Dünyada ən çox yayılmış metallardan biri alüminiumdur. Buna "uçan metal" də deyirlər. Təbiətdə təmiz formada olmasa da, bir çox minerallarda tapıla bilər. Və bir çox hissə və strukturların istehsalında istifadə edilən ən çox yayılmış ərinti duralumindir (duralumin).
Dürener Metallwerke AG zavodunda (Düren) işləyən alman alimi Alfred Wilm tərəfindən icad edilmişdir. O, müəyyən etdi ki, alüminium və mis ərintisi təmiz formada metalın özündən daha yaxşı xüsusiyyətlərə malikdir.
Yüksək möhkəm ərinti qrupu
Əslində duralumin əsas komponenti alüminium, ərinti elementləri isə mis, sink, manqan, maqnezium olan ərintilərin bütün qrupudur. Ancaq ümumiyyətlə, onların xüsusiyyətləri yalnız tərkibi ilə deyil, həm də istilik müalicəsi üsulu ilə müəyyən edilir. 1903-cü ildə ilk dəfə yaşlanma prosesində bir alüminium ərintisi olduğu aşkar edilmişdirmis daha da davamlı və sərt olur.
Sonradan məlum olduğu kimi, bu onunla əlaqədardır ki, bərkidikdən sonra metal bir neçə gün otaq temperaturunda olduqda onun həddindən artıq doymuş bərk məhlulu parçalanır və bu da öz növbəsində metalın bərkiməsi ilə müşayiət olunur. material.
Yaşlanma prosesi və əvvəlki vəziyyətə qayıdış
Əvvəlcə qeyd edildiyi kimi, metalın qocalması fiziki və mexaniki xassələrdə dəyişikliklərə səbəb olan struktur transformasiyalar nəticəsində yaranan mühüm prosesdir. Təbii və süni ola bilər. Birinci halda, ərinti bir neçə gün otaq temperaturunda saxlanılır.
Süni yaşlanma ilə emal müddəti azalır, lakin temperatur artır. Ərintini əvvəlki vəziyyətinə qaytarmaq üçün o, bir neçə saniyə ərzində 270 dərəcəyə qədər qızdırılmalı və sonra tez soyudulmalıdır.
Alüminium istehsalı
Mislə alüminium ərintisi hazırlamaq üçün yüksək texnologiyalı avadanlıq və təbii ki, metalın özü lazımdır. Boksitdən hasil edilir. Bu, əzilməsi, üzərinə su əlavə edilməsi və yüksək təzyiq altında buxarlanması lazım olan qayadır. Beləliklə, silikon alüminium oksidindən ayrılır. Sonra qalın kütlə düzəldilmiş kriolit ilə xüsusi vannaya yerləşdirilir. İçindəkilər 950 ° C-ə qədər qızdırılır və ondan 400 kA elektrik cərəyanı keçir.
Bu, oksigen və alüminium atomları arasındakı əlaqəni pozmağa imkan verir. Nəticədə, sonuncu maye metal kimi dibinə çökür. Dökümlər maye alüminiumdan belə hazırlanır. İndi metalemal üçün tam hazırdır. Lakin onun gücünü artırmaq üçün ona lehimli elementlər əlavə etmək və bununla da yüksək keyfiyyətli alüminium-mis ərintisi əldə etmək lazımdır.
Duralumin istehsalı
Ümumilikdə bütün alüminium ərintiləri iki qrupa bölünür: tökmə və deformasiyaya uğramış. Onların istehsal prosesi sonda hansı növün alınacağından dəqiq asılıdır. Bundan əlavə, istehsal üsulu da tələb olunan xüsusiyyətlərdən asılıdır.
Duralumin istehsalı üçün alüminium külçələr elektrik sobasında əridilir. Maraqlıdır ki, bu, dəfələrlə bərkdən mayeyə və əksinə çevrilə bilən bir neçə metaldan biridir. Bu onun performansına təsir etməyəcək. Mis və manqan, dəmir və maqnezium kimi digər alaşımlı elementlər öz növbəsində ərimiş alüminiuma əlavə edilir. Faiz nisbətinə riayət etmək çox vacibdir: 93% alüminium, 5% mis, qalan 2% digər ərinti elementləridir.
Duraluminin bərkidilməsi və tavlanması
Belə bir ərinti üçün məcburi sərtləşmə prosesidir. Kiçik hissələrin saxlama müddəti cəmi bir neçə dəqiqədir və temperatur təxminən 500 °C-dir. Prosedurdan dərhal sonra duralumin yumşaq və viskoz olur. Deformasiya etmək və emal etmək asandır. Bir müddət sonra ərinti sərtləşir və onun mexaniki xüsusiyyətləri artır. Temperatur həddi aşılırsa, oksidləşmə baş verir və material öz xüsusiyyətlərini itirir. Sərtləşdikdən sonra sərin suda yavaş-yavaş soyudulmalıdır.
