Рефераты. Деформированные алюминивые сплавы
Алюминат натрия (Nа2О
• Аl2Оз)
переходит в водный раствор, а другие примеси, не растворимые в щелочах, выпадают
в осадок и отфильтровываются. Одна часть кремнезема также переходит в осадок, а
другая растворяется в щелочи и загрязняет водный раствор, В связи с этим для
очищения раствора требуется повышенный расход едкого натра.
Отфильтрованный
водный раствор алюмината натрия поступает в специальные аппараты—
самоиспарители, где происходит гидролиз алюмината натрия и выделение гидроокиси
алюминия: Nа2O=Аl2Oз+4Н2O=2NаОН+2Аl(ОН)з.
Полученная гидроокись
алюминия направляется на фильтрование, а затем промывается и поступает в печи,
где при температуре 1200° прокаливается.
В процессе
прокаливания получают чистый глинозем:
2А1(ОН)з 4 Аl2Oз+ЗН2О.
Выход глинозема из руды при этом способе
составляет около 87%. На производство 1 т глинозема расходуется 2,0—2,5 т
боксита. 70—90 кг NаОН, около 120 кг извести,
7—9 т пара; 160—180 кг мазута (в пересчете на условное топливо) и около 280 кВт•ч
электроэнергии.
Глинозем (А2О3)
представляет собой прочное химическое соединение, температура его плавления
2050, кипения — 2980°С. В этих условиях восстановление алюминия углеродом или его окисью весьма затруднительно, так как этот
процесс заканчивается образованием карбида алюминия (Al3С4).
Не представляется возможным
получить алюминий с помощью электролиза водного раствора солей, так как в этом случае
на катоде выделяется только водород. Поэтому алюминий
получают электролизом из глинозема, растворенного в расплавленном криолите. Процесс происходит в специальных электролизных ваннах. На
дне ванны (катоде) собирается жидкий алюминий,
который периодически откачивается с помощью
вакуумного ковша, соединенного с вакуумным насосом, gо
мере необходимости электрод обновляется. Суточная производительность
ванны составляет около 350 кг алюминия. Длительность непрерывной работы ванны—2—3 года. Для производства
одной тонны алюминия расходуется около - 2 т
глинозема, 0,7 т анодной массы, 0,1 т
криолита и других фторидов и 16—18 тыс. кВт•ч электроэнергии. В структуре
себестоимости 1 т алюминия затраты на электроэнергию составляют более 30%,
около 50% приходится на сырье и основные материалы.
В этих условиях
рациональное и экономное использование сырья и электроэнергии является одним
из путей снижения себестоимости
алюминия.
Блок-схема
изготовления деформируемых алюминиевых сплавов
Деформируемые алюминиевые сплавы
1 – сушка, дробление, размалывание в шаровых мельницах и обработка
концентрированной щелочью
2 – фильтровка
3 – гидролиз в специальных аппаратах – самоиспарителях
4 – фильтрование, промывка, прокаливание
5 – электролиз в специальных электролизных ваннах
6 – легирование медью, магнием, марганцем, цинком, кремнием, железом,
никелем и другими элементами.
6. ГОСТы на деформируемые
алюминиевые сплавы.
ГОСТ 21488-97 «Прутки прессованные из алюминия и
алюминиевых сплавов. Технические условия»
ГОСТ 9.510 «Полуфабрикаты из
алюминия и алюминиевых сплавов. Общие требования к временной противокоррозионной
защите, упаковке, транспортировке и хранению»
Использован ГОСТ 21488-97 «Прутки
прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия»
5 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
5.1
Характеристики базового исполнения
5.1.1 Прутки изготовляют нз алюминия
марок АД0, АД1, АД и алюминиевых сплавов марок АМц, АМцС, АМг2, АМг3, АМг5,
АМг6, АД31, АД33, АД35, АВ, Д1, Д16, АК4, АК4-1, АК6, АК8, В95, 1915, 1925 с
химическим составом по ГОСТ 4784, алюминиевых сплавов марок ВД1, В95-2, АКМ с
химическим составом по ГОСТ 1131.
По согласованию изготовителя с
потребителем допускается изготовлять прутки из алюминия других марок высокой и
технической чистоты по ГОСТ 11069.
5.1.2 Прутки изготовляют нормальной
точности.
Диаметры круглых, квадратных и
шестигранных прутков нормальной точности изготовления, предельные отклонения и
теоретическая масса 1 м прутка должны соответствовать значениям, приведенным в
таблицах I,2 и 4.
Радиусы округлений кромок квадратных и
шестигранных прутков должны соответствовать значениям, приведенным в таблицах 3
и 5.
5.1.3 Прутки изготовляют немерной длины:
от 1,0 до 6,0 м — для диаметров до 80
мм;
ст 1,0 до 5,0 м — для диаметров свыше 80
мм до 110 мм;
от 0,5 до 4,0 м — для диаметров свыше
110 мм.
В партии прутков немерной длины
допускаются укороченные прутки в количестве не более 10 % от массы партии,
длиной не менее 0,5 м — для прутков диаметром до 110 мм.
5.1.3.1 Прутки круглые диаметром до 15
мм включительно в состоянии без термической обработки или в мягком (отожженном)
изготовляют в бухтах немерной длины.
5.1.4 Прутки должны быть выправлены.
