Около половины содержится в листах, плитах и фольге, а около 20% – в экструдированных профилях и трубах.
Какова температура плавления алюминия в градусах Цельсия?
Металл алюминий очень распространен во всем мире. Большое его количество можно найти в организме человека и еще больше в окружающей среде. Материалы, используемые для строительства домов, а также конструкция каждого автомобиля содержат определенное количество алюминия.
Нередко из этого вещества изготавливаются детали мебели. В случае повреждения какой-либо из них вы можете либо купить новую деталь в соответствующем магазине, либо отремонтировать изделие самостоятельно. В последнем случае вам придется расплавить металл в домашних условиях, а для этого уже нужно знать о некоторых свойствах этого металла.
Чтобы сделать любой алюминий Нет необходимости подробно изучать все свойства этого вещества, но важно отметить основные моменты, в том числе знать, при какой температуре плавится алюминий.
О температуре плавления
Отметим, что алюминий очень легко поддается литью и начинает плавиться при температуре 660 градусов Цельсия. Чтобы понять, что эта цифра довольно низкая, достаточно сравнить ее с температурами плавления других металлов, которые также часто используются в производстве некоторых бытовых предметов.
Например:
- сталь начинает плавиться только при 1300 град;
- чугун – при 1100 градусах.
Но хотя температура плавления алюминия не очень высока по сравнению со многими другими металлами, в домашних условиях можно достичь температуры 600 градусов Цельсия, используя обычную газовую или электрическую плиту. газовая или электрическая плита довольно сложно.
Понижение температуры
Прежде чем подвергать металл плавлению, можно снизить его температуру плавления специальными методами, например, используя его в виде порошка. В этом случае он начнет плавиться немного быстрее. Но это делает его опасным, поскольку он может окислиться или загореться при взаимодействии с атмосферным кислородом. А в результате окисления.Как мы помним из школьной химии, образуется оксид алюминия, температура, при которой это вещество начинает плавиться, составляет более двух тысяч градусов.
В общем, избежать образования оксида при выплавке алюминия не удастся, но можно уменьшить количество избыточного вещества. При плавлении алюминия необходимо предотвратить попадание воды в вещество. Если это произойдет, произойдет взрыв.
Перед началом процесса необходимо убедиться, что сырье полностью сухое. Чаще всего в качестве исходного материала используется алюминиевая проволока. Сначала его разрезают ножницами на множество мелких кусочков. Чтобы уменьшить площадь поверхности, контактирующей с кислородом атмосферы, эти кусочки сжимают плоскогубцами.
Температура плавления металлов
Металлы и неметаллы
Каждый кусок металла, например, алюминия, содержит миллионы отдельных кристаллов, называемых зернами. Каждое зерно имеет свою уникальную ориентацию атомной решетки, но вместе зерна в куске ориентированы случайным образом. Такая структура называется поликристаллической.
Аморфные материалы, такие как стекло, отличаются от кристаллических материалов, таких как алюминий, двумя важными отличиями, которые связаны между собой
- отсутствие упорядоченности молекулярной структуры дальнего радиуса действия.
- различием в поведении при плавлении и тепловом расширении.
Разница в молекулярной структуре видна на рисунке 1. Плотно упакованная и упорядоченная кристаллическая структура показана слева. Справа показан аморфный материал: менее плотная структура со случайным распределением атомов.
Рисунок 1-2 – Иллюстрация различий в структуре между:
(a) кристаллическими материалами и (b) некристаллическими материалами.
Кристаллическая структура является регулярной, повторяющейся и более плотной,
в то время как некристаллическая структура более рыхло упакована и беспорядочна [3].
Плавление металлов
Это различие в структуре можно наблюдать при плавлении металлов, включая алюминий и его сплавы различной чистоты. Менее плотно упакованные атомы вызывают увеличение объема (уменьшение плотности) по сравнению с тем же металлом в кристаллическом состоянии.
При плавлении металлы увеличиваются в объеме. У чистых металлов это изменение объема происходит очень быстро и при постоянной температуре – температуре плавления, как показано на рисунке 2. Это изменение представляет собой разрыв между наклонными линиями по обе стороны от точки плавления. Эти две наклонные линии характеризуют тепловое расширение металла, которое обычно различно в жидком и твердом состояниях.
Плавление алюминия
Влияние легирующих элементов и примесей
Добавление к алюминию других элементов, в том числе легирующих, понижает его температуру плавления, а точнее, начало плавления. Так, температура плавления некоторых литых алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния и магния снижается почти до 500°C. В целом, понятие "температура плавления" применимо только к чистым металлам и другим кристаллическим веществам. Сплавы не имеют определенной точки плавления: процесс плавления (и затвердевания) происходит в определенном диапазоне температур.
Рисунок 4 – Изменение объема на единицу массы (1/плотность) в зависимости от температуры
для гипотетического чистого металла, сплава и стекла;
все они имеют схожие характеристики теплового расширения и плавления [3].