Deməli, siz artıq alüminium-mis ərintinin adını bilirsiniz. Tez-tez deformasiyaya məruz qalır: soyuq yayma, çəkmə, döymə. Bu vəziyyətdə, sözdə sərtləşmə baş verir. Bu, metal konstruksiyada dislokasiyaların hərəkəti və çoxalmasının baş verdiyi bir prosesdir. Nəticədə ərintinin özü strukturunu dəyişir, daha sərt və möhkəm olur. Bu, onun elastikliyini və təsir gücünü azaldır. Deformasiyaların daha asan keçməsi və işin bərkidilməsinin metalı məhv etməməsi üçün tavlama istifadə olunur. Bunun üçün ərinti 350 ° C-ə qədər qızdırılır və sonra havada soyudulur.
Ərinti (alüminium və mis) vəziyyətinin qrafiki
Düraluminin komponentlərinin bərk və maye halda qarşılıqlı təsirini ən aydın şəkildə təsvir etmək, həmçinin ərintinin xassələrinin dəyişməsinin xarakterini izah etmək üçün vəziyyət diaqramından istifadə edin.
Ondan göründüyü kimi, Cu-nun alüminium ilə ərintidə ən yüksək həllolma qabiliyyəti 548 ° C temperaturda müşahidə olunur və eyni zamanda 5,7% təşkil edir. Temperatur yüksələndə artacaq, aşağı düşəndə isə azalacaq. Minimum həllolma (0,5%) otaq temperaturunda müşahidə olunacaq. Duralumin 400 ° C-dən yuxarı sərtləşərsə, bərk homojen bir məhlul olacaq - α.
Bu proses zamanı bərk məhlul parçalanacaq. Alüminium və mis ərintisi çox qeyri-adi davranır, formulası CuAl2-dir. Proses artıq A1 fazasının buraxılması ilə müşayiət olunur. Bu parçalanma zamanı baş veriruzun müddət. Bu, daha əvvəl qeyd etdiyimiz təbii yaşlanmadır.
Alaşım xüsusiyyətləri
Müəyyən elementlərlə metal ərintisi onun xüsusiyyətlərini artırmağa imkan verir. Alüminium-mis ərintinin adını xatırlayırsınız? Onun hansı xüsusiyyətləri var?
Alüminiumun özü çox yüngül, yumşaq və tamamilə kövrəkdir. Zəif konsentrasiyalı qələvilərdə və turşularda həll olunur. Alüminiuma mis və maqnezium əlavə edərək, artıq kifayət qədər güclü bir ərinti əldə edə bilərsiniz. Onun performansını yaxşılaşdırmaq olduqca asandır - sadəcə onu otaq temperaturunda yatmağa buraxmaq lazımdır. Beləliklə, yaşlanmanın təsiri, yuxarıda bəhs etdiyimiz kimi duraluminin gücünü artırır.
Alüminiumun özü olduqca yüngüldür. Kiçik bir mis faizi ərintini daha ağır etmir. Başqa bir müsbət xüsusiyyət, ərintini dəfələrlə yenidən əritmək qabiliyyətidir. Eyni zamanda, öz xüsusiyyətlərini itirməyəcəkdir. Lazım olan yeganə şey, yayımdan sonra ona bir neçə gün "istirahət" verməkdir.
Duraluminin dezavantajı onun aşağı korroziyaya davamlılığıdır. Buna görə də, çox vaxt belə material təmiz alüminium təbəqəsi ilə örtülür və ya laklar və boyalarla boyanır.
Alüminium ərintiləri və onların tətbiqi
İlk dəfə dirijabl hazırlamaq üçün duralumindən istifadə edilmişdir. Bu materialın yüngülliyi və möhkəmliyi əla təyyarə yaratmağa imkan verdi. Bunun üçün D16t markasından istifadə edilib. Hazırda alüminium, sink, mis və digər ərinti elementləri olan ərintilərdən geniş istifadə olunurastronavtika, aviasiya və maşınqayırmanın digər sahələri.
Beləliklə, məsələn, avtomobilin istehsalında duraluminin istifadəsi onun çəkisini və dəyərini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər, lakin eyni zamanda kifayət qədər güclü olacaq.
Ümumiyyətlə, qeyd etmək olar ki, bu ərintinin çeşidi kifayət qədər genişdir: borular, məftillər, təbəqələr, lentlər, çubuqlar və müxtəlif formalı tökmə hissələri. D16t hələ də ən populyar və ümumi markalardan biri hesab olunur. İşarənin sonundakı kiçik "t" hərfi ərintinin bərkidiyini və təbii olaraq köhnəldiyini bildirir. İstifadə olunur:
- Kosmik gəmilərin, gəmilərin və təyyarələrin dizaynlarında.
- Dəzgahlar və dəzgahlar üçün müxtəlif hissələrin istehsalı üçün.
- Küçə nişanlarının, yol nişanlarının istehsalı üçün.
Hər kəs alüminium və mis ərintinin adını bilməlidir. Dural neft sənayesində də istifadə olunur. Belə ki, ondan hazırlanan xüsusi borular quyunun 6-7 il istismarını təmin edə bilər.
Alüminium və mis ərintisinin adı nədir, yadda saxlamaq asandır. Beləliklə, onun hansı xüsusiyyətlərə malik olduğunu və harada istifadə edildiyini söylədik. Xüsusilə konstruksiyanı yüngülləşdirmək lazımdırsa, o, haddelenmiş poladı asanlıqla əvəz edə bilər.
