Алюмінієві сплави є одними з найбільш універсальних матеріалів, використовується в усьому, від аерокосмічної техніки до кухонної техніки. Їх популярність не безпідставна; ці сплави пропонують дивовижний баланс міцності, вага, та стійкість до корозії, з якою можуть зрівнятися небагато матеріалів. Проте, один цікавий аспект часто бентежить новачків: існують незначні відмінності в щільності між різними марками алюмінієвих сплавів(Таблиця щільності алюмінієвих сплавів), і цей блог досліджує фактори, які сприяють цій різниці щільності.

Серії алюмінієвих сплавів і їх типові марки

Алюмінієві сплави - це матеріали, що складаються з алюмінію (Ал) і різні легуючі елементи (наприклад мідь, магній, кремній, цинк, тощо) що покращує їх механічні властивості та зручність використання для різних застосувань. За основними елементами сплаву, її можна розділити на 8 серії , кожна серія містить кілька марок сплавів.

Нижче наведено таблицю, яка коротко представляє основні серії алюмінієвих сплавів і деякі репрезентативні марки в кожній серії, висвітлення їх основних характеристик і типових застосувань.

Вплив легуючих елементів на щільність алюмінієвих сплавів

Щільність алюмінієвих сплавів в основному визначається його складом. Щільність чистого алюмінію становить приблизно 2.7 г/см3 або 0.098 фунт/дюйм3 , але додавання легуючих елементів може змінити це значення. Наприклад, додавання міді (який щільніший за алюміній) для створення сплавів типу 2024 або 7075 можна збільшити щільність одержуваного матеріалу. І навпаки, кремній менш щільний і при використанні в сплавах, таких як 4043 або 4032, знижує загальну щільність.

Таблиця легуючих елементів та їх вплив на густину

Типова діаграма щільності алюмінієвого сплаву

Нижче наведено типову діаграму густини для деяких поширених алюмінієвих сплавів, Щоб дізнатися більше про питому густину алюмінієвих сплавів, будь ласка, відвідайте Щільність 1000-8000 Серія Алюмінієвий сплав Ці значення є приблизними і можуть змінюватися залежно від конкретного складу та обробки сплаву.

З наведеної вище таблиці, ми можемо це легко побачити:

• 2000 сплави серії містять значну кількість міді та, як правило, мають вищу щільність через відносно високу щільність міді.
• У контрасті, 6000 сплави серії, що містять кремній і магній, як правило, демонструють меншу густину.
• Відомий своєю високою міцністю, 7075 сплав містить значну кількість цинку, магній і мідь. Більш висока щільність 7075 порівняно зі сплавами 1050 і 6061 можна пояснити наявністю цих більш важких елементів.
• 5083 сплав is commonly used in marine applications and has a lower density than other alloys due to its higher magnesium content and lower content of heavier alloying elements.

Вплив інших факторів

Крім легуючих елементів, на щільність алюмінієвих сплавів впливають і інші фактори:

• температура: Алюміній, як і будь-який інший метал, розширюється при нагріванні і стискається при охолодженні. Це теплове розширення та звуження впливає на об’єм сплаву, тим самим змінюючи його щільність.
• Технологія обробки: Спосіб обробки алюмінію також впливає на його щільність. Наприклад, швидкість охолодження після лиття може призвести до різних мікроструктур, що в свою чергу впливає на щільність.
• Домішки: Наявність домішок, навіть у невеликих кількостях, може змінювати щільність сплаву. Високоякісний сплав з низьким вмістом домішок матиме більш стабільну щільність.

Щільність алюмінієвих сплавів не є фіксованою властивістю, а змінюється залежно від легуючих елементів, виробничий процес і вміст домішок. У дизайні та інженерних додатках, де вага відіграє вирішальну роль, ці зміни необхідно враховувати. Розуміючи фактори, що впливають на щільність, Інженери можуть підібрати відповідний алюмінієвий сплав відповідно до структурних і масових вимог.