Силумин: что это такое, состав, свойства, применение

Что такое силумин и где он применяется?

Силумин — это сплав, изготовленный на основе алюминия. В последние годы на полках магазинов попадается всё больше предметов из силумина — сковороды, кастрюли, кухонная утварь, сантехнические детали, строительные материалы. Перед тем как покупать изделия из этого сплава необходимо ознакомиться с его характеристиками и методами производства.

Замок из силумина

Общие сведения

Люди, не знающие о сплавах металлов, вряд ли понимают, что такое силумин. Силумин представляет собой смесь, в состав которой входит алюминий и кремний. Дополнительным компонентом, входящим в состав сплава, является кремний. Его может содержаться 4–22%. Остальную часть занимает алюминий. Материал силумин может дополняться различными вкраплениями других металлов.

Химические и физические свойства

Основные свойства силумина напрямую зависят от его состава. От посторонних вкраплений и процентного содержания кремния, меняются характеристики сплава. Химические и физические свойства:

Температура плавления силумина — 580 градусов.
Плотность — 3гр/см 3 .
Прочность силумина — это свойство определяет устойчивость сплава к активной эксплуатации и коррозийным процессам. На поверхности смеси образуется оксидная плёнка, которая защищает материал от воздействия факторов окружающей среды.
Пластичность сплава. Этот показатель отвечает за литейные свойства материала. У любого металла существует предел текучести.

Ключевые преимущества сплава, которые выделяют покупатели продукции силумина — это невысокая стоимость, износоустойчивость и малый относительный вес.

Маркировка

Силумин маркируется согласно международной системе ИСО, в которой устанавливаются определённые требования для сплавов:

АК 15 — буква «А» обозначает алюминий, а «К» — кремний. Цифра, указанная после аббревиатуры, обозначает процентное содержание дополнительного компонента.
АЛ 9 — буква «А» обозначает алюминий, а «Л» — литий. Как и в первом случае, цифра после аббревиатуры это процент дополнительного материала в составе сплава.

Дополнительно к обозначению основного и дополнительного компонента может добавляться ещё один материал с наивысшим процентным содержанием в составе сплава. Например существуют маркировки на которых написано «АК 15 Ц7». В составе смеси содержится алюминий, кремний и цинк. Два последних компонента занимают 15 и 7%, а алюминий занимает остальной объём.

Виды

Существует такие виды сплавов силумина:

К первому типу относятся смеси, в которых процентное содержание кремния не превышает 10%. Также в составе может присутствовать марганец, магний или медь.
Ко второму виду сплавов относятся износоустойчивые материалы. Кремния в них может содержаться до 20%.
Третий вид представляет смеси, в которых содержатся другие металлы. К ним могут относиться цинк, титан.

Добавление сторонних металлов в состав смесей зависит от дальнейшего использования отливки из силумина. Смеси алюминия и других материалов можно разделить на группы в зависимости от их использования в промышленности. Например, для оборудования, работающего с большим давлением, используется высоколегированный силумин. Такой материал устойчив к перепадам температур и повышенным нагрузкам. Силумин с процентным содержанием кремния около 10–12 используется для изготовления оборудования, которое работает без серьёзных нагрузок.

Производство

В процессе развития металлургии появляются новые способы производства сплавов. Также улучшаются старые технологии. Производить силумин можно двумя способами:

Первый заключается в добыче металла для шихты из руды. Однако такая смесь будет насыщена посторонними вкраплениями.
Во время работы теплоэлектроцентралей остаётся зола, из которой можно делать силумин. Она смешивается с криолитом и в процессе электронизации получается сплав.

Также можно найти смесь алюминия и кремния в природе. Эти два компонента содержаться в бокситовой руде. Однако получить сплав, который будет использоваться в промышленности, можно только искусственным путём.

Область применения

Главные отрасли применения силумина — самолётостроение и машиностроение. Связано это с тем, что сплав алюминия с кремнием лёгкий, прочный и износоустойчивый. Для техники изготавливаются поршни, детали корпуса, цилиндры и двигатели. Часто этот сплав используют для изготовления пневматического оружия. На полках магазинов можно увидеть различную кухонную утварь из этого материала.

Слабая сторона механизмов и деталей из силумина — низкий показатель прочности. При сильном ударе металл может треснуть.

Пневматический пистолет

Как произвести ремонт изделий из силумина

Низкий показатель прочности материла обуславливает частые поломки изделий, изготовленных из силумина. После ударов на них могут появляться трещины и сколы. Чтобы привести изделие в порядок, требуется знать, как правильно провести ремонтные работы в домашних условиях. Для этого нужно соблюдать определённую последовательность:

Место склейки необходимо очистить от грязи, обезжирить и просушить.
Клей для алюминия развезти до требуемой консистенции, покрыть место склейки равномерным слоем.
Совместить отдельные детали.

Желательно прижать место склейки грузом.

Можно провести ремонтные работы с помощью сварки. Однако в этом случае нельзя сильно перегревать материал. В противном случае образуется оксидная плёнка, которую придётся счищать. Лучшим вариантом для соединения деталей с помощью сварки будет использование аргона. Он защитит силумин от воздействия факторов окружающей среды во время сваривания.

Ценообразование

Хоть алюминий и входит в 5 самых распространённых металлов на планете, его запасы постепенно сокращаются. Поэтому производителям дешевле делать изделия из сплава, нежели использовать чистый материал. На стоимость силумина влияют некоторые факторы:

Чем больше процентов алюминия содержится в составе смеси, тем дороже материал будет. То же самое относится к содержанию титана.
При наличии визуальных дефектов и коррозийных процессов стоимость материала снижается.

Обычно цена сплава высчитывается в зависимости от стоимости компонентов, которые входят в его состав. Вещества и их количество указывается на изделии.

Смесь алюминия и кремния становится популярнее с каждым днём. Износоустойчивость, лёгкий удельный вес, устойчивость к воздействию коррозийных процессов — ключевые преимущества, привлекающие покупателей. Однако нельзя забывать про низкую прочность этого материала. При поломке изделия из силумина его можно починить с помощью эпоксидной смолы, клея для алюминия или аргоновой сварки.

Все что нужно знать про силумин о том что это такое и где его используют

Приобретая в магазине тот или иной товар (например, посуду (сковороду или кастрюлю), или водопроводный кран), многие даже не догадываются, что он сделан из силуминового сплава.

Чтобы было более понятно, сплав силумин состав — определенных металлов (в основе алюминий и кремний), плюс примеси (Fe, Mg, C, Cu).

Что такое силумин и что это за сплав?

В зависимости от процентов примесей металла конечный сплав силумина меняется по твердости и износостойкости.

АL ( алюминий) — мягкий металл, а для увеличения прочности как правило добавляют один элемент периодической таблицы Менделеева- Si («силициум» или «кремний»).

Добавление в алюминий Si придает универсальность сплаву, увеличивает прочность, уменьшает вес и улучшает литейные свойства благодаря чему, можно изготавливать миниатюрные изделия.

На нашем сайте mrmetall.ru найдете варианты изготовления изделий из металла , подробно можно ознакомиться с информацией и подборками тематических видео по сварочным работам.

