Двери и окна из алюминиевого сплава, корпуса мобильных телефонов, алюминиевые банки и даже крылья самолетов, с которыми мы сталкиваемся каждый день, кажутся сделанными из «алюминия», но на самом деле они разнообразны по типу и имеют совершенно разное применение. Среди них «кованый алюминий», как «универсальный» элемент семейства алюминиевых изделий, пронизывает все аспекты промышленного производства и повседневной жизни.
Многие люди путают «кованый алюминий» с обычными алюминиевыми материалами. Сегодня мы все проясним: Что такое кованый алюминий? А какие алюминиевые материалы окружают нас чаще всего?
01
Кованый алюминий, что такое «кованый»?
Проще говоря, деформируемый алюминий (деформируемый алюминиевый сплав) — это алюминиевый сплав, который подвергся различным процессам пластической деформации для производства листов, стержней, профилей или поковок. Его основными характеристиками являются «формуемость и высокая прочность», что отличает его от литого алюминия, которому непосредственно отливают форму.
Его «процесс рождения» подобен «ковке железа в полезный предмет»: сначала алюминиевые слитки плавятся и отливаются в заготовки. После гомогенизации их многократно обрабатывают прокаткой, экструзией, волочением и ковкой, чтобы в конечном итоге получить различные нужные нам формы,-например, прокатывают тонкие листы для банок для напитков, экструдируют профили для дверей и окон, а также куют поковки для деталей самолетов.
Сказав все это, давайте представим три основных преимущества кованого алюминия:
· Легкий вес: благодаря низкой плотности, составляющей всего лишь 1/3 плотности стали, он позволяет снизить вес изделия, сохраняя при этом структурную прочность, что делает его «чудом-экономии веса» в аэрокосмической и автомобильной промышленности.
· Простота обработки: отличная пластичность позволяет придавать ему сложные формы посредством различных процессов деформации. Он также может подвергаться термической обработке, такой как отжиг и закалка, чтобы гибко регулировать его свойства.
· Сочетание множества преимуществ: хорошая электро- и теплопроводность, высокая коррозионная стойкость, а некоторые модели после упрочняющей обработки могут даже соперничать по прочности со сталью, что делает их пригодными для различных сложных применений.
Вот важный момент, который следует различать: основная разница между кованым алюминием и литым алюминием заключается в их «методе формования».-литой алюминий представляет собой «формовку в жидком-состоянии» (подобно заливке цемента, расплавленный алюминий заливается в форму для охлаждения и затвердевания), подходит для изготовления деталей сложной формы, но с низкими требованиями к прочности (например, блоки двигателей); кованый алюминий представляет собой «твердое-формование», подходящее для компонентов конструкций, требующих высокой прочности и высокой пластичности (например, крыльев самолетов и кузовов автомобилей).
02
Семейство кованого алюминия разделено на две категории, которые значительно различаются по использованию.
Семейство кованого алюминия обширно, и в зависимости от того, можно ли его укрепить термообработкой, его можно разделить на две основные категории:
1. Кованый алюминий, который не подлежит термообработке-. Этот материал относительно мягкий,-устойчивый к коррозии и широко используется в повседневном использовании.
Эти типы деформируемого алюминия в первую очередь основаны на упрочнении твердого раствора и упрочнении холодной деформацией для повышения их прочности. Их основными преимуществами являются хорошая пластичность и высокая коррозионная стойкость, но их прочность относительно низкая. Они подходят для изделий, не требующих высокой прочности, но требующих простоты обработки и коррозионной стойкости. Общие типы включают:
* Алюминий-марганцевые сплавы. Типичным примером является LF21 (китайская маркировка). Они обладают превосходной коррозионной стойкостью и хорошей пластичностью и обычно используются для производства банок для напитков, кухонной утвари и кровельных панелей. Многие алюминиевые банки, которые мы пьем, изготовлены из этого типа алюминия.
* Алюминиевые-магниевые сплавы: они имеют более высокую прочность, чем алюминиевые-марганцевые сплавы (более 300 МПа), а также высокую коррозионную стойкость, что делает их особенно подходящими для морской среды. Они широко используются в сварных конструкциях, таких как кузова самосвалов, резервуары для хранения нефти, корпуса небольших кораблей и некоторые элементы архитектурного декора.
2. Деформированный алюминий,-поддающийся термообработке: высокая твердость.
