Презентация к уроку по материаловедению на тему: "Алюминий и его сплавы"

ГБОУ СПО ЛНР «Луганский колледж автосервиса имени А.А.Гизая»

Алюминий и его сплавы

Разработала преподаватель: Козакова Л.Г.

Цель урока: Обучающая - ознакомить обучающихся со свойствами алюминия и сплавами на его основе; объяснить промышленное значение алюминия и его сплавов; изучить свойства, маркировку, область применения; Развивающая – развивать способность анализировать, сравнивать, обобщать полученный материал; умение логически правильно и технически грамотно излагать свои мысли; устанавливать межпредметные связи; Воспитательная - воспитывать интерес к выбранной профессии и изучаемой дисциплине, бережное отношение к используемым металлам.

Из истории открытия

Английский химик и физик

Президент Лондонского Королевского общества(1820), почетный член Петербургской академии наук (1826)

Получил 6 металлов: калий, натрий, барий, кальций, магний, стронций

Доказал в 1808 г. существование алюминия и дал ему имя

Основоположник современной алюминиевой промышленности

Гемфри Дэви

(1778-1829 )

Датский физик, почетный член Петербургской академии наук(1830)

Основоположник электродинамики и электротехники

Установил связь между магнитными и электрическими явлениями

В 1825 г. впервые получил алюминий, загрязненный калием и ртутью - «комочки металла по цвету и блеску похожие на олово»

Ханс Кристиан Эрстед

(1777-1851)

Выдающийся Российский электрохимик и металлург

Основоположник электрометаллургических процессов в области производства алюминия

Создатель отечественной алюминиевой промышленности

27.03.1929 под его руководством на заводе «Красный выборжец» получено 8 кг первого отечественного алюминия

Павел Павлович Федотьев

(1864-1934)

В период открытия алюминия этот металл был дороже золота. Англичане хотели почтить богатым подарком великого русского химика Д.И Менделеева, подарили ему химические весы, в которых одна чашка была изготовлена из золота, другая - из алюминия. Чашка из алюминия стоила дороже золотой. Полученное «серебро из глины» заинтересовало не только учёных, но и промышленников и даже императора Франции.

Д.И.Менделеев

(1834 – 1907)

Информационная справка:

У русских химиков алюминий назывался

«алумием» (Ф.Гизе, 1813), затем «алюмминием» (1820), «глинием»(1834), с 1862 «алюминием».

Знак алюминия был неизменно AL.

С использованием алюминиевых сплавов:

• в 1896 году было построено здание (г. Монреаль);
• в 1900 году был построен первый дирижабль (Ф. Цеппелин, Германия);
• в 1913 году был построен первый автомобиль (Австрия);
• в 1916 году был построен первый самолет (Луи Шарль Бреге, Франция);
• 1956 год первая пивная банка, первая винтовая пробка;
• 1896 год первый зубной тюбик.

Распространение алюминия в природе (по массе)

Основные производители алюминия в мире

1 место

Китай

2 место

Россия

3 место

Канада

4 место

США

Основные стадии производства алюминия

• Добыча руды(бокситов)
• Переработка руды в глинозем
• Получение первичного алюминия электрохимическим методом

Физические свойства алюминия

Плотность — 2712 кг/м 3 .

Температура плавления — от 658°C до 660°C.

Удельная теплота плавления — 390 кДж/кг.

Температура кипения — 2500 °C.

Удельная теплота испарения  - 10,53 МДж/кг.

Удельная теплоемкость — 897 Дж/кг·K.

Электропроводность — 37·10 6 См/м.

Теплопроводность — 203,5 Вт/(м·К).

Химические свойства алюминия

Алюминий устойчив против коррозии на воздухе и в воде.

Механические свойства алюминия

Из-за низких механических свойств чистый алюминий в качестве конструкционного материала не применяется.

Для повышения физико-механических и технологических свойств алюминий легируют различными элементами (медь, магний, кремний, цинк).