Где применяется

Все вышеперечисленное привело к тому, что сплав силумин, стал востребованным сплавом в изготовлении изделий, в том числе автозапчастей.

Стоит ли покупать силуминовые товары- вывод сделаете посмотрев видео :

Кроме того, этот состав применяют в отливе статуэток, подставок, подсвечников. В советские времена часто делали подставки чайные, пепельницы, бюсты именно из такого состава.

Учитывая такие особенности свойств силумина как:

жидко текучесть
небольшой удельный вес

его используют на производствах массового характера, таких, например, как:

Самолетостроение.

Зачастую используют в работе силумин конкретных марок (АЛ2-для деталей, которые не подвергаются нагрузкам), АЛ34 и АЛ9 для узлов, которые наиболее подвержены силовому воздействию (насосные элементы, поршневые цилиндры охлаждения)

Именно потому, что этот сплав имеет небольшой вес, его часто применяют в авиастроении, так как это:

— снижает вес конструкции, не теряя «летательных» свойств

-снижает топливный расход;

-повышает грузоподъёмность воздушного судна.

Судостроение

Силумин получил свое применение в качестве материала для обшивки конструкций, непосредственно из-за антикоррозийных свойств.

В космическом кораблестроении так же применяют силуминовый сплав.

Оружейное производство

Основное и востребованное направление в применении силумина. Из-за легкости и надежности данный сплав применяют при производстве оружия.

Силуминовый макет мп 38

Силуминовый сплав применим в производстве:

кухонной утвари (сковородки, кастрюли);
при создании составляющих: теплообменников, арматуры и целых изделий (мясорубки);
сантехнических товаров (смесителей, переходников, фитингов, ниппелей, гаек)

Переходники и фитинги

Автомобилестроение

Силумин (в частности АЛ34) применяют в производстве корпусных деталей машин, при производстве картеров двигателя ВС (внутреннего сгорания)

Картер двигателя, левая половина

Важно помнить, что силумин хрупкий сплав. При падении, например, кастрюли на пол, она может сильно деформироваться, а смесители или другие части изделий именно силуминовые, при увеличении на них нагрузки как правило трескаются.

Общие сведения

Силумин имеет сероватый оттенок, а срез его-серебристый. Крайне сложно «на глаз» определить отличия.

Из-за легкого веса и низкой себестоимости его применяют в производстве не дорогой бытовой техники. Отличие силуминового сплава в том что он прочнее алюминия.

Механические свойства

Они как правило зависят от состава силумина.

Важный момент-химический состав, условия выплавки и как будет проходить процесс кристаллизации и термообработка.

Главные механические свойства:

Литейные свойства

Наших читателей интересует вопрос, а что за материал силумин.

Плюсы:

не дорогой литейный сплав,
легкий вес,
высокие антикоррозийные свойства,

Благодаря литейным свойствам сплав используют в автомобилестроении.

Минусы:

Высокая газовая пористость;
Крупнозернистость эвклектики
Большое содержание неметаллических компонентов
Готовые изделия не прочны

Минусы можно преобразовать в плюсы используя определенные методики (рафинирование или быстрое затвердение отливок).Силумин довольно пластичный и текучий сплав. Его можно применять в сложных формах.

Благодаря определенной температуре плавления силумина, которая довольно низка (до 730грЦ), процесс литья становится экономичным и комфортным (практически приравниваясь к пайке силумина)).

Литье алюминия. Часть 1. Силумин

Химические свойства и физические свойства

По химическим свойствам силумин и чистый алюминий почти аналогичны, отличаясь только по составу примесей.

Химические особенности силумина:

Силумин по физическим свойствам аналогичен нержавеющей стали. (Р) сплава меньше чем у нее, что придает легкость, не влияя на прочность.

Из-за хрупкости материала силумин не рекомендуется применять в производстве важных деталей.

Добавки влияют и на физ.свойства. Mg и Si улучшают состав, а Zn и Ca на производстве убирают.

Цинковые и алюминиевые сплавы Как отличить цинк силумин дюраль тематическое видео:

Маркировка и применение

Маркировка производится по системе международной независимой стандартизации (ISO):

Важно помнить, что маркировка может отличаться от общеизвестной, так как зависит от страны производства и производителей.

Виды силумина

Силуминовый сплав представлен тремя видами:

Добавка других примесей производится исходя из того, где именно будет применяться сплав.

Ремонт и сварка силумина

Из-за хрупкости материала, изделия при эксплуатации часто трескаются. Реставрация поломок подходит эпоксидным клеевым составом. Однако стоит понимать, что хоть и вернется прежний вид, применять дальше в том же объёме изделие не получится.

Сломанную силуминовую деталь легко опознать. На сколе будут четко видны крупицы. Восстановлением заниматься практически не берутся, однако если такая необходимость возникает, то как правило применимо три способа соединения частей: пайка, сварка и склеивание.

Этапы склеивания:

Обезжиривание места нанесения клея и сушка
подготовить клей по инструкции
аккуратно нанести
крепко состыковать поломанные составляющие
сутки дать «застыть и закрепиться».

Аргонодуговая сварка силумина

Если повреждение сильное или ремонт методом склеивания невозможен, применяется сварка. Как варить силумин? Если поломка не сложная, можно справиться своими силами, если более сложная, то потребуется помощь профессионала.

Сварка занятие непростое и ей поддается только цинковый состав литейного сплава силумина. Силуминовая сварка ресурсозатратна.

Подборка тематических видео:

Виды сварки: ручная электродуговая, сварка в среде защитного газа, аргонодуговая и контактная сварки

Как понять что у вас плохой газ АРГОН. Сварка TIG

После окончания процесса соединение сварных деталей(именно аргонодуговой сваркой) остается аккуратный шов и отсутствует шлак.

Необходимое в работе оборудование (чем можно варить силумин):

инвертор для сваривания
аргоновый баллон
осциллятор
присадка
горелка (для взаимодействия с защитным газом).

Конструкция данной горелки разработана так, что в зону сваривания одновременно подается и ток (разжигающий дугу) и защитный газ.

проводится механическая зачистка окислов с кромки
обязательное обезжиривание химическими средствами.

Процесс сварки силумина аргоном

Плюсы данной сварки силумина:

свариваемые элементы не деформируются под воздействием сварочной дуги
отличное качество сварки за счет того, что происходит вытеснение кислорода аргоном
процесс сварки идет с высокой скоростью
существует много вариантов сварки сплавов, отличающихся по составу

Минусы:

реализовать сварной процесс можно лишь в закрытом пространстве для сохранения аргона под горелкой
нужно обеспечивать тепло отведение в большем, чем обычно объеме, так как сварной процесс проводится высокими сварными токами
оборудование дорогостоящее
Выбор режимов занимает длительное время

Первая книга в СССР о свариваемых алюминиевых сплавах: «Сваривающиеся алюминиевые сплавы (свойства и применение)» Д.И. Байков, Ю.С. Золотаревский, В.Л Руссо, Т. К.Ряжская, Судпромгиз, 1959, 236.с.

