas: paip, wayar, kepingan, pita, rod dan bahagian tuangan pelbagai bentuk. D16t masih dianggap sebagai salah satu jenama yang paling popular dan biasa. Huruf kecil "t" pada penghujung penandaan bermakna aloi itu mengeras dan secara semula jadi berumur. Ia digunakan:
- Dalam reka bentuk kapal angkasa, kapal dan pesawat.
- Untuk pembuatan pelbagai bahagian untuk alatan mesin dan mesin.
- Untuk pembuatan papan tanda jalan, papan tanda jalan.
Semua orang harus tahu nama aloi aluminium dan tembaga. Dural juga digunakan dalam industri minyak. Jadi, paip khas yang diperbuat daripadanya boleh memastikan operasi telaga selama 6-7 tahun.
Apakah nama aloi aluminium dan tembaga, mudah diingati. Jadi, kami memberitahu apa sifat yang dimilikinya dan di mana ia digunakan. Ia boleh menggantikan keluli bergulung dengan mudah, terutamanya jika perlu untuk menjadikan struktur itu ringan.
