Možete li reći koji je aluminijski lim korišten na svakoj slici? Imate problema?
Pokušajmo zajedno razumjeti glavne aluminijske legure i njihove primjene.

Prvo, pogledajmo stanje aluminijskih ploča.

GOST 21631-76 definira 7 mogućih stanja lista, usredotočit ćemo se samo na najčešće:

1) žareno - M;

Mekani aluminijski lim, lako se deformira.

2) poluotvrdnuti - H2;

Aluminijski lim je čvršći nego u "M" stanju i također se lako deformira (podnosi savijanje do 90 stupnjeva). Dobro drži oblik, njegovo kruto stanje sprječava stvaranje udubljenja, stoga se najčešće koristi u toplinskoj izolaciji cijevi.

3) marljiv - N;

Nagartovkaje metoda kaljenja metala hladnom deformacijom (dodatnim valjanjem na stroju).

4) otvrdnuto i prirodno ostarjelo - T;

Čvrsti aluminijski limovi. Teže za obradu (lomi se pri savijanju pod 90 stupnjeva). Koristi se u dijelovima i sklopovima s velikim opterećenjima.

Legure 1105, VD1.

Tehnički aluminijski lim koristi se kao izolacijski i završni materijal. Mala težina lima i njegova fleksibilnost osiguravaju niske troškove i praktičnost pri izvođenju izolacijskih radova. Najčešće korištene legure su 1105AN2, VD1AN2. Za toplinsku izolaciju koristi se i legura AD1N2.

Legure aluminij-magnezijeve skupine: AMG2, AMG3, AMG5, AMG6.

Aluminijski lim otporan na kiseline izrađen je od aluminija legiranog magnezijem i manganom. Kvalitete AMg2M, AMg3M, AMg5M, AMg6M imaju visoke antikorozivne karakteristike i savršeno su zavarljive. Stoga se naširoko koriste u proizvodnji zavarenih spremnika, spremnika goriva i drugih dijelova u konstrukciji zrakoplova. Izvrsno kako za industrijsku brodogradnju tako i za privatnu proizvodnju čamaca, čamaca, katamarana.

Legure AD1, A5.

Aluminijski lim za hranu izrađen je od vrsta primarnog aluminija - hladno obrađen (A5N, AD1N), polutvrdo obrađen (A5N2, AD1N2), žaren (A5M, AD1M).

AMC legura.

Listovi izrađeni od aluminija kvalitete AMts imaju povećanu duktilnost i lako se deformiraju. Upotrebljavaju se u poluotvrdnutom i hladno obrađenom stanju u automobilskoj industriji za izradu hladnjaka, okvira i zakovica. Može se koristiti iu proizvodnji hrane, ali bez izravnog kontakta s hranom.

Legure D16, D19, V95.

D16AM je žareni duraluminij s normalnom oblogom. D16AM je vrsta duraluminija visoke čvrstoće i otporan je na vanjski utjecaji. D16AM ne postaje krt na hladnoći, stoga se koristi u uvjetima u kojima uporaba drugih vrsta čelika postaje nemoguća. Većina široka primjena Lim od legure D16AM nalazi se u proizvodnji raznih dijelova proizvedenih utiskivanjem.

D16AT - izrađen od aluminijske legure s legirajućim elementima, od kojih je glavni bakar. Legura se koristi za izradu savijenih profila. Prednost D16AT je što je dio izrađen od takve legure odmah tvrd, bez dodatne toplinske obrade.

D16T - duraluminij, izrađen od legure aluminija s bakrom i manganom. D16T ima dobru duktilnost i povećane karakteristike zamora. Raspon primjene legure je širok. D16T se koristi u građevinarstvu, proizvodnji zrakoplova, brodogradnji, proizvodnji namještaja i drugim industrijama.

B95 je izdržljiva zrakoplovna legura. Koristi se za obloge krila (ploče, ploče), stringere (savijene i prešane), grede, podupirače i druge elemente trupa i krila modernih zrakoplova (TU-204, Il-96, Be-200) i dr. visoko opterećene strukture koje rade uglavnom radi kompresije.

Legure D16, V95 ne mogu se zavarivati ​​argon-lučnim i plinskim zavarivanjem. Stoga se zakovicni spojevi najčešće koriste za spajanje poluproizvoda (debelih limova, profila i ploča).

Trenutno, najčešći rusko tržište IAF sustavi mogu se podijeliti u tri velike skupine:

• sustavi s podslojnim strukturama od aluminijskih legura;
• sustavi s podoplatnom konstrukcijom od pocinčanog čelika s polimerni premaz;
• sustavi s podslojnom strukturom od nehrđajućeg čelika.