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом

На нашем сайте mrmetall.ru вы найдете полноценную информацию по каждому виду сварки, в том числе о ручной дуговой:

Силумин можно сварить дома, чаще всего именно ручной сваркой.

Процесс можно реализовать при помощи электродов ОК 96 50 (силуминовый стержень, вокруг щелочная обмазка )

До начала работы необходимо произвести подготовку:

разделать кромки
удалить окислы
нагреть деталь за счет горелки (газовой)

И только после проведения этих работ можно приступить к сварке. Электроды обязательно нужно просушить согласно рекомендации завода-изготовителя. Печь должна быть минимум 150-200 градусов.

Не стоит забывать о правилах защиты при проведении сварных работ.

Обязательны: маска, рукавицы без повреждений, обувь для защиты стоп, защитный костюм.

Обратите внимание на то, чтобы рядом с местом проведения сварки располагался огнетушитель и все необходимые для тушения пожара средства. Недопустимо, чтобы поблизости были предметы, которые могут легко воспламениться! Обязательно иметь надежное заземление на сварочном месте.

Тематические видео:

Пайка силумина

Силумин что это за сплав мы уже подробно рассказали ранее и из этой статьи вы узнаете, что это «союз» кремния и алюминия. Первый из которых негативно влияет на литейную способность.

Формула хорошего качества сваривания — силумина-это добавление в сплав титана и Fe.

Если силуминовое изделие разрушилось (появились трещины, например), восстановить можно воспользовавшись способами, описанными в данной статье. Как сварить силумин мы более-менее разобрались, но есть еще другие варианты соединения.

Сразу возникает вопрос- чем паять силумин

Ответ: с помощью специализированных припоев Harris52, HTS2000, ЕR4043 для алюминия.

Если изделие тонкостенное, то применяется мощнейший электрический паяльник. Остальное (толстостенное) нагревается только при помощи газобаллонного оборудования.

Важно не допустить перегрева . Защищают от этого применяются стальные прокладки.

Производство силумина

Крупные предприятия и частные мелкие организации пользуясь растущим спросом на силуминовые товары, занялись массовым производством.

Заводы (в частности металлургические) постоянно совершенствуют применяемые технологии, благодаря чему появляются более усовершенствованные сплавы.

Силумин, чугун или сталь? Что выбрать для уличного освещения?

Замок из силумина

Общие сведения

Химические и физические свойства

Температура плавления силумина — 580 градусов.
Плотность — 3гр/см3.
Прочность силумина — это свойство определяет устойчивость сплава к активной эксплуатации и коррозийным процессам. На поверхности смеси образуется оксидная плёнка, которая защищает материал от воздействия факторов окружающей среды.
Пластичность сплава. Этот показатель отвечает за литейные свойства материала. У любого металла существует предел текучести.

Маркировка

АК 15 — буква «А» обозначает алюминий, а «К» — кремний. Цифра, указанная после аббревиатуры, обозначает процентное содержание дополнительного компонента.
АЛ 9 — буква «А» обозначает алюминий, а «Л» — литий. Как и в первом случае, цифра после аббревиатуры это процент дополнительного материала в составе сплава.

Дополнительно к обозначению основного и дополнительного компонента может добавляться ещё один материал с наивысшим процентным содержанием в составе сплава. Например существуют маркировки на которых написано «АК 15 Ц7». В составе смеси содержится алюминий, кремний и цинк. Два последних компонента занимают 15 и 7%, а алюминий занимает остальной объём.

Маркировка

Композитные материалы

Уличные светильники, изготовленные из материалов с разными физическими свойствами. Так как на предыдущих примерах мы ясно увидели, что ни один из существующих материалов не отвечает всем требования, которые мы предъявляем к уличному освещению, по этому, в композитных конструкциях используется, как правило, стальное основание и внешний слой из инертных полимерных материалов.

Преимущества композитного материала:

Не ржавеет.Основание из конструкционной стали дает необходимую прочность и жесткость конструкции. Качественное долговечное покрытие. Толстый слой внешнего покрытия из полимерных материалов обеспечивает 100% защиту от коррозии и окисления на десятки лет. Покрытие устойчиво к солнечным лучам и сохраняет цвет изделия на срок не менее 20 лет.

Декоративность. Полимерный материал при производстве светильников позволяет производить сложные высокохудожественные детали, имитируя чугунное литье. Высокая защита от пыли и влаги. Уличные и ландшафтные светильники из композитных материалов не проводит электричество.

Существует такие виды сплавов силумина:

К первому типу относятся смеси, в которых процентное содержание кремния не превышает 10%. Также в составе может присутствовать марганец, магний или медь.
Ко второму виду сплавов относятся износоустойчивые материалы. Кремния в них может содержаться до 20%.
Третий вид представляет смеси, в которых содержатся другие металлы. К ним могут относиться цинк, титан.

Отзывы

Ирина Петровна Усиковая, 49 лет, г. Тула

Месяц пользовалась набором кастрюль из нержавейки. Не понравилось. Пища постоянно пригорает, несмотря на двойное дно. Вода закипает долго. Вернулась к традиционному алюминию. О вреде стараюсь не думать. Еще не известно, из какой нержавейки китайские кастрюли сделаны.

Ольга Александровна Вишневская, 37 лет, г. Новосибирск

Алюминиевые сковороды всегда покупаю толстостенные. Есть простые и с антипригарным покрытием. Нержавейка как-то не пошла. Вреда от алюминия на своем здоровье не ощущаю. Бабушка всю жизнь пользовалась и ничего, все нормально.

Была ли Вам данная статья полезной?

Мясо фазана содержание полезных веществ, польза и вред, свойства
Слишком жирная кожа лица что делать
Что делать, если жена хочет уйти от вас

Производство

Первый заключается в добыче металла для шихты из руды. Однако такая смесь будет насыщена посторонними вкраплениями.
Во время работы теплоэлектроцентралей остаётся зола, из которой можно делать силумин. Она смешивается с криолитом и в процессе электронизации получается сплав.

Область применения

Пневматический пистолет

Группы сплавов

Существует несколько групп, на которые подразделяется силумин. Это разделение осуществляется по применению этого материала для различных целей.

Эвтектический силумин, который имеет маркировку АК12, то есть всего лишь 12% содержания кремния, а также не упрочняется термической обработкой и не образуется усадочной прочности, рекомендуется использовать для изготовления герметичных деталей приборов или агрегатов невысокой нагруженности.

В качестве примера доэвтектического силумина можно взять сплав АК9ч. Для его изготовления уже применяется закалка при температуре в 530 градусов со временем выдержки от 2 до 6 часов. После этого идет процесс охлаждения материала в горячей воде и активизируют процесс старения при температуре в 175 градусов, который длится в течение 15 часов. Применение силумина этой группы осуществляется для изготовления нагруженных и крупногабаритных деталей.

Третья группа сплавов – это высоколегированный заэвтектический силумин, маркировка которого АК21М2. Принадлежность этого материала – поршневая группа сплавов. Этот материал предназначается для работы в среде с повышенными температурами, так как выделяется повышенной жаропрочностью, высоким коэффициентом износоустойчивости.

