Двері та вікна з алюмінієвого сплаву, корпуси мобільних телефонів, алюмінієві банки та навіть крила літаків, з якими ми стикаємося щодня, здаються зробленими з «алюмінію», але насправді вони різноманітні за типом і мають дуже різне використання. Серед них «кований алюміній», як «-універсал» сімейства алюмінію, пронизує всі аспекти промислового виробництва та повсякденного життя.
Багато людей плутають «кований алюміній» зі звичайними алюмінієвими матеріалами. Сьогодні ми все з’ясуємо: що таке кований алюміній? А які звичайні алюмінієві матеріали оточують нас?
01
Кований алюміній, що саме таке «кований»?
Простіше кажучи, кований алюміній (деформований алюмінієвий сплав) — це алюмінієвий сплав, який пройшов різні процеси пластичної деформації для виготовлення листів, прутків, профілів або поковок. Його основними характеристиками є «формоздатність і висока міцність», що відрізняє його від литого алюмінію, який безпосередньо відливають у форму.
Його «процес народження» схожий на «перековку заліза в корисний предмет»: спочатку алюмінієві злитки розплавляють і відливають у заготовки. Після гомогенізації вони багаторазово обробляються за допомогою прокатки, екструзії, витягування та кування, щоб зрештою отримати різні форми, які нам потрібні-такі як прокатка тонких листів для банок для напоїв, екструдування профілів для дверей і вікон і кування поковок для деталей літаків.
Сказавши все це, давайте представимо три основні переваги кованого алюмінію:
· Легкий: завдяки низькій щільності, що становить лише приблизно 1/3 густини сталі, він може зменшити вагу виробу, зберігаючи структурну міцність, що робить його "-чудом економії ваги" в аерокосмічній та автомобільній промисловості.
· Легко обробляти: відмінна пластичність дозволяє створювати складні форми за допомогою різних процесів деформації. Він також може пройти термічну обробку, таку як відпал і загартування, щоб гнучко регулювати свої властивості.
· Численні переваги в сукупності: хороша електро- та теплопровідність, сильна стійкість до корозії, а деякі моделі після зміцнення можуть навіть конкурувати зі сталлю за міцністю, що робить їх придатними для різноманітних складних застосувань.
Ось важливий момент, який слід розрізнити: основна відмінність між кованим алюмінієм і литим алюмінієм полягає в їхньому «методі формування»-литий алюміній — це «формування в рідкому-стані» (подібно до заливки цементу, розплавлений алюміній виливається у форму для охолодження та затвердіння), придатний для виготовлення деталей складної форми, але з низькими вимогами до міцності (наприклад, блоки двигунів); кований алюміній є "твердо{2}}формуючим", придатним для структурних компонентів, що вимагають високої міцності та високої пластичності (таких як крила літаків і кузови автомобілів).
02
Сімейство кованого алюмінію поділяється на дві категорії із значно різним використанням
Сімейство кованого алюмінію величезне, і залежно від того, чи можна його зміцнити термічною обробкою, його можна розділити на дві основні категорії:
1. Кований алюміній, який не піддається термічній-обробці: цей матеріал є відносно м’яким,-стійким до корозії та зазвичай використовується в повсякденному застосуванні.
Ці типи кованого алюмінію в основному покладаються на зміцнення твердим розчином і зміцнення холодною деформацією для підвищення їх міцності. Їх основні переваги — хороша пластичність і висока стійкість до корозії, але міцність відносно низька. Вони підходять для виробів, які не вимагають високої міцності, але вимагають легкої обробки та стійкості до корозії. Поширені типи включають:
* Алюмінієві-марганцеві сплави: типовим прикладом є LF21 (китайське маркування). Вони мають відмінну корозійну стійкість і хорошу пластичність і зазвичай використовуються для виготовлення банок для напоїв, кухонного посуду та покрівельних панелей. Багато алюмінієвих банок, які ми п’ємо, виготовлені з цього типу алюмінію.
* Алюмінієво-магнієві сплави: вони мають вищу міцність, ніж алюмінієво-марганцеві сплави, досягаючи понад 300 МПа, і високу стійкість до корозії, що робить їх особливо придатними для морських середовищ. Вони широко використовуються в зварних конструкціях, таких як кузови самоскидів, резервуари для зберігання нафти, корпуси невеликих суден, а також деякі компоненти в архітектурному оздобленні.
2. Термічно{1}}оброблений кований алюміній: висока твердість.
