Ievads alumīnijā
Alumīnijsir viegls, uz koroziju izturīgs metāls, kas pazīstams ar savu daudzpusību un izturību ., to plaši izmanto dažādās nozarēs, ņemot vērā tā unikālo īpašību, ieskaitot tā zemo blīvumu, salīdzinot ar citiem metāliem .
Alumīnija galvenās īpašības
Zems blīvums: Aptuveni 2700 kg/m³ vai 0 . 1 lb/in³, un alumīnija kubikpēda sver 168,5 mārciņas.
Augstas stiprības un svara attiecība: Piedāvā izturību ar mazāku svaru
Izturība pret koroziju: Lieliska izturība pret dažādiem vides apstākļiem
Pārstrādājamība: Ļoti pārstrādājams, nezaudējot īpašības
Blīvuma salīdzinājums ar parastiem metāliem
Lai labāk izprastu alumīnija blīvumu, ir lietderīgi to salīdzināt ar citiem parasti izmantotajiem metāliem:
| Metāls | Blīvums (g/cm³) | Blīvums (kg/m³) |
|---|---|---|
| Alumīnijs | 2.70 | 2700 |
| Vara | 8.96 | 8960 |
| Dzelzs | 7.87 | 7870 |
| Tērauds | 7.85 | 7850 |
| Cinks | 7.14 | 7140 |
| Titāns | 4.51 | 4510 |
| Magnijs | 1.74 | 1740 |
Faktori, kas ietekmē alumīnija blīvumu
Vairāki faktori var ietekmēt alumīnija blīvumu:
Sakausējuma kompozīcija:Dažādi leģējošie elementi (alumīnija sakausējumi) var mainīt blīvumu .
Temperatūras variācijas:Blīvums nedaudz samazinās, paaugstinoties temperatūrai .
Tīrības līmeņi:Augstāka tīrībaalumīnijsmēdz būt blīvums tuvāk standarta vērtībai .
Ražošanas procesi:Ražošanas process var ietekmēt alumīnija produktu blīvumu, īpaši lējumos, kas saistīti ar porainības klātbūtni .
Alumīnija sakausējumu blīvums
Blīvumsalumīnijsir apmēram 0,1 mārciņa/in3[2700 kg/m3] un alumīnija sakausējumu blīvuma vērtības nav daudz atšķirīgas, jo leģējošie elementi veido nelielu kompozīcijas daļu . lielāko daļualumīnija sakausējumiir 5% robežās no šī skaita ., tas ir apmēram viena trešdaļa oglekļa un nerūsējošo tēraudu blīvums .
| Sakausējumu sērija | Blīvums (g/cm³) | lb/in³ | Raksturojums |
|---|---|---|---|
| 1xxx | 2.7 | 0.098 | Augsta tīrība, mīksta |
| 2xxx | 2.78 | 0.100 | Varš pievienots pēc spēka |
| 3xxx | 2.73 | 0.099 | Pievienots mangāns |
| 5xxx | 2.66 - 2.70 | 0.096 - 0.098 | Pievienots magnijs, ļoti viegls |
| 6xxx | 2.7 - 2.8 | 0.097 - 0.101 | Magnijs un silīcijs |
| 7xxx | 2.81 | 0.101 | Pievienots cinks, augsta izturība |
Blīvums un pielietojumsKopīgsalumīnija sakausējumi:
Alumīnija sakausējumi tiek klasificēti sērijās, pamatojoties uz to primārajiem leģējošajiem elementiem . Katrai sērijai ir atšķirīgas īpašības un lietojumprogrammas . Šeit ir detalizēts skatījums uzParasto alumīnija sakausējumu blīvums:
1000 sērija (komerciāli tīrs alumīnijs)
| Sakausējums | Blīvums (g/cm³) | Pieteikumi |
|---|---|---|
| 1050 | 2.71 | Ķīmiskā un pārtikas pārstrādes iekārta |
| 1100 | 2.71 | Siltummaiņi, dekoratīvi lietojumi |
2000. gada sērija (alumīnija-vara sakausējumi)
| Sakausējums | Blīvums (g/cm³) | Pieteikumi |
|---|---|---|
| 2024 | 2.78 | Aviācijas un kosmosa konstrukcijas, kravas automašīnu riteņi |
| 2219 | 2.84 | Augstas temperatūras lietojumprogrammas, kosmiskā kosmosa |
3000 sērijas (alumīnija-manganese sakausējumi)
| Sakausējums | Blīvums (g/cm³) | Pieteikumi |
|---|---|---|
| 3003 | 2.73 | Gatavošanas trauki, ķīmiskā aprīkojums |
| 3105 | 2.73 | Dzīvojamo apšuvumu, mobilās mājas |
4000 sērijas (alumīnija-silikonu sakausējumi)
