Алюминий и его сплавы

Древним римлянам еще за две с половиной тысячи лет до нас было знакомо слово «алюмен» — так называли квасцы для протравы. В сочинениях греческого философа Платона, жившего в V веке до нашей эры, содержится рассказ о мифическом материке — Атлантиде. Платон уверяет, что древним атлантам, помимо серебра и золота, был известен еще один металл, «после золота имевший наибольшую ценность у людей того времени»,— орихалк. Трудно установить, какой металл имел в виду Платон, говоря об орихалке.

Некоторые исследователи считают, что орихалком был назван сплав меди и... алюминия. Другие полагают, что это была латунь, которую получали из аурихальцита — редкого минерала, содержащего медь и цинк. В одной из египетских гробниц того времени, когда в Египте еще не была известна бронза, то есть за 3—4 тысячи лет до н. э., найдены были изделия из латуни. Название «орихалк» происходит от греческого «орос» — «гора» и «халькос» — «медь, красный металл».

У древнеримского историка Плиния есть и другая любопытная история. К императору Тиберию, рассказывает Плиний, однажды явился никому не известный мастер и принес ему в дар чашу из чрезвычайно легкого и блестевшего, как серебро, металла. По словам мастера, металл этот получается из обыкновенной глины, и при желании его можно иметь в любых количествах. Император, испугавшись за свои золотые запасы, которые могли быть обесценены новым металлом, приказал разрушить мастерскую изобретателя, а самому мастеру отрубить голову. Так две тысячи лет назад был утерян секрет получения металла, напоминающего по описанию алюминий.

Как бы там ни было, впервые промышленное производство алюминия было начато лишь в конце XIX века и первоначально он поистине ценился на вес золота. Первый в мире завод алюминия добывал в сутки всего 2 кг этого металла; посудой из алюминия в то время могли пользоваться только короли и миллионеры. Постепенно способ производства алюминия упростился, а добыча его возросла до таких размеров, что алюминий стал считаться вполне обычным и доступным металлом. Кстати сказать, в земной коре алюминия содержится в два раза больше, чем железа.

Алюминий и его сплавы находят теперь широкое применение и в промышленности, и в любительской практике в силу того, что обладают достаточно хорошей прочностью, малым весом, обрабатываются легко, имея при этом высокую электропроводность и пластичность. Из всех марок алюминия шире всего известны четыре: А0, Al, А2 и A3.

Марку А0 используют на производство фольги и проводов, алюминий А1 также идет на провода и электропроводные шины. Марки А2 и A3 применяют для изготовления различных малонагруженных деталей. Ко всем маркам алюминия применены различные виды штамповки, вытяжки и высадки.

Гораздо больше, чем алюминий, распространены в технике его различные сплавы. Они делятся на две группы: литейных и деформируемых сплавов. Имеется большой ассортимент литейных сплавов алюминия с низкой температурой плавления и отличными литейными характеристиками. Маркировка этих сплавов начинается с букв «АЛ» (от АЛ1 до АЛ18). Часть сплавов, с высоким содержанием кремния, называют силуминами.

Среди деформируемых алюминиевых сплавов различают упрочняемые и неупрочняемые обработкой сплавы. Сплавы с марганцем (АМц, АМцС), а также с магнием (AMrl, АМг2, АМгЗ, АМг5, АМгб) обладают хорошей пластичностью, свариваются и неплохо противостоят коррозии. Эти сплавы — неупрочняемые.

Упрочняемые обработкой деформируемые сплавы обладают высокой прочностью и используются первым делом в самолетостроении. Среди этой группы наиболее известны сплавы, называемые дю-ралью иди дюралюминием (по-ла-тыни слово «дурус» означает «крепкий»). Марки дюраля начинаются с буквы «Д», а цифры при ней указывают условные номера сплавов (например, Д1, Д7, Д16). Дюралюминий имеет высокие механические характеристики. Он хорошо обрабатывается и противостоит коррозии. Но пластичность его невелика: гнуть листовой дюраль и трубки из него можно только в горячем состоянии.

Знание марок алюминия и его сплавов помогает ориентироваться в выборе нужного материала. Чаще всего нам приходится иметь дело с листовым алюминием. Обычно на листовом материале по всему его полю проставляют марку алюминия (или сплава) и некоторые другие данные. Листы перед отправкой с завода могут быть подвергнуты тому или иному виду обработки, например, нагартовке— упрочнению поверхности металла механическим путем (частыми ударами дробью и т. п.), или плакированию — покрытию сплавов алюминия тонким слоем чистого алюминия («гарт» по-немецки «твердый»).

Листы дюраля, прокатанные на заводе в горячем состоянии, обозначают прибавлением буквы «А» к его марке (например, Д1А). В маркировку отожженных после прокатки листов ставят букву «М» (Д1А-М). Полунагартованные листы имеют в марке букву «П» (Д1А-П), нагартованные — букву «Н» (Д1А-Н), а закаленные — букву «Т» или «ТВ» (Д1А-Т). Буква «Б» в марке обозначает, что листы неплакированные (Д1А-Б). На плакированных листах ставят надпись: «Плакированные» («пла-кэр»  по-французски  «покрытие»).

Следует помнить, что отожженные листы алюминиевых сплавов значительно мягче закаленных и нагартованных, а плакированный листовой материал лучше поддается декоративной обработке.

Ряд алюминиевых сплавов (АК4, АК6) предназначен для ковки и штамповки. Их применяют при изготовлении лопастей винтов самолетов, поршней авиационных моторов и пр.