В чем разница между алюминием и алюминиевым сплавом?

Многие думают, что алюминий - это всего лишь одна вещь. Но чистый алюминий и алюминиевый сплав сильно отличаются друг от друга. Выбор неправильного может привести к сбоям в конструкции, увеличению затрат или отзыву продукции.

Алюминий - это отдельный элемент, а алюминиевые сплавы - это смеси алюминия с другими металлами. Сплавы прочнее, долговечнее и универсальнее, чем чистый алюминий.

Если вы используете алюминий в строительстве, автомобилестроении или производстве, вам необходимо знать разницу. Это повлияет на производительность и стоимость вашего продукта.

В чем разница между чистым алюминием и алюминиевым сплавом?

Чистый алюминий мягкий и легко гнется. Он хорош для изготовления проводов или фольги, но не для строительства. В сплавы алюминия добавляют другие элементы, чтобы сделать его более твердым и прочным.

Чистый алюминий - это примерно 99% алюминия, в то время как алюминиевые сплавы сочетают алюминий с такими металлами, как медь, магний или кремний, чтобы повысить прочность, твердость и коррозионную стойкость.

Сравнение бок о бок

С чистым алюминием легче работать, но его низкая прочность ограничивает его применение в конструкциях и несущих конструкциях. Поэтому почти во всех коммерческих приложениях используются сплавы.

Использование в реальных условиях

Однажды у меня был клиент, который использовал чистый алюминий для изготовления станины станка. Он гнулся под нагрузкой. Мы перешли на алюминиевый сплав, и проблема была решена в одночасье.

Почему алюминиевые сплавы прочнее чистого алюминия?

Если алюминий мягкий, как сделать его прочнее? Ответ заключается в легировании - добавлении других металлов, которые меняют поведение алюминия.

Алюминиевые сплавы прочнее, потому что добавленные в них элементы, такие как медь, магний и кремний, изменяют структуру металла, повышая устойчивость к деформации и улучшая механическую прочность.

Как это работает?

Добавление других металлов нарушает мягкую кристаллическую структуру чистого алюминия. Это ограничивает легкость перемещения атомов, делая сплав более твердым и прочным.

Например:

• Магний Повышает прочность и коррозионную стойкость.
• Медь придает высокую прочность, но снижает коррозионную стойкость.
• Кремний повышает износостойкость и снижает температуру плавления.

Наука, лежащая в основе силы

Методы укрепления включают в себя:

• Укрепление твердых растворов: атомы добавленного элемента смешиваются с атомами алюминия.
• Закалка осадков: мелкие частицы блокируют движение дислокаций.
• Холодная обработкаДля повышения твердости металла ему придают форму при комнатной температуре.

Это позволяет инженерам выбирать сплав, подходящий для конкретной задачи. Будь то строительство высокоскоростного поезда или легкой велосипедной рамы, легирование делает алюминий более полезным.

Каковы распространенные типы алюминиевых сплавов?

Не все алюминиевые сплавы одинаковы. Некоторые из них мягкие и устойчивые к коррозии. Другие - прочные и поддаются термообработке. Выбор подходящего сплава зависит от области применения.

К распространенным алюминиевым сплавам относятся сплавы серий 1xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx и 7xxx. Каждая группа отличается прочностью, коррозионной стойкостью и областью применения в промышленности.

Обзор серий сплавов

Какой из них следует использовать?

Для большинства конструкционных и несущих работ хорошим выбором является серия 6xxx. Она обеспечивает баланс между прочностью, коррозионной стойкостью и стоимостью. Серия 7xxx предназначена для работ сверхвысокой прочности, например, для деталей аэрокосмической промышленности.

Мы часто рекомендуем 6061-T6 для клиентов, нуждающихся в обработке с ЧПУ. С ним легко работать, и он достаточно прочен для большинства промышленных нужд.

Что лучше для конструкционных применений - алюминий или сплав?

Когда речь идет о конструкциях, прочность имеет значение. Как и коррозионная стойкость. Материал должен выдерживать нагрузки и служить долгие годы.

Алюминиевый сплав лучше, чем чистый алюминий, подходит для конструкционных применений. Сплавы обеспечивают прочность и долговечность, необходимые для зданий, мостов и деталей машин.

Почему сплавы побеждают

Чистый алюминий слишком мягок для большинства несущих конструкций. Такие сплавы, как 6061 или 7075, рассчитаны на воздействие силы, погоды и времени. Они сохраняют форму, противостоят коррозии и хорошо поддаются сварке.

Приложения

• 6061: Широко используется в строительстве, рамах грузовиков и морских деталях.
• 7075: Используется в аэрокосмической и оборонной промышленности, а также в высокопроизводительных инструментах.
• 5083: Популярна в судостроении и морских сооружениях.

Несмотря на то, что чистый алюминий лучше противостоит коррозии, конструкционные решения требуют прочности. Именно в этом случае алюминиевые сплавы просто великолепны.

Один наш клиент использовал алюминиевый сплав 5083 для изготовления каркасов лодок. Он прекрасно справляется с соленой водой и структурными нагрузками.

Заключение

Чистый алюминий - мягкий, легкий и устойчивый к коррозии. Но алюминиевый сплав прочнее и универсальнее. Для конструкционных работ разумным выбором всегда является сплав. В нем сбалансированы прочность, стоимость и простота использования.