Как произвести ремонт изделий из силумина

Место склейки необходимо очистить от грязи, обезжирить и просушить.
Клей для алюминия развезти до требуемой консистенции, покрыть место склейки равномерным слоем.
Совместить отдельные детали.

Желательно прижать место склейки грузом.

Руководство по чистке и использованию предметов из алюминия

Большинство домохозяек предпочитают именно алюминиевую посуду. Почему? Все предельно просто: алюминий – отличный проводник тепла, а значит, продукты в такой посуде разогреваются моментально и не пригорают. Сосуды из алюминия практически не изнашиваются, легко эксплуатируются.
Наверное, все не раз замечали, насколько ярко сияет еще не использованная алюминиевая посуда в магазине? Это преимущество часто привлекает хозяек, и они тут же стремятся приобрести эту красоту. Жаль, что спустя время сияние сходит на нет, образуется накипь. Этим не в положительном ключе славится посуда алюминиевая. Вред от нее может быть только при неправильном уходе. Для возвращения былого блеска любимой кастрюле кухарки прибегают к использованию бытовой химии, но увы, результаты не оправдывают надежд.

Однако есть масса вполне легких и доступных каждому способов, при помощи которых алюминиевая посуда будет очищена и приобретет былую новизну. Прежде чем начать чистку алюминиевых сосудов, следует прочитать некоторые рекомендации:

Ни в коем случае не приступать к мытью горячей посуды. Неостывшая алюминиевая кастрюля при контакте с водой потеряет свою форму.
В случае если ко дну посуды пристали частицы пищи, нужно просто налить в емкость воды средней температуры и капнуть моющего средства. Оставить на час, дав возможность подгоревшим продуктам отстать от днища.
Ручная мойка алюминия всегда в приоритете, так как температура воды в посудомоечной машине не всегда подходящая, что может привести к деформации.
Не следует увлекаться чисткой кухонных принадлежностей, используя средства с содержанием щёлочи и кислоты. Такой способ непременно проявит себя в виде темных пятен на стенках и ликвидирует блеск.
Стенки алюминиевой емкости часто становятся «разрисованными», так как при мытье используется металлическая щетка. Следует полностью исключить такой способ чистки, так как в результате посуда станет выглядеть хуже. Чтобы почистить, например, сковороду из алюминия, лучше всего приобрести предназначенные для этого средства бытовой химии или воспользоваться народными советами наших бабушек.

Ценообразование

Чем больше процентов алюминия содержится в составе смеси, тем дороже материал будет. То же самое относится к содержанию титана.
При наличии визуальных дефектов и коррозийных процессов стоимость материала снижается.

Силумин – состав сплава

Современная металлургия поставляет свыше 1000 наименований различных типов материалов. Но до сих пор сплав силумин занимает среди них видное место. Его применение продолжает охватывать все новые и новые отрасли производства вот уже в течение 15 лет. Обладание какими свойствами не позволяет терять ему своей актуальности по сей день что это такое?

Общие сведения

Сплавы на базе алюминия и кремния называются силуминами. Они относятся к категории литейных сплавов и занимают около 55% всей алюминиевой металлургической промышленности.

Существует 2 основные разновидности:

простые, по составу содержащие только 2 компонента: кремний (до 15%) и алюминий.
специальные, включающие дополнительные легирующие элементы.

Двухкомпонентный силумин является термически неупрочняемым и обладает низкими механическими характеристиками. Единственно возможным способом повысить прочность — уменьшить скорость затвердевания отливки в форме или добавить в расплав лигатур щелочных металлов, таких как стронций, литий или натрий.

Повышение скорости кристаллизации дает более предпочтительные результаты, но имеет один важный недостаток. В случае литья тонкостенных деталей повышается вероятность образования трещин на поверхности отливок. Единственный способ избежать этого — это применение технологии литья под давлением, что более затратно с экономической точки зрения.

Модификация щелочными металлами дает меньший прочностной эффект, но этот процесс более технологичен и универсален. По этой причине он чаще встречается в практике.

Улучшение механических свойств здесь происходит за счет изменения величины зерна. Внутренняя структура при этом остается неизменной.

Эффект от модифицирования тем сильнее, чем больше количество кремния в силумине. Именно зерна кремния подвергаются рекристаллизации в силуминовых сплавах, и именно благодаря этому происходит улучшение механических свойств. Поэтому при содержании кремния меньше 5% модификация становится бессмысленным.

Специальные силуминовые сплавы помимо кремния и алюминия имеют в своем составе такие компоненты как магний, медь и железо. Введение данных элементов делает материал термически упрочняемым. По этой причине специальные сплавы отличаются более высокими механическими свойствами по сравнению с простыми. Особенно это касается такого параметра как предел текучести.

Термическая обработка в большинстве случаев заключается в закалке и последующем искусственном старении. Так, закалка АЛ4 проходит при 550 ºС и выдерживается при данной температуре в течение 3-5 часов. После этого сплав резко охлаждают в воде и отправляют в печь. Там уже проводится искусственное старение (175 ºС), которое окончательно доводит материал по физической структуре и механическим характеристикам.

Также все силуминовые сплавы относят к первой группе свариваемости. Сварка не требует дополнительной подготовки в виде предварительного прогрева детали. Сварные швы получаются плотными и по прочности не уступают цельным сплавам.

Марки и их свойства

Силумины выделяются малым удельным весом на фоне остальных сплавов и металлов. Плотность простых силуминов не превышает 2660 кгм3.

Также они отличаются повышенными коррозионностойкими свойствами. Введение дополнительного процента магния и марганца только способствуют повышению этой характеристики.

Добавление меди в состав снижает его устойчивость к образованию коррозии. Так сплав АЛ5, содержащий 1,5% меди, является самой коррозионно-неустойчивой маркой по сравнению со всеми остальными силуминами.

Как уже было сказано выше, двухкомпонентные силумины значительно уступают по прочности легированным. Сплав АЛ2 после модификации имеет предел прочности на растяжение порядка 180 МПа. Предел текучести еще ниже и равен 80 МПа. Среди плюсов данной категории стоит отметить высокую пластичность. Относительное удельное растяжение его составляет 7%.

Также важным достоинством АЛ2 является низкий интервал кристаллизации. По этой причине отливки меньше подвержены к образованию усадочной пористости.

АЛ4 является более прочным силумином и относится к группе термически упрочняемых сплавов. Силумин отличается низким содержанием кремния (до 7%от состава) и повышенными литейными свойствами. Его склонность к усадочной раковине и пористости значительно ниже по сравнению с АЛ2, что позволяет его применять как материал для самых ответственных отливок. Предел прочности на разрыв силумина АЛ4 равен 260 МПа, а предел текучести 200 МПа.

Силумин АЛ9 не упрочняется ни модифицированием, ни искусственным старением. Его только закаливают. В производстве сплав получил широкое применение из-за оптимального соотношения пластичности, литейных характеристик и прочности. АЛ9 разрушаются при нагрузке свыше 200 МПа. Относительное удельное растяжение равно 6%.