Эти типы деформируемых алюминиевых сплавов в первую очередь повышают свою прочность за счет дисперсионного твердения (старения), в результате чего прочность значительно превышает прочность первых. Некоторые модели используются в-высокотехнологичных промышленных приложениях. Общие типы включают:
* **Алюминий-медь/алюминий-медь-магний (дюралюминий):** Обозначается как LY, типичным примером является LY12 (соответствует международному сплаву 2024). Благодаря пределу прочности на разрыв, достигающему 470-480 МПа, его высокая прочность делает его широко используемым в аэрокосмической промышленности для изготовления фюзеляжей, крыльев и других конструктивных компонентов самолетов. Он также используется в некоторых высокопрочных механических деталях.
* **Алюминий-магний-кремний:** Наиболее часто используемый сплав средней-прочности, обозначенный как LD, типичным примером является LD1 (соответствует международному сплаву 6063). Он обладает хорошей свариваемостью и коррозионной стойкостью, а также легко поддается обработке поверхности (например, анодированию). Это основа строительных профилей, необходимая для дверей, окон, навесных стен и мебели.
* Алюминий-цинк-магний-медный сплав (сверх-твердый алюминий): имеет маркировку LC, типичным примером является LC9 (соответствует международному сплаву 7075). Его предел прочности может достигать 540-570 МПа, демонстрируя чрезвычайно высокую прочность. Он в основном используется в аэрокосмической и военной областях, например, в производстве шасси самолетов и высокопрочных конструктивных компонентов.
Помимо кованого алюминия, вокруг нас существует множество других распространенных алюминиевых материалов разных форм и применений. После онлайн-исследований мы составили список из четырех наиболее часто встречающихся алюминиевых материалов. Давайте посмотрим.
03
Не только кованый алюминий! Эти алюминиевые материалы также распространены в повседневной жизни.
1. Чистый алюминий. Самый простой тип алюминия, мягкий, но полезный.
Высокая чистота (обычно выше 99%), отличная электро- и теплопроводность, но низкая прочность. Хорошая пластичность, в основном используется при производстве проводов, кабелей и изоляционных материалов, а также широко используется алюминиевая фольга (пищевая упаковка, кухонная фольга). Некоторое количество чистого алюминия также используется в предметах повседневного спроса.
2. Литой алюминий: возможность изготовления сложных форм, высокая экономичность-эффективность.
Упомянутый ранее «жидкий-» алюминиевый материал имеет высокое содержание кремния (7–25 %), хорошую текучесть и может легко формоваться в сложные формы, такие как блоки автомобильных двигателей, корпуса коробок передач, заготовки ступиц колес и некоторые мелкие механические детали. Низкая стоимость и высокая скорость формования делают его экономически-эффективным выбором в промышленной сфере.
3. Алюминиевые профили: лучший выбор для дверей, окон и навесных стен; необходимость.
В основном они относятся к алюминиевому-магниевому-кремниевому сплаву (сплав 6063) в деформируемом алюминии и изготавливаются методом экструзионного формования с различной формой поперечного-поперечного сечения (плоские, канальные, круглые трубы и т. д.). Они широко используются в строительных дверях и окнах, навесных стенах, перилах, а также в опорах и рамах промышленного оборудования и даже в декоративных компонентах мебели и бытовой техники. Двери и окна из алюминиевого сплава, которые обычно можно увидеть в наших домах, представляют собой наиболее типичные алюминиевые профили.
4. Алюминиевые листы/фольга: можно найти в каждом доме; широко используется.
Алюминиевые листы прокатывают из деформируемого алюминия. Разная толщина имеет разное применение; тонкие алюминиевые листы используются для кузовов автомобилей и крыш зданий, а более толстые листы используются для сосудов под давлением. Алюминиевая фольга — это ультра-тонкий холоднокатаный-алюминиевый продукт, обладающий хорошей герметизацией и устойчивостью к коррозии. Помимо упаковки пищевых продуктов, он также используется в фармацевтической упаковке и защитных материалах для электронных продуктов, таких как упаковка из алюминиевой фольги для таблеток и защитная фольга внутри мобильных телефонов.
Кованый алюминий — это не «отдельный тип алюминия», а общий термин для «работоспособных алюминиевых сплавов». Благодаря своей высокой прочности, легкому весу и простоте обработки он используется в значительной части промышленности в аэрокосмической, строительной и автомобильной отраслях. Между тем, чистый алюминий, литой алюминий и алюминиевые профили также играют свою роль в различных применениях.
В следующий раз, когда вы увидите изделия из алюминиевых сплавов, постарайтесь различить, кованый ли это алюминиевый профиль или литая алюминиевая деталь. Прочитав это, вы тоже сможете стать «экспертом по алюминию».