Nedvojbeno najbolja čvrstoća i toplinska svojstva imaju podslojne konstrukcije od nehrđajućeg čelika.

Usporedna analiza fizikalnih i mehaničkih svojstava materijala

*Svojstva nehrđajućeg čelika i pocinčanog čelika malo se razlikuju.

Toplinska i čvrstoća nehrđajućeg čelika i aluminija

1. Uzimajući u obzir 3 puta manju nosivost i 5,5 puta veću toplinsku vodljivost aluminija, nosač od aluminijske legure je jači "hladni most" od nosača od nehrđajućeg čelika. Indikator za to je koeficijent toplinske homogenosti ograđene konstrukcije. Prema podacima istraživanja, koeficijent toplinske jednolikosti ovojnice zgrade pri korištenju sustava od nehrđajućeg čelika iznosio je 0,86-0,92, a kod aluminijskih sustava 0,6-0,7, što nameće veću debljinu izolacije i shodno tome povećava trošak fasade.

Za Moskvu, zahtijevani otpor prijenosa topline zidova, uzimajući u obzir koeficijent toplinske uniformnosti, je za nehrđajući nosač - 3,13/0,92=3,4 (m2.°C)/W, za aluminijski nosač - 3,13/0,7= 4,47 (m 2 .°C)/W, tj. 1,07 (m 2 .°C)/W više. Dakle, kada se koriste aluminijske konzole, debljina izolacije (s koeficijentom toplinske vodljivosti od 0,045 W/(m°C) treba uzeti gotovo 5 cm više (1,07 * 0,045 = 0,048 m).

2. Zbog veće debljine i toplinske vodljivosti aluminijskih konzola, prema izračunima provedenim u Institutu za građevinsku fiziku, pri vanjskoj temperaturi zraka od -27 °C, temperatura na ankeru može pasti do -3,5 °C pa čak i niže, jer u izračunima je pretpostavljeno da je površina poprečnog presjeka aluminijskog nosača 1,8 cm 2, dok je u stvarnosti 4-7 cm 2. Pri korištenju inox nosača temperatura na sidru iznosila je +8 °C. To jest, kada se koriste aluminijske konzole, sidro radi u zoni izmjeničnih temperatura, gdje je moguća kondenzacija vlage na sidru s naknadnim smrzavanjem. To će postupno uništiti materijal konstruktivnog sloja zida oko ankera i time smanjiti njegovu nosivost, što je posebno važno za zidove od materijala niske nosivosti (pjenasti beton, šuplja opeka itd.). .). Istodobno, toplinski izolacijski jastučići ispod nosača, zbog svoje male debljine (3-8 mm) i visoke (u odnosu na izolaciju) toplinske vodljivosti, smanjuju gubitak topline za samo 1-2%, tj. praktički ne prekidaju "hladni most" i imaju mali utjecaj na temperaturu sidra.

3. Nisko toplinsko širenje vodilica. Temperaturna deformacija aluminijske legure je 2,5 puta veća nego kod nehrđajućeg čelika. Nehrđajući čelik ima manji koeficijent toplinskog rastezanja (10 10 -6 °C -1) u usporedbi s aluminijem (25 10 -6 °C -1). Sukladno tome, produljenje vodilica od 3 metra s temperaturnom razlikom od -15 °C do +50 °C bit će 2 mm za čelik i 5 mm za aluminij. Stoga je potrebno kompenzirati toplinsko širenje aluminijske vodilice cijela serija događaji:

naime uvod u podsustav dodatni elementi- pomični klizači (za nosače u obliku slova U) ili ovalne rupe s rukavcima za zakovice - nije kruta fiksacija (za nosače u obliku slova L).

To neminovno dovodi do složenijeg i skupljeg podsustava ili neispravne montaže (često se događa da instalateri ne koriste čahure ili pogrešno pričvrste sklop dodatnim elementima).

Kao rezultat ovih mjera, težinsko opterećenje pada samo na nosive konzole (gornji i donji), a ostali služe samo kao oslonac, što znači da sidra nisu ravnomjerno opterećena i to treba uzeti u obzir pri izradi projektnu dokumentaciju, koja se često jednostavno ne radi. U čeličnim sustavima cjelokupno opterećenje je ravnomjerno raspoređeno - svi čvorovi su kruto pričvršćeni - manja toplinska proširenja kompenziraju se radom svih elemenata u fazi elastične deformacije.