АЛ5 не относится к группе жаропрочных сплавов, но превосходит все силумины устойчивостью к термической нагрузке. Предел прочности данной марки составляет 220 МПа. Пластичность его одна из наиболее низких. Относительное удельное растяжение равно 1%. Также, как уже было отмечено выше, наличие меди делает АЛ5 менее устойчивым к воздействию коррозии.

АЛ34 по сравнению со всеми вышеописанными марками имеет наилучшие механические характеристики. Предел прочности на растяжение составляет 330 МПа, что сравнимо со сталью Ст.3. Такая прочность обеспечивается содержанием дополнительного количества бериллия, магния и титана. Отливки из данных сплавов выделяются повышенной герметичностью.

Также стоит отметить, что на механические свойства отливок сильно влияет способ литья. Все вышеперечисленные значения прочности указаны для литья в песчаную форму. При литье в кокиль или под давлением предел прочности и текучести как правило выше на 20-30 единиц. Причина этому более повышенная скорость кристаллизации, которая приводит к размельчению внутренних структур.

Применение

Повышенный производственный интерес к силумину обусловлен главным образом обладанием такими свойствами как высокая жидкотекучесть, низкий удельный вес и низкой склонностью к образованию усадочных раковин.

По этим причинам силумин активно применяется в следующих сферах:

В самолетостроении силумин марок АЛ2 используется при изготовлении деталей, не подверженных механическим и термическим нагрузкам. Из АЛ9 и АЛ34 производят узлы более ответственного назначения. В частности, сюда относятся поршни галлейного охлаждения, насосы и прочее.
В судостроении силумин применяется в качестве обшивки стальных и чугунных конструкций. Возможно это благодаря устойчивости силумина к агрессивному воздействию морской воды.
В космической отрасли сплавы силумина используются в производстве приборов, детали которых требуют от материала наличие низкого коэффициента линейного расширения и низкого значения плотности.- В автомобилестроении активно применяется силумин АЛ34 для изготовления картеров двигателей внутреннего сгорания и других корпусных деталей, работающих при большом внутреннем давлении.
Силумин служит материалом для изготовления фитингов трубопровода. Смесители, переходники, ниппеля, накидные гайка — это неполный список деталей, где используются сплавы силумина.

Ценообразование

Алюминий входит в пятерку самых распространенных металлов на планете Земля. Несмотря на это добыча его постепенно сокращается. Происходит это из-за углубления залежей алюминиевых руд с одной стороны, с другой стороны развитому рынку вторичных металлов. По этой причине с экономической точки зрения выгоднее перерабатывать алюминиевый сплав.

Стоимость на силумин зависит от следующих факторов:

Химический состав. Чем больше алюминия, меди и титана, тем выше его цена на рынке металлолома.
Знание котировок на биржах цветных сплавов. По стоимости сплавы силумина коррелируются согласно ценам входящих в них металлов, стоимость которых определяется на мировых биржах.
Качество лома. Наличие следов коррозии на поверхности сильно снижает стоимость.
Объем партии. Пункты приема металлолома отдают предпочтение в работе с крупными поставками, т. к. это позволяет снизить время товарооборота. Поэтому в случае сдачи лома свыше одной тонны они делают на него наценку.

Оцените статью:

Что такое силумин и где он применяется?

Замок из силумина

Маркировка [ править | править код ]

А — алюминий,
К — кремний,
## — процентное содержание кремния в сплаве,
@@ — другие химические элементы, содержащиеся в сплаве (если имеются).

Встречается другая маркировка: АЛ##

АЛ — алюминий литейный,
## — номер сплава.

Наиболее распространённые марки:

АК12 — 12 % кремния, эвтектический сплав.
АК9 — 9 % кремния.
АК7Ц9 — 7 % кремния, 9 % цинка.

Как маркируется силумин

Маркирование сплавов выполняется исходя из требований международных стандартов системы ИСО:

«АЛ 9» означает: А- алюминий, Л- литейный, 9 — процентное содержание дополнительного составляющего вещества.
«АК 15» маркируется по тому же принципу, только буква «К» означает «Кремний».

В состав входят:

90% основного компонента (алюминия);
около 9% кремния;
марганца до 0,5%;
титана до 0,1%;
меди до 0,6%;
цинка до 0,3%.

Маркирование производится следующим образом: к примеру , силуминовый сплав это — АК5 Ц8. А — алюминий, К — кремний в количестве 5%, Ц — это цинк в количестве 8%.

Применение [ править | править код ]

Применяются для литья деталей в авто-, мото- и авиастроении (напр., картеров, блоков цилиндров, поршней), и для производства бытовой техники (теплообменников, санитарно-технических запорных арматур, мясорубок), в скульптурной технике, в дешёвых электропневматических репликах оружия, иногда изготовляют ключи.

Недостатком силумина является высокая пористость и грубая крупнозернистая эвтектика отливок, что сильно отражается на воспроизводимости (стабильности) прочностных свойств получаемых деталей. [1]

Немногие знают о существовании такого сплава как силумин, но большинство встречает его в виде различных изделий. Из него производят водопроводные краны, посуду и множество других металлических предметов. Так что же представляет собой этот сплав?

Силумин – сплав на основе алюминия и кремния. Большую часть, а именно около 90%, сплава составляет алюминий, остальную часть – кремний. Изготовление силумина очень похоже на производство дюралюминия, но в состав второго также входят медь, магний и марганец.

Главное отличие этого сплава от обычного алюминия заключается в том, что силумин обладает более высоким уровнем прочности.

Описание материала

Определение силумина несложно найти в википедии — это сплав на основе алюминия с добавлением кремния. При этом содержание дополнительного компонента колеблется в пределах от 4 до 22%, и основную часть составляет алюминий. Состав сплава силумин также содержит небольшое количество примесей иных металлов: меди, кальция, титана, железа, цинка, марганца и других.

Так как максимальное количество кремния до 22 %, то внешне его несложно отличить от настоящего металла. Он немного затемнен, поэтому напоминает чугун, но фактически распознать этот материал сумеет только человек с опытом.

Что такое силумин в реальной жизни, и где он встречается?

Химические свойства

Несмотря на то, что к этой группе относят сплавы алюминия и кремния, следует отметить, что силумин может содержать в малом количестве множество других элементов. Состав сплава напрямую влияет на характеристики готовых изделий. Главное условие для причисления сплава к силуминам заключается в процентном соотношении кремния. Он должен составлять от 10% до 15%.

Благодаря тому, что алюминий составляет около 90%, структура силумина очень похожа на структуру алюминия. Невооруженным глазом отличить их практически невозможно.

Свойства силумина отличаются в зависимости от типа алюминиевого сплава. Различают два типа металлов этой группы:

нормальные силумины;
износостойкие.

Нормальная группа отличается содержанием кремния в районе 12%. Прочность сплавов этой группы находится не на высоком уровне, но они имеют другие преимущества. В первую очередь – простота обработки и отличные литейные свойства. Отсутствие различных примесей делает этот тип силумина нейтральным к воздействию агрессивной среды и различных химических веществ.