Диапазоны температур плавления
В таблице ниже приведены температуры ликвидус и солидус некоторых промышленных деформируемых сплавов. Следует отметить, что температуры солидуса и ликвидуса определены для равновесного перехода из жидкого состояния в твердое и наоборот, т.е. при бесконечном времени процесса. На практике необходимо делать поправки для учета скорости нагрева или охлаждения.
Таблица 2 – Жидкие и твердые точки некоторых алюминиевых сплавов [1].
Плавление силумина
Не все сплавы имеют разрыв между температурами солидуса и ликвидуса. Такие сплавы называются эвтектическими. Например, алюминиевый сплав с содержанием кремния 12,5% имеет жидкую и твердую точки, сходящиеся в одну точку: этот сплав, как и чистые металлы, не имеет промежутка, но имеет точку плавления. Эта точка и температура называется эвтектикой. Этот сплав является одним из известных алюминиево-кремниевых литейных сплавов – силикумов с узким интервалом солидус-ликвидус, что придает им наилучшие литейные свойства.
Теплопроводность алюминия: твердого и жидкого
В твердом состоянии алюминий является очень хорошим проводником тепловой энергии. По этой причине печи с прямой загрузкой могут передавать тепло с очень высокой скоростью в начале цикла плавки.
В жидком состоянии теплопроводность алюминия снижается примерно до половины от его значения в твердом состоянии (рис. 2). Это свойство жидкого алюминия может значительно снизить эффективность плавильной печи при загрузке шихты непосредственно в расплав. Чтобы избежать этого, типичные отражательные печи имеют наклонный вход (см. рисунок 1). На этом наклонном входе шихта предварительно высушивается, а также может быть нагрета до температуры плавления.
Рисунок 2 – Коэффициент теплопроводности алюминия и сплава 6061
как функция температуры [2].
Тепло для расплавления шихты
На рисунке 3 показано количество тепла, необходимое для расплавления и доведения одного килограмма алюминия до температуры литья. Девяносто три процента этого тепла поглощается алюминием, пока он еще находится в твердом состоянии. Поэтому эффективность плавильной печи с прямой шихтой зависит от того, сколько тепла поглощается твердой шихтой до того, как ее нерасплавленная часть опустится ниже поверхности расплава [1].
Рисунок 3 – Удельная теплота для плавки алюминия и
нагрева до температуры литья [2].
Обработка поверхности алюминия
Естественная металлическая поверхность алюминия эстетически привлекательна для многих изделий и не требует дополнительной обработки. Это естественное защитное оксидное покрытие прозрачно и может быть усилено анодированием. Это обеспечивает дополнительную защиту поверхности, не влияя на внешний вид продукта.
Категории
Алюминий допускает множество типов обработки поверхности. Типы обработки поверхности делятся на четыре большие категории:
- механическая,
- химическая
- электролитические покрытия и
- неэлектролитические покрытия.
Некоторые из них изменяют внешний вид поверхности, а другие придают специфические свойства, например, коррозионную стойкость. Механическим и химическим способом можно создать широкий спектр текстур поверхности – от шероховатой до гладкой и зеркальной.
Анодирование
Анодирование алюминия позволяет получить естественную матовую или цветную поверхность. Анодирование алюминия требует использования различных электролитов и электрических параметров – напряжения и тока (рисунок 9).
Рисунок 9 – Принцип анодирования алюминия
Покраска
Для алюминия широко используются различные методы окраски, начиная от "мокрой" окраски и заканчивая порошковым покрытием (Рисунок 10) и электроокраской других металлов.
Рисунок 10 – Вертикальная порошковая окраска алюминиевых профилей
Области применения
Основные рынки для алюминиевых изделий
- Строительство зданий и сооружений
- Транспортная промышленность
- Промышленность бытовых и спортивных товаров
- Электротехническая промышленность
- Машиностроение
- Большое количество алюминия используется для упаковки различных жидких и сыпучих продуктов, включая фольгу, алюминиевые банки и бутылки.
- Производство велосипедных рам. Алюминиевые велосипедные рамы в основном изготавливаются из алюминиевых сплавов 6061 и 7005. Другие алюминиевые сплавы, такие как 7075 и 2014, которые прочнее 6061 и 7005, используются реже.
Морской алюминий
Следующие типы деформируемых алюминиевых сплавов используются в строительстве морских судов, а также морских и наземных сооружений:
Рисунок 10 – Алюминиевая яхта Стивена Джобса
В этих изделиях используются специальные сплавы, которые часто красиво называют морским алюминием. "Морские" алюминиевые листы и плиты производятся как методом холодной, так и горячей прокатки. Алюминиевые профили, прутки и трубы могут быть получены прессованием, прокаткой или волочением.
- Коррозия алюминия и алюминиевых сплавов – ASM Speciality Handbook /ed. J.R. Davis, 1999
- Справочник по алюминиевым электропроводникам – Алюминиевая ассоциация, 1989 г.
- Справочник по алюминию, том 1 – Физическая металлургия и процессы / ред. Джордж Э. Тоттен, Д. Скотт Маккензи, 2003.
- Труды Немецкой алюминиевой ассоциации
- ТАЛАТ 1101
- ← Экструзия алюминия: обучение сотрудников
- ALUMINIUM 2000 и Benchmark 2017 Следующая →