Dizajn stezaljke omogućuje da razmak između ploča u sustavima od nehrđajućeg čelika bude od 4 mm, dok u aluminijskim sustavima - najmanje 7 mm, što također ne odgovara mnogim kupcima i kvari izgled građevine. Osim toga, stezaljka mora osigurati slobodno pomicanje obložnih ploča za iznos produžetka vodilica, inače će ploče biti uništene (posebice na spoju vodilica) ili će se stezaljka otpustiti (i jedno i drugo može dovesti do ispadanje obložnih ploča). U čeličnom sustavu ne postoji opasnost od otpuštanja steznih nogu, što se tijekom vremena može dogoditi u aluminijskim sustavima zbog velikih temperaturnih deformacija.

Vatrogasna svojstva nehrđajućeg čelika i aluminija

Talište nehrđajućeg čelika je 1800 °C, a aluminija 630/670 °C (ovisno o leguri). Temperatura požara na unutarnja površina pločica (prema rezultatima ispitivanja Regionalnog certifikacijskog centra “OPYTNOE”) doseže 750 °C. Tako kod uporabe aluminijskih konstrukcija može doći do taljenja podkonstrukcije i urušavanja dijela fasade (u zoni prozorskog otvora), a na temperaturi od 800-900°C sam aluminij podržava gorenje. Nehrđajući čelik se ne topi u vatri, stoga je najpoželjniji prema zahtjevima sigurnost od požara. Primjerice, u Moskvi se pri gradnji visokih zgrada uopće ne smiju koristiti aluminijske podkonstrukcije.

Korozivna svojstva

Danas je jedini pouzdani izvor o otpornosti na koroziju pojedine podoplatne konstrukcije, a time i trajnosti, stručno mišljenje ExpertKorr-MISiS-a.

Najizdržljiviji dizajni izrađeni su od nehrđajući čelici. Vijek trajanja takvih sustava je najmanje 40 godina u urbanoj industrijskoj atmosferi srednje agresivnosti, a najmanje 50 godina u uvjetno čistoj atmosferi niske agresivnosti.

Aluminijske legure, zahvaljujući oksidnom filmu, imaju visoku otpornost na koroziju, ali u uvjetima visoke razine klorida i sumpora u atmosferi može doći do brzog razvoja interkristalne korozije, što dovodi do značajnog smanjenja čvrstoće konstrukcijskih elemenata i njihovog uništenja. . Dakle, životni vijek konstrukcije izrađene od aluminijskih legura u urbanoj industrijskoj atmosferi prosječne agresivnosti ne prelazi 15 godina. Međutim, prema zahtjevima Rosstroya, u slučaju korištenja aluminijskih legura za izradu elemenata podkonstrukcije NVF-a, svi elementi moraju nužno imati anodni premaz. Prisutnost anodnog premaza produljuje životni vijek podkonstrukcije od aluminijske legure. Ali prilikom ugradnje podkonstrukcije, njeni različiti elementi su povezani zakovicama, za koje su izbušene rupe, što uzrokuje kršenje anodnog premaza u području pričvršćivanja, tj. neizbježno se stvaraju područja bez anodnog premaza. Osim toga, čelična jezgra aluminijske zakovice, zajedno s aluminijskim medijem elementa, tvori galvanski par, što također dovodi do razvoja aktivni procesi interkristalna korozija na mjestima pričvršćivanja elemenata potkonstrukcije. Vrijedno je napomenuti da je često niska cijena određenog NVF sustava s podkonstrukcijom od aluminijske legure uzrokovana upravo nedostatkom zaštitnog anodnog premaza na elementima sustava. Beskrupulozni proizvođači takvih podkonstrukcija štede na skupim elektrokemijskim postupcima anodizacije proizvoda.

Što se tiče trajnosti konstrukcije, pocinčani čelik ima nedovoljnu otpornost na koroziju. Ali nakon nanošenja polimernog premaza, vijek trajanja podkonstrukcije od pocinčanog čelika s polimernim premazom bit će 30 godina u urbanoj industrijskoj atmosferi srednje agresivnosti, odnosno 40 godina u uvjetno čistoj atmosferi niske agresivnosti.

Usporedbom navedenih pokazatelja aluminijskih i čeličnih potkonstrukcija može se zaključiti da su čelične potkonstrukcije u svim aspektima znatno superiornije od aluminijskih.