Ценообразование

Стоимость на силумин зависит от следующих факторов:

Химический состав. Чем больше алюминия, меди и титана, тем выше его цена на рынке металлолома.
Знание котировок на биржах цветных сплавов. По стоимости сплавы силумина коррелируются согласно ценам входящих в них металлов, стоимость которых определяется на мировых биржах.
Качество лома. Наличие следов коррозии на поверхности сильно снижает стоимость.
Объем партии. Пункты приема металлолома отдают предпочтение в работе с крупными поставками, т. к. это позволяет снизить время товарооборота. Поэтому в случае сдачи лома свыше одной тонны они делают на него наценку.

Оцените статью:
Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Физические свойства

Такой сплав как силумин по физическим свойствам очень часто сравнивают с нержавеющей сталью. Но он значительно легче стали, что является главным его достоинством. Несмотря на низкий вес, прочность силумина не уступает стали и другим металлам-аналогам. Как и алюминий, этот сплав не поддается коррозии этому способствует защитная пленка, которая образуется из оксидных соединений. Такая пленка образуется на поверхности при малейших повреждения путем взаимодействия кислорода и молекул алюминия.

Цвет силумина серый, при разрезе серебристый, очень сильно напоминает цвет алюминия.

Декоративные элементы из силумина

Легкий вес сплава при высокой прочности возможен благодаря низкой плотности состава, которая значительно ниже чем у стали. Учитывая вышеизложенные преимущества, применение силумина на сегодняшний день предпочтительней применению стали. Учитывая относительно низкую стоимость сплава, силумин используется для производства дешевой бытовой техники, которая часто не уступает в надежности дорогим аналогам.

Его преимуществом также является пластичность. Благодаря этому он подходит для литься сложных форм, требующих равномерного распределения металла и прочной структуры. Литье в данном случае требует меньше усилий, что делает производство экономичнее.

Температура плавления силумина составляет около 670 градусов, что намного ниже температуры плавления стали. Такое физическое свойство также влияет на снижение себестоимости металлических изделий.

Следует отметить, что физические свойства напрямую зависят от количества примесей. К таким относятся магний и марганец, которые добавляют целенаправленно. Или же цинк, кальций и железо, от которых просто не избавляются на производстве. Поэтому качество силумина может отличатся даже при одинаковой маркировке — оно зависит от технологии производства и добросовестности производителя.

К физически свойствам также относиться повышенная износостойкость. Изделия из этого вещества отличаются устойчивостью к механическим нагрузкам и длительным сроком эксплуатации.

Ремонт и сварка силумина

Этапы склеивания:

Обезжиривание места нанесения клея и сушка
подготовить клей по инструкции
аккуратно нанести
крепко состыковать поломанные составляющие
сутки дать «застыть и закрепиться».

Аргонодуговая сварка силумина

Подборка тематических видео:

Виды сварки: ручная электродуговая, сварка в среде защитного газа, аргонодуговая и контактная сварки Как понять что у вас плохой газ АРГОН. Сварка TIG

Сварка силумина. Ремонт теплообменника.

Tig С Чего Начинать Обучение В Аргонодуговой Cварке?! Правила И Ошибки.

Необходимое в работе оборудование (чем можно варить силумин):

инвертор для сваривания
аргоновый баллон
осциллятор
присадка
горелка (для взаимодействия с защитным газом).

проводится механическая зачистка окислов с кромки
обязательное обезжиривание химическими средствами.

Процесс сварки силумина аргоном

Плюсы данной сварки силумина:

свариваемые элементы не деформируются под воздействием сварочной дуги
отличное качество сварки за счет того, что происходит вытеснение кислорода аргоном
процесс сварки идет с высокой скоростью
существует много вариантов сварки сплавов, отличающихся по составу

Минусы:

реализовать сварной процесс можно лишь в закрытом пространстве для сохранения аргона под горелкой
нужно обеспечивать тепло отведение в большем, чем обычно объеме, так как сварной процесс проводится высокими сварными токами
оборудование дорогостоящее
Выбор режимов занимает длительное время

Аргонодуговая сварка
Доп.видео:

Сварка алюминия и его сплавов Как варить аргонодуговой сваркой? Настройка и запуск аппарата.

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом

На нашем сайте mrmetall.ru вы найдете полноценную информацию по каждому виду сварки, в том числе о ручной дуговой:

Все о сварке tig: как настроить и научиться варить за 3 часа — в помощь начинающим

Силумин можно сварить дома, чаще всего именно ручной сваркой.

Процесс можно реализовать при помощи электродов ОК 96 50 (силуминовый стержень, вокруг щелочная обмазка )

До начала работы необходимо произвести подготовку:

разделать кромки
удалить окислы
нагреть деталь за счет горелки (газовой)

Не стоит забывать о правилах защиты при проведении сварных работ.

Обязательны: маска, рукавицы без повреждений, обувь для защиты стоп, защитный костюм.

Тематические видео:

Сварка силумина, сварка дюраль электродом TIG сварка силумина. ТИГ СВАРКА ДЛЯ НОВИЧКОВ Настройка TIG сварочного аппарата для сварки алюминия ТИГ сварка СИЛУМИН . AlSi9Cu3(fe) Ремонт корпуса КПП Porsche Panamera после ремонта. Топ ошибок новичков TIG сварки

Пайка силумина

Формула хорошего качества сваривания — силумина-это добавление в сплав титана и Fe.

Сразу возникает вопрос- чем паять силумин

Ответ: с помощью специализированных припоев Harris52, HTS2000, ЕR4043 для алюминия.

Важно не допустить перегрева . Защищают от этого применяются стальные прокладки.

Область применения силумина

На сегодняшний день сфера применения силумина разнообразна, но наиболее часто его используют на производстве автомобилей и самолетов. Основные сферы применения:

Высокую популярность в авиастроении он обрел благодаря сочетанию малого веса и высокой прочности, что очень важно для подъема летальных аппаратов в небо и экономии топлива.
Подобные свойства желательны и в производстве автомобилей. Так, вес автомобиля напрямую влияет на ходовые свойства авто, маневренность на дороге и расход топлива. В сфере машиностроения сплав применяется для производства деталей двигателя.
В последнее время особую популярность силумин получил в оружейной сфере, особенно для производств пневматических винтовок. Страйкболисты предпочитают оружие из этого материала из-за легкого веса, высокой прочности и надежности, что на фоне высокой стоимости таких винтовок является незаменимым качеством.
Также его применяют в производстве множества бытовых изделий, от кастрюлей и сковородок до водопроводных смесителей. Бытовые изделия из силумина популярны из-за низкой стоимости.

Группы сплавов

Сплавы из силумина подразделяются на несколько групп. Такое разграничение осуществляется по назначению материалов:

АК 12 — это эвтектический силумин, в его состав входит кремний в количестве 12%. При термообработке отливка не упрочняется и не становится твердой при усадке. Детали, выполненные из такого материала, конструктивно предназначены для герметичных приборов низкого уровня нагрузки.
Высоколегированный заэвтектический силумин маркируется, к примеру, АК4М5. Относится к поршневой группе, применяется при выполнении работ с высокотемпературными режимами. Обладает высокой устойчивостью к высоким температурам и износостойкостью. Применение этого сплава для особо важных изделий, работающих в условиях повышенных нагрузок. Это крупногабаритные и ответственные детали.