Ці типи оброблених алюмінієвих сплавів здебільшого підвищують свою міцність за рахунок дисперсійного зміцнення (зміцнення під час старіння), в результаті чого міцність значно перевищує міцність перших. Деякі моделі використовуються-у висококласних промислових програмах. Поширені типи включають:
* **Алюміній-мідь/алюміній-мідь-магній (дюралюміній):** Позначається як LY, типовим прикладом є LY12 (відповідає міжнародному сплаву 2024). Завдяки міцності на розрив, що досягає 470-480 МПа, його висока міцність робить його поширеним вибором в аерокосмічній промисловості, який використовується для виготовлення фюзеляжів, крил та інших структурних компонентів літаків. Він також використовується в деяких високоміцних механічних частинах.
* **Алюміній-магній-кремній:** Найбільш часто використовуваний сплав середньої-міцності, позначений як LD, типовим прикладом є LD1 (відповідає міжнародному сплаву 6063). Він має хорошу зварюваність і стійкість до корозії, а також легко піддається обробці поверхні (наприклад, анодування). Це основа будівельних профілів, необхідна для дверей, вікон, навісних стін та меблів.
* Алюмінієвий-цинковий-магнієвий-мідний сплав (над-твердий алюміній): позначається як LC, типовим прикладом є LC9 (відповідає міжнародному сплаву 7075). Його міцність на розрив може досягати 540-570 МПа, демонструючи надзвичайно високу міцність. Він в основному використовується в аерокосмічній та військовій галузях, таких як шасі літаків і високоміцні структурні компоненти.
Окрім кованого алюмінію, навколо нас є багато інших звичайних алюмінієвих матеріалів з різними формами та використанням. Після досліджень в Інтернеті ми склали список із чотирьох алюмінієвих матеріалів, які найчастіше зустрічаються. Давайте поглянемо.
03
Не просто кований алюміній! Ці алюмінієві матеріали також поширені в повсякденному житті
1. Чистий алюміній: найпростіший тип алюмінію, м’який, але корисний.
Висока чистота (зазвичай вище 99%), чудова електро- та теплопровідність, але низька міцність. Хороша пластичність, в основному використовується у виробництві проводів, кабелів та ізоляційних матеріалів, а також зазвичай використовується алюмінієва фольга (харчова упаковка, кухонна фольга). Частина чистого алюмінію також використовується в простих повсякденних потребах.
2. Литий алюміній: можливість створення складних форм, висока-рентабельність.
«Рідко{0}}формований» алюмінієвий матеріал, згаданий раніше, має високий вміст кремнію (7%~25%), хорошу текучість і може бути легко відформований у складні форми, такі як блоки двигунів автомобілів, корпуси коробок передач, заготовки втулок коліс і деякі дрібні механічні деталі. Його низька вартість і швидка швидкість формування роблять його-рентабельним вибором у промисловій сфері.
3. Алюмінієві профілі: перший вибір для дверей, вікон і навісних стін; необхідність.
Здебільшого належать до алюмінієво-магнієво-кремнієвого сплаву (сплав 6063) у обробленому алюмінію, вони виготовляються шляхом екструзії з різними формами поперечного-перерізу (плоскі, канальні, круглі труби тощо). Вони широко використовуються в будівництві дверей і вікон, навісних стін, перил, а також опор і каркасів промислового обладнання і навіть декоративних компонентів для меблів і побутової техніки. Двері та вікна з алюмінієвого сплаву, які зазвичай можна побачити в наших будинках, є найбільш типовими алюмінієвими профілями.
4. Алюмінієві листи/фольга: є в кожному домі; широко використовується.
Алюмінієві листи прокатують з деформованого алюмінію. Різна товщина має різне використання; тонкі алюмінієві листи використовуються для кузовів автомобілів і дахів будівель, тоді як більш товсті листи використовуються для посудин під тиском. Алюмінієва фольга — це над-тонкий холоднокатаний алюмінієвий продукт із хорошою герметизацією та стійкістю до корозії. Окрім харчової упаковки, він також використовується у фармацевтичній упаковці та захисних матеріалах для електронних продуктів, таких як упаковка з алюмінієвої фольги для таблеток і екрануюча фольга всередині мобільних телефонів.
Кований алюміній — це не «один тип алюмінію», а загальний термін для «придатних для обробки алюмінієвих сплавів». Завдяки своїй високій міцності, легкості та простоті обробки він підтримує значну частину промисловості в аерокосмічній, будівельній та автомобільній галузях. Тим часом чистий алюміній, литий алюміній та алюмінієві профілі також відіграють відповідну роль у різних сферах застосування.
Наступного разу, коли ви побачите вироби з алюмінієвого сплаву, спробуйте відрізнити, кований це алюмінієвий профіль чи лита алюмінієва деталь. Прочитавши це, ви теж можете стати «експертом з алюмінію».