Марки алюминия

Марки Al

Содержание алюминия(%)

Алюминий особой чистоты

Содержание примесей(%)

А999

Применение

99, 999

Алюминий высокой степени чистоты

001%

А995

Алюминий технической чистоты

Изготовление анодной и катодной фольги электролитических конденсаторов и для получения тонкой пленки, применяемых в микроэлектронике)

99,995

003%

А8 ;А7;А6

Химическая аппаратура

99,8; 99,7; 99,6

Фольга для обкладок конденсаторов

Не более 1%

экраны радиочастотных коаксиальных кабелей

Катанка для производства

   кабельно-проводниковой продукции

   Сырье для производства алюминиевых сплавов

Фольга

-Прокат (прутки, ленты, листы, проволока, трубы)

Классификация алюминиевых сплавов

1. В зависимости от технологических свойств

• Литейные алюминий заливают в литейную форму, которая соответствует конфигурации получаемого изделия. Эти сплавы часто содержат значительные примеси кремния для улучшения литейных свойств.
• Деформируемые Эти сплавы сначала разливают в слитки, а затем придают им нужную форму.

• Прокаткой, если необходимо получить листы и фольгу.
• Прессованием, если нужно получить профили, трубы и прутки.
• Формовкой, чтобы получить сложные формы полуфабрикатов.
• Ковкой, если требуется получить сложные формы с повышенными механическими свойствами.

• По химическому составу

• Силумин   - легкие литейные сплавы алюминия (основа) с кремнием (8-13%).

Применение

Изготовление деталей сложной конфигурации, главным образом в авто- и авиастроении.

• Дюралюминий - сплав алюминия с медью (до 5,2%), марганцем и магнием

Применение

Является конструкционным материалом для авиационного и транспортного машиностроения.

• Магналий   - сплавы алюминия (основа) с магнием (1-30%) .

Применение

Изготавливают фасонные отливки ,листы, проволоку, заклепки и т.д. Эти пластичные сплавы обладают хорошей свариваемостью, коррозийной стойкостью и высоким уровнем усталостной прочности.

В алюминиево-магниевых сплавах содержится до 6% магния.

Информационная справка:

• Термин «дюралюминий» (дюралюмин, дюраль) образован от названия немецкого города Дюрен, где впервые начали производить этот сплав, и названия металла «алюминий»

Маркировка алюминиевых сплавов - ГОСТ 4784-97

• А — технический алюминий;
• Д — дюралюминий;
• АК — алюминиевый сплав, ковкий;
• АВ — авиаль;
• В — высокопрочный алюминиевый сплав;
• АЛ — литейный алюминиевый сплав;
• АМг — алюминиево-магниевый сплав;
• АМц — алюминиево-марганцевый сплав;
• САП — спеченные алюминиевые порошки;
• САС — спеченные алюминиевые сплавы.

После первого набора символов указывается номер марки сплава, а следом за номером — буква, которая обозначает его состояние

Применение алюминия по отраслям

Область применения алюминия и его сплавов

В электротехнике и электронике

• Алюминий и его сплавы используют в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока.

В самолетостроении и судостроении

Применение алюминия и его сплавов во всех видах транспорта, а в особенности воздушного привело к уменьшению собственной массы транспортных средств и к резкому увеличению эффективности их использования .

В строительстве

Алюминий и его сплавы применяются в промышленном и гражданском строительстве при изготовления каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. конструкций. 

В машиностроении

Моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и многие другие детали также изготавливают из алюминия и его сплавов.

В пищевой промышленности, в быту

Алюминиевая фольга используется как упаковочный материал для пищевых продуктов, тара для консервирования и хранения продуктов сельского хозяйства.

Ювелирные изделия

В далеком прошлом из-за высокой стоимости алюминия его использовали для изготовления ювелирных изделий.

В наши дни его используют для изготовления бижутерии. В Японии, например, алюминием заменяют серебро при производстве национальных украшений .

Стекловарение

Высокий коэффициент отражения и низкая стоимость вакуумного напыления — основные причины использования алюминия при изготовления зеркал.