Особенности сплава силумина

Он прочнее дюраля, устойчив к коррозии, пластичен – легко штампуется, поддается литью и ковке.

Читать также: Что такое баббит б83

Его ценят за декоративность, износостойкость, легкость (у него низкий удельный вес). Силумин используют во многих отраслях, делают из него детали для машин и мотоциклов, накладные элементы для сантехники, оформления интерьеров.

Из-за окислительной активности сплав алюминия и кремния плохо поддается сварке. Вообще не варят сплавы с большим содержанием цинка, при нагревании он выгорает, металл становится хрупким. Литейный силумин с содержанием кремния от 5 до 22% горячим способом соединяют. При температурной обработке применяют инертные газы, преимущественно аргон, он тяжелее воздуха, оседает на заготовке, держится облаком.

Где применяют силумин

Популярность применения силумина на сегодняшний день наиболее высока в области машиностроения и авиастроения. И это не удивительно, так как материал легкий и прочный. Самолетам он облегчает подъем, а для машин это влияет на стоимость: чем больше вес, тем меньше цена.

Читать также: Сварка в аргоновой среде

Из него производятся такие запчасти, как поршни, двигатели, корпусные детали и цилиндры. Часто слав применяется в производстве орудия, к примеру, пневматических винтовок, в том числе коробок для стволов и практически всех узлов этого оружия. В современном исполнении оружие из силумина при обращении легкое и удобное. Основной недостаток конструктивных элементов – это хрупкость материала, то есть при любом незначительном ударе изделие может дать трещину или сломаться. Кастрюли из силумина легкие, но, опять же, хрупкие.

Силумин, применение
которого стало популярно для газотурбинных генераторов, состоящих из пластинчатых теплообменников — отличное решение для оснащения систем энергообеспечения. Температура плавления позволяет использовать материал для этих изделий.

Что такое силумин? Свойства, производство, применение и цена силумина

Не на слуху, но на виду. В быту появляется все больше предметов из силумина. Это и краны, и кастрюли со сковородками. Список не полный. Но, ему мы уделим внимание в отдельной главе. Пока же, разберемся, что такое силумин. Судя по предметам, из него изготавливаемым, это сплав . Узнаем, чего и с чем.

Что такое силумин?

Сплав силумин основан на алюминии . Его в составе материала около 90%. Остаток приходится на кремний . В более известном дюралюминии в лигатуру входят уже медь , марганец и магний .

Так что, у алюминия в металлургии несколько ипостасей. Сегодня внимание силумину. Наличие кремния в нем читается из названия. Взято «Си» от научного имени элемента . В таблице Менделеева он записан силициумом. К алюминию примешивается, главным образом, для упрочнения.

Максимальное содержание кремния в силумине равно 15%. Поэтому, внешне сплав сложно отличить от чистого металла. У кремния такой же белесый цвет . Есть незначительное затемнение, больше напоминающее чугун . Правда, внимание на этот нюанс обращают, как правило, лишь профессионалы, скупщики лома .

Плотность кремниевой составляющей силумина выше, чем у алюминия, равна 3,2 грамма на кубический сантиметр. Значит, и вес силициума больше. Однако, в масштабах 15-процентной лигатуры кремний влияет на вес алюминия незначительно. Сплав остается легким и светлым. Общая плотность материала не достигает 3-ех граммов на сантиметр в кубе.

Свойства силумина

Алюминий «Силумин» сравнивают по свойствам с нержавеющей сталью . Герой статьи легче нее. Это одно из немногих отличий и безусловный плюс. В остальном, материал силумин почти столь же прочен и устойчив к коррозии. От разрушения сплав защищает оксидная пленка, образующаяся на поверхности в окислительных средах, то есть, в присутствии кислорода.

Удельная прочность силумина – это отношение его твердости к плотности. У сплава алюминия с кремнием показатель близок к 15-ти. У сталей он, как правило, не превышает 17-ти.

Разница незначительна, при этом, масса материалов отличается. Учитывая, что удельная прочность показывает, насколько надежной будет конструкция при заданном весе, силумин выигрывает.

Выигрывает силумин и по пластичности. Сплав легко повторяет самые сложные формы, заполняя их равномерно. В итоге, литье силумина упрощается, а значит, и удешевляет процессы производства.

Именно поэтому на соединение алюминия и кремния сделали ставку китайцы . Из силумина они делают бюджетные версии многих бытовых товаров. Часть из них низкопробные, а часть уступает прототипам лишь в цене . Откуда такая разница?

Силумин свойства имеет, зависящие рот марки сплава и соблюдения технологии его производства. Основных маркировок у материала 5. Это: АЛ2, АЛ3, АЛ4, АЛ5 и АЛ9.

Однако, по цифровым обозначениям можно догадаться, что есть и другие. У каждой есть плюсы и минусы. Далеко не везде состав силумина ограничивается лишь алюминием и кремнием.

Порой, и марганец с магнием добавляют. Иногда, ничего не примешивают, а попросту, не избавляются от изначально присутствующих в шихте примесей. В этом случае, металл силумин получается загрязнен железом , кальцием , цинком .

Вот и возникают нарекания к качеству сплава и его подходящести для той, или иной сковороды. Однако, есть отрасли, где производители не ведут подобных игр с силумином. Риски слишком велики. Вместо гневных отзывов домохозяек можно нарваться на людские смерти и государственные выговоры.

Применение силумина

Применение силумин нашел еще и в областях машино — и авиастроения. Ставка на сплав алюминия с кремнием сделана благодаря его легкости. Для воздушных кораблей она является залогом подъема в небо, маневренности.

Для обычных авто вес становится одной из категорий ценообразования. За тяжесть приходится доплачивать. К тому же, массивные машины разбивают дорожное покрытие. Забота об его качестве заставляет промышленников и автомобилистов использовать силумин для производства деталей двигателей, поршней, цилиндров и корпусов.

Все чаще сплав используют оружейники. Так, сварка силумина стала основной фазой производства пневматических винтовок таких брендов , как Cuno Melcher, Umarex, Stalker, Crosman и Walther.

Из сплава алюминия с кремнием указанные бренды делают, как минимум, ствольные коробки, а порой, и все узлы винтовок. В новом исполнении они стали легче и проще в обращении.

Силумин – состав крепкий, но хрупкий, и это – главный минус материала. Изделия из него не желательно ронять. Винтовку приходится аккуратно класть на землю, прислонять к дереву.

Авто может отправиться на солидный ремонт после небольшого удара. Кастрюля, по неосторожности кинутая ребенком , трескается. Вероятность, конечно, не 100-процентная, но должна держаться в голове .

Несмотря на определенные риски, плавление силумина заказывают для генераторов газотурбинных установок. Они состоят из пластинчатых теплообменников.

