Легирование алюминиевого профиля

07.10.2019

Легирование – это добавление в состав материала примесей для изменения (улучшения) физических свойств. Алюминиевый профиль легируется большинством металлических элементов. Отметим, что лишь  некоторые из них имеют достаточную растворимость в твердом состоянии, чтобы быть основными легирующими элементами.

Как все начиналось

Алюминий и сталь относятся к числу наиболее распространенных металлических соединений. Но, лишь в конце XIX века алюминий смог на равных конкурировать со сталью в различных сферах промышленности. Революционная технология электролитического восстановления оксида алюминия (Al₂O₃), растворенного в расплавленном криолите, была открыта в 1886 году американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру. Это событие совпало с тремя знаковыми инновациями в технике – появлением транспортных средств на двигателях внутреннего сгорания, массовой электрификацией и началом самолетостроения. Поэтому ценность легкого и обладающего уникальными технико-эксплуатационными качествами металла резко возросла. С другой стороны, чистый алюминий обладает невысокой прочностью, что ограничивает его применение в качестве конструкционного материала – для улучшения данной характеристики в алюминиевые профили добавляют другие химические элементы.

Наиболее важными легирующими элементами алюминия являются:

• медь;
• марганец;
• магний;
• кремний;
• цинк.

Вместе с тем, значительное число других элементов оказывают заметный эффект на улучшение свойств алюминиевых сплавов. Их добавляют в небольших количествах. Эти элементы включают хром, тот же марганец и цирконий, которые применяют в основном для контроля зернёной структуры.

Максимальная растворимость легирующих элементов в алюминии обычно, но не всегда,  достигается при эвтектической температуре.  Растворимость легирующих элементов в твердом алюминии снижается со снижением температуры. Это изменение растворимости в твердом алюминии является основой для упрочнения алюминиевых сплавов за счет механизма старения.

Из каких сплавов производится профиль?

Алюминиевые сплавы разделяют на две основные категории:

— литейные;

— деформируемые.

В каждой из этих категорий дальнейшее разделение основано на главном механизме, который отвечает за формирование их свойств – термически упрочняемые сплавы и термически неупрочняемые сплавы. Сплавы последней группы получают свои конечные свойства в результате деформационной обработки – нагартовки. Поэтому иногда их называют более позитивно — деформационно-упрочняемые или даже «нагартовываемые».