Priznati međunarodni i nacionalni standardi (prije njemački DIN, a sada europski EN, američki ASTM standardi, međunarodni ISO), kao i naši GOST-ovi, aluminij i aluminijske legure razmatraju zasebno. U ovom slučaju, aluminij je podijeljen u razrede, a ne u legure.

Vrste aluminija dijele se na:

• aluminij visoka čistoća(99,95%) i
• tehnički aluminij, koji sadrži do 1% nečistoća ili aditiva.

Mikrostruktura tehničkog aluminija je uglavnom male količine spojevi željeza i silicija u aluminijskoj matrici.

Tehnički aluminij

Nelegirani aluminij - tehnički aluminij - dijeli se na stupnjeve prema čistoći i sadržaju nečistoća. Tako se nazivaju, na primjer, aluminij razreda AD0 prema GOST 4784-97 ili aluminij razreda 1050 prema EN 573-3.

Za aluminij u međunarodna klasifikacija aluminij i aluminijske legure imaju posebnu seriju 1xxx (ili 1000).

Vrste aluminija u standardima

Klase aluminija prema standardu EN 573-3

Norma EN 573-3 naziva varijante aluminija različite čistoće, na primjer, "EN AW 1050A aluminij", a aluminijske legure, na primjer, "EN AW 6060 legura". U isto vrijeme, aluminij se često naziva legura, na primjer: " aluminijska legura 1050A".

Vrste aluminija prema GOST 4784

U našim standardima, na primjer, u GOST 4784-97 "Aluminij i kovane aluminijske legure" i drugim standardima za aluminij i aluminijske legure, koristi se koncept "oznaka" umjesto blizak koncept“brand”, iako s engleskim ekvivalentom “grade”. Prema standardu, formalno se trebaju koristiti izrazi kao što su "aluminij stupnja AD0" i "legura aluminija razreda AD31".

U praksi se riječ "grade" koristi samo za aluminij, a aluminijske legure često se nazivaju jednostavno "aluminijske legure" bez ikakvih marki, na primjer, "AD31 aluminijska legura". I to je, po našem mišljenju, sasvim u skladu s prihvaćenim međunarodnim pristupom.

Vrsta aluminija i označavanje aluminija

Što je još gore, pojam "brend" često se brka s pojmom "označavanje".

Prema GOST 2.314-68 obilježavanje- ovo je skup znakova koji karakteriziraju proizvod, na primjer, oznaka, kod, broj serije (serije), serijski broj, datum proizvodnje, zaštitni znak proizvođača, marka materijal, ugradbeni ili transportni znakovi itd. Dakle, oznaka odn marka legura je samo mali dio oznake a nikako ne samim obilježavanjem.

Za označavanje stupnja aluminija ili legure, obojene trake se nanose na jedan od krajeva ingota, svinje itd. s neizbrisivom bojom - to je to obilježavanje. Na primjer, prema GOST 11069-2001, aluminij razreda A995 označen je s četiri zelene okomite pruge.

Vrste aluminija prema GOST 11069 i GOST 4784

Vrste aluminija postavljaju dva glavna standarda:

• GOST 11069-2001 (DSTU GOST 11069:2003) za primarni aluminij u obliku prašina, ingota, žice, trake i u tekućem stanju;
• GOST 4784-97 o deformabilnom aluminiju za proizvodnju poluproizvoda toplim ili hladnim deformiranjem, kao i ploča i ingota.

GOST 11069

GOST 11069-2001 (tablica 1) označava klase aluminija brojevima nakon decimalne točke u postotku aluminija: A999, A995, A99, A85, A8, A7, A6, A5 i A0. Najčišći aluminij - aluminij visoke čistoće A999 - sadrži najmanje 99,999% aluminija, a zbroj svih nečistoća nije veći od 0,001%. Koristi se uglavnom za laboratorijske pokuse. U industriji se koristi i aluminij visoke čistoće (sadržaj aluminija od 99,95 do 99,995%) i tehničke čistoće (sadržaj aluminija od 99,0 do 99,85%) Glavne (trajne) nečistoće aluminija su željezo i silicij.

GOST 4784

GOST 4784-97 uključuje aluminij koji se koristi u proizvodnji proizvoda pomoću metoda oblikovanja metala. Ovdje brojevi ne govore ništa korisno (Tablica 2): AD000, AD00, AD0, AD1 i AD. Izmjene sa slovom E (električni) sadrže smanjen sadržaj silicij za poboljšanje električne vodljivosti. Za razliku od GOST 11069, GOST 4784 ne isključuje sekundarni aluminij, odnosno aluminij dobiven iz otpada.