Температура плавления силумина в 670 градусов позволяет такое применение материала. А вот в космос сплав алюминия с кремнием не пустишь. В ракетостроении нужны металлы, выдерживающие жар в тысячи градусов.

Производство силумина

Купить силумин предлагают не только крупные металлургические предприятия, но и небольшие лаборатории. Последние проводят эксперименты по усовершенствованию производства сплава.

Стандартный способ его получения – смешение алюминия с кремнием и их совместная переплавка. Металлы для шихты добывают из руды. Заглянем в «Банк Патентов» и узнаем, что получить силумин можно, так же, на основе золы, остающейся на ТЭЦ страны в качестве отхода производства.

Зола от бурого угля может быть восстановлена. Нужны лишь электролизер и криолит . В присутствии последнего осуществляется реакция. Не секрет, что кроме кремния с алюминием в золе масса иных компонентов.

Интересно, что они почти не влияют на качество сплава, не значительны. Многовато в золе лишь железа. Однако, его присутствие в силумине допускается в качестве лигатуры. Феррум по ГОСТам разрешен в количестве 0,8-1,5%. Примерно столько и есть в отходах ТЭЦ.

Если промышленники возьмут на вооружение новый метод производства силумина, будет искоренено давнишнее противоречие. Оно заключается в предписанном природой дуэте алюминия и кремния.

Элементы изначально находятся рядом, к примеру, в бокситовой руде. Однако промышленники сначала тратят деньги на выделение каждого металла в отдельности, чтобы потом вновь потратиться на их сплавление в силумин.

Работа с золой упростит и удешевит производство, а заодно, послужит на благо экологии. Мелкая взвесь в воздухе от работы ТЭЦ донимает жителей многих городов.

Цена силумина

Цена силумина в гранулах – около 80 рублей за кило. Если брать полуфабрикат, к примеру, чушку, отдашь 130-180 рублей. Для большинства марок сплава цена одинакова. Другой вопрос, готовая продукция.

Здесь стоимость может значительно отличаться от себестоимости. Так, силуминовый казан диаметром около 30-ти сантиметров стоит более 1 000 рублей. Однорычажный смеситель из сплава алюминия с кремнием оценивают примерно в 1 500.

За гидрораспределитель из силумина просят около 8 000 рублей. За счетчик газа дают в районе 2 000-3 500. За 4 000 получится купить вибрационный насос, а за 45 рублей – наконечник для него.

В общем, из силумина делают почти все, что можно изготовить из металла. Так что, не помешает и запомнить имя материала, и изучить его сильные, слабые стороны.

Дефекты в кристаллах

Дефектом кристалла называют любое нарушение идеальной периодичности структуры кристалла.

Содержание

1 Идеальный и реальный кристаллы
2 Типы дефектов
3 Преобразование и взаимодействие дефектов
4 Влияние дефектов
5 Избавление от дефектов
6 Добавление дефектов
7 Рекомендуемые материалы
8 Навигация

Идеальный и реальный кристаллы

Теоретическая модель структуры кристалла подразумевает идеальную периодичность во всем теле кристалла и присутствие частиц только его вещества.
Однако, в реальном кристалле это совершенно не так, всегда находятся различные нарушения периодичности и симметрии, появляются примесные частицы, осуществляется перенос частиц вещества в пространство между узлами решетки и многое другое.

Любые попытки создать идеальный кристалл обречены на провал, и не последнюю роль здесь играет второй закон термодинамики. Согласно ему, в замкнутой равновесной системе свободные хаотически движущиеся частицы кристаллическая структура, энтропия (мера беспорядка) не может понижаться, а так как образование структуры по определению является процессом уменьшения беспорядка системы, то структура может образоваться только с дефектами. Если же попробовать обойти этот закон, найдя способ вручную перемещать частицы на требуемые места, то из-за даже небольших различий в температуре различных его частей, частицы со временем начнут случайно менять свое положение в решетке, неизбежно приводя к образованию дефектов.

Именно поэтому такая математическая абстракция как идеальный кристалл не может существовать в реальности.

Типы дефектов

Ниже приведена классификация дефектов в зависимости от их размерности и типа.

(уровень отдельных частиц, влияние оказывается на отдельные ряды или плоскости)

(линейные дефекты, влияние оказывается на отдельные плоскости или границы объемов всего кристалла)

(плоскостные дефекты, границы объемов с разными свойствами)

(отдельные макроскопические дефекты объема)

Преобразование и взаимодействие дефектов

Так как узлы решетки никогда не находятся в статичном положении, а совершают постоянные тепловые колебания, то они часто перемещаются между узлами решетки. А это означает, что вслед за ними перемещаются и дефекты.
Благодаря этому, дефекты не только могут менять свое положение во всей структуре, но и сложным образом взаимодействовать.

Например, вакансии могут как переместиться ближе к поверхности кристалла, что приведет к их “испарению”, либо объединиться в нескольких соседних областях и создать перегиб решетки, либо осуществить оба варианта одновременно, образовав трещину.

Взаимодействие некоторых видов дефектов может приводить к их самоустранению, например, междоузловая частица и вакансия при слиянии вновь дадут идеальную решетку, как и слияние множества винтовых дислокаций и деформации кручения с обратным относительно них направлением вращения.

Влияние дефектов

Присутствие любых дефектов приводит к увеличению энергии решетки по сравнению с идеальной. На макроуровне такие изменения могут иметь совершенно необычные последствия.

Дисклокации и дисклинации увеличивают хрупкость материала при кратковременном сильном воздействии, но в то же время придают ему твердость и способность выдерживать длительные нагрузки. Присутствие макропримесей дает обратный эффект.
Примеси внедрения и вакансии сильно влияют на электрическую и магнитную проницаемости вещества, поляризационные свойства, вызывают появление окраски, явления сегнето-, пьезо- и пироэлектричества. Например, примеси некоторых веществ превращают кремний в полупроводник, а кристаллы прозрачного корунда – в рубины и сапфиры.

Избавление от дефектов

Для получения протяженных приближенных к идеальным кристаллических структур используют различные методы избавления от дефектов.

Большинство из них основаны на увеличении скорости передвижения дефектов при нагреве. Наиболее часто используемый метод – зонная плавка – образец кристалла с дефектами точечно нагревают до плавления, медленно перемещая центр нагрева во всему объему кристалла. Это позволяет избавится от множества дефектов различного типа, при этом дополнительно очистив материал.

Для металлических изделий используют отжиг – нагрев материала до точки близкой к его температуре плавления, с медленным остыванием (до градуса за несколько часов). Это позволяет практически избавить изделие от вакансий, междоузельных дефектов и дислокаций, увеличив его пластичность.

Добавление дефектов

Для многих отраслей наоборот требуется присутствие некоторых видов дефектов.

В металлургии проводят механическую обработку изделий ковкой или прокаткой, резко увеличивая количество дислокаций и дисклинаций. Это придает материалам прочность в требуемых направлениях, но одновременно снижает их пластичность.

Для добавления примесных атомов и ионов используют множество методов, такие как непосредственное введение примесей в расплав вещества, напыление, воздействие ионизирующего излучения.