Кривизна прутков нормальной и повышенной
точности изготовления на 1 м длины во всех состояниях материала, за исключением
мягкого (отожженного), не должна превышать:
для прутков диаметром до 100 мм — 3 мм;
для прутков диаметром свыше 100 мм до
120 мм — 6 мм;
для прутков диаметром свыше 120 мм до
150 мм — 9 мм;
для прутков диаметром свыше 150 мм до
200 мм - 12 мм;
для прутков диаметром свыше 200 мм до
300 мм — 15 мм;
для прутков диаметром свыше 300 мм до
400 мм — 20 мм;
Примечания:
1 Для прутков с номинальным диаметром не
более 15 мм допускается кривизна, устраняемая до нормированной величины 3 мм,
путем приложения усилий не более 50 Н (5 кгс) на пруток, установленный на плоской
плите.
2 Кривизна мягких (отожженных) прутков и
прутков без термической обработки из алюминия всех марок, алюминиевых сплавов
марок АМц, АМцС и АД31, а также прутков в бухтах не нормируется.
3 Общая допустимая кривизна не должна
превышать произведения местной кривизны на 1 м на длину прутка в метрах.
5.1.5 Прутки изготовляют нормальной
прочности.
5.1.6 По состоянию материала прутки
изготовляют:
без термической обработки — на алюминия
марок АД0, АД1, АД и алюминиевых сплавов марок АМц, АМцС, АМг2, АМг3, АМг5,
АМг6, АД31, АД33, АД35, АВ, Д1, Д16, АК4, АК4-1, АК6, АК8, В95, 1915, 1925, ВД1,
В95-2, АКМ.
мягкие (отожженные) — из алюминиевых
сплавов марок АМг3, АМг5, АМг6, 1915, 1925, АКМ;
закаленные и естественно состаренные — из
алюминиевых сплавов марок АД31, АД33, АД35, АВ, Д1, Д16, 1915, 1925, ВД1, АКМ;
закаленные и искусственно состаренные —
из алюминиевых сплавов марок АД31, АД33, АД35, АВ, АК4, АК4-1, АК6, АК8, В95,
В95-2.
5.1.7 Механические свойства прутков
нормальной прочности при растяжении должны соответствовать значениям,
приведенным в таблице 7.
Таблица 7
Механические свойства прутков, прессованных
из алюминия и алюминиевых сплавов
Марка
сплава
Состояние
материала прутков при изготовлении
Состояние
материала образцов при испытании
Диметр
прутка, мм
Временное
сопроти вление ст„, МПа
Предел
текучести Со 2* МПа'
Относительное
удлинение б,%
не менее
1
2
3
4
5
6
7
АД0 АД1 АД
Без термической обработки
Без термической обработки
От 8 до 300 включ,
60 (6)
-
25
АМц АМцС
Без термической обработки
Без термической обработки
От 8 до 350 включ.
100 (10)
-
20
АМг2
Без термической обработки
Без термической обработки
От 8 до 300 включ.
175 (18)
-
13
АМг3
Без термической обработки
Без термической обработки
От 8 до 300 включ.
175 (18)
80 (8)
13
Отожженное
Отожженные
От 8 до 300 включ.
175 (18)
80 (8)
13
АМг5
Без термической обработки
Вез термической обработки
От 8 до 300 включ.
265 ( 27)
120 (12)
15
Св. 300 до 400 включ.
245 (25)
110 (11)
10
Отожженное
Отожженные
От 8 до 300 включ.
266 (27)
120 (12)
15
АМг6
Без термической обработки
Без термической обработки
От 8 до 300 включ.
315 (32)
166 (17)
16
Св. 300 до 400 включ,
285 (29)
120 (12)
15
Отожженное
Отожженные
От 8 до 300 включ.
315 (32)
155 (16)
15
АД31
Без термической обработки
Закаленные и естественно состаренные
От 8 до 300 включи
135 (14)
70 (7)
13
Закаленные н искус- ственно
состаренные
От 8 до 300 включ.
90 (9)
60 (6)
15
Закаленное и естест- венно
состаренное
Закаленные и есте- ственно
состаренные
От 8 до 100 включ.
135 (14)
70 (7)
13
Закаленное и искус- ственно
состаренное
Закаленные и искус- ственно
состаренные
От 8 до 100 включ.
195 (20)
145 (15)
8
АД33
Без термической обработки
Закаленные и естественно состаренные
От 8 до 300 включ.
175 (18)
110 (11)
15
Закаленное и естественно
состаренное
Закаленные и естественно состаренные
От 8 до 100 включ.
175 (18)
110 (11)
15
Закаленное и искусственно
состаренное
Закаленные и искусственно
состаренные
От 8 до 100 включ.
265 (27)
225 (23)
10
АД35
Без термической обработки
Закаленные и естественно состаренные
От 8 до 300 включ.
195 (20)
110 (11)
12
Закаленное и естественно
состаренное
Закаленные и естественно состаренные
От 8 до 100 включ.
195 (20)
110 (11)
12
Закаленное и искусственно
состаренное
Закаленные и искусственно
состаренные
От 8 до 100 включ.
315 (32)
245 (25)
8
АВ
Без термической обработки
Закаленные и естественно состаренные
От 8 до 300 включ.
175 (18)
100 (10)
14
Закаленные и естественно
состаренные
Закаленные и искусственно
состаренные
От 8 до 100 включ.
295 (30)
225 (23)
12
Закаленное и естественно
состаренное
Закаленные и естественно состаренные
От 8 до 100 включ.
175 (18)
100 (10)
14