Свойства алюминия
Характерными свойствами чистого алюминия являются его малый удельный вес, низкая температура плавления, высокая тепловая и электрическая проводимость, высокая пластичность, очень большая скрытая теплота плавления и прочная, хотя и очень тонкая пленка окиси, покрывающая поверхности металла и защищающая его от проникновения кислорода внутрь.
Малая плотность делает алюминий основой легких конструкционных материалов; большая пластичность позволяет применять к алюминию все виды обработки давлением и получать из него листы, прутки, проволоку, трубы, тончайшую фольгу, штампованные детали с глубокой вытяжкой и др. Хорошая электрическая проводимость обеспечивает широкое применение алюминия в электротехнике. Так как плотность алюминия в 3,3 раза ниже, чем у меди, а удельное сопротивление лишь в 1,7 раза выше, чем у меди, то алюминий, на единицу массы имеет вдвое более высокую проводимость, чем медь. Прочная пленка окиси быстро покрывает свежий разрез металла уже при комнатной температуре, обеспечивая алюминию высокую устойчивость против коррозии в атмосферных условиях.
Сернистый газ, сероводород, аммиак и другие газы, находящиеся в воздухе промышленных районов, не оказывают заметного влияния на скорость коррозии алюминия. Действие пара на алюминий также не-значительно. Алюминий, не содержащий меди, достаточно стоек (в отсутствие элект-ческого тока) в естественной морской воде. В концентрированных азотной и серной кислотах алюминий также практически устойчив. В разбавленных кислотах и растворах едких щелочей алюминий быстро разрушается. Однако в растворах аммиака он достаточно стоек. В контакте с большинством металлов и сплавов, являющихся благородными по электрохимическому ряду потенциалов, алюминий служит анодом и, следовательно, коррозия его в электролитах будет прогрессировать. Чтобы избежать образования гальванопар во влажной атмосфере, место соединения алюминия, с другими металлами герметизируется лакировкой или другим путем.
Длительные испытания проводов из алюминия показали, что они в отношении устойчивости против коррозии не уступают медным.
Таблица 8-16 Химический состав технического алюминия (ГОСТ 11069-64)
Влияние примесей на электрическую проводимость алюминия различно. Примеси, образующие с алюминием твердые растворы, сильно снижают электропроводность; примеси, не входящие в твердые растворы, почти не оказывают влияния на снижение проводимости. На рис. 8-4 показано изменение проводимости алюминия в зависимости от содержания примесей.
Рис. 8-4. Изменение проводимости алюминия в зависимости от содержания примесей.
Физические свойства алюминия марок А5; А6 и АЕ, предназначенного для изготовления шин и проводов, приведены ниже:
Плотность при 20 °С, кг/м3 .........................9700
Удельное электрическое сопротивление при 20 °С (не более), мкОм м:
проволока твердая и полутвердая ............. 0,0283
мягкая .......................................................0,0280
шины .........................................................0,0290
Температурный коэффициент сопротивления в интервале 0-150 °С, 
...... 0,004
Температурный коэффициент линейного расширения (20-100 °С), 
..........
Теплопроводность, Вт/(м °С).........................................................................2,05
Температура плавления, °С .............................................................................660-647
Теплота плавления, Дж/кг ..........................................................................
Температура отжига, °С .................................................................................350-400
Средняя теплоемкость (0-100 °С), Дж/(кг °С)....................................................240
В табл. 8-17 приведена ориентировочная зависимость механических свойств алюминия от температуры.
|
Механические свойства |
Температура, °С |
|||||||
|
20 |
100 |
200 |
300 |
20 |
100 |
200 |
300 |
|
|
Твердотянутый |
Отожженный (300°С, 2 ч в масле) |
|||||||
|
Предел прочности при растяжении, МПа Истинный предел прочности при растяжении, МПа Относительное удлинение, % Сужение площади поперечного чения, % Предел текучести, МПа Предел вибрационной усталости, МПа |
145 390 14 77,5 130 74 |
130 300 9,5 74,3 118 65 |
81 155 12,2 81,7 64 28 |
28 - 46 95,7 17 - |
88 330 33,1 84,4 44 26,5 |
76 270 32,8 78,2 41 25 |
49 170 35,1 82,8 30 19 |
38 185 33,3 83,7 24,5 15 |