| Sakausējums | Blīvums (g/cm³) | Pieteikumi |
|---|---|---|
| 4032 | 2.68 | Automobiļu virzuļi, cilindru galvas |
| 4047 | 2.68 | Bazarot pildvielu metāls, apšuvuma sakausējums |
5000 sērijas (alumīnija-magnija sakausējumi)
| Sakausējums | Blīvums (g/cm³) | Pieteikumi |
|---|---|---|
| 5052 | 2.68 | Jūras vide, spiediena tvertnes |
| 5083 | 2.66 | Kuģu būve, jūras lietojumprogrammas |
6000 sērijas (alumīnija-magnija-silikonu sakausējumi)
| Sakausējums | Blīvums (g/cm³) | Pieteikumi |
|---|---|---|
| 6061 | 2.70 | Strukturālās lietojumprogrammas, tilti |
| 6063 | 2.70 | Arhitektūras lietojumprogrammas, logu rāmji |
7000 sērija (alumīnija-cinka sakausējumi)
| Sakausējums | Blīvums (g/cm³) | Pieteikumi |
|---|---|---|
| 7075 | 2.81 | Aviācijas un kosmosa komponenti, augstas stresa daļas |
| 7050 | 2.83 | Gaisa kuģu struktūras, sporta aprīkojums |
Temperatūras ietekme uz alumīnija blīvumu
Temperatūras izmaiņas var ietekmēt alumīnija blīvumu ., palielinoties temperatūrai, metāls izplešas, izraisot nelielu blīvuma samazināšanos . Šī termiskā izplešanās ir būtiska lietojumprogrammām, kas saistītas ar temperatūras svārstībām .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
| Temperatūra (pakāpe) | Blīvums (g/cm³) |
|---|---|
| -100 | 2.73 |
| 0 | 2.70 |
| 20 | 2.70 |
| 100 | 2.69 |
| 200 | 2.68 |
| 300 | 2.67 |
Blīvuma un ražošanas procesi
Ražošanas process var ietekmēt blīvumualumīnija produkti, īpaši lējumos, kas saistīti ar porainības klātbūtni . Parastie ražošanas procesi
Liešana: Veidot formas, izlejot izkausētu metālu veidnēs
Ekstrūzija: Metāla stumšana caur die, lai radītu garas formas
Ritošs: Metāla loksnes retināšana un pagarināšana vai ražošanas ietekme uz blīvumu
Liešanas blīvums: Parasti porainības dēļ 95% līdz 100% teorētiskā
Kaltas blīvums: Tuvu nominālajai vērtībai, jo tā tiek izstrādāta formā
Alumīnija pielietojums, pamatojoties uz blīvumu
Tā kā alumīnijam ir tikai apmēram viena trešdaļa tērauda blīvuma, šī funkcija padara to piemērotu plašam lietojumprogrammu klāstam:
Kosmiskās aviācijas nozare
Pieteikums:Gaisa kuģu struktūras, fizelāža un spārni .
Ieguvums:Samazina svaru, uzlabo degvielas efektivitāti un kravas jaudu .
Automobiļu rūpniecība
Pieteikums:Automašīnu rāmji, motora bloki un riteņi .
Ieguvums:Uzlabottransportlīdzeklisveiktspēja un degvielas ekonomija .
Būvniecības nozare
Pieteikums:Ēkas fasādes, logu rāmji un jumta segums .
Ieguvums:Apvieno izturību ar vieglu svaru, pārvadāšanas un uzstādīšanas atvieglošana .
Iepakojuma nozare
Pieteikums:Dzērienu kannas, pārtikas iepakojums un folija .
Ieguvums:Viegla daba samazina transporta izmaksas un enerģijas patēriņu .
Elektronikas nozare
Pieteikums:Siltuma izlietnes, apvalki un savienotāji .
Ieguvums:Laba siltuma vadītspēja un viegla svara uzlabošana ierīces veiktspēja .
Turpmākās tendences un jauninājumi
Izpētīt, kā sasniegumialumīnijsTehnoloģija un sakausējuma izstrāde virza savas lietojumprogrammu robežas .
Jaunie sakausējumi
Augstas stiprības sakausējumi: Lietošanai prasīgā vidē
Nano-sakausējums: Uzlabotas īpašības, izmantojot nano-tehnoloģiju
Nozares lietojumprogrammas
Zaļā enerģija: Saules paneļi, vēja turbīnas
Elektronika: Viegli komponenti pārnēsājamām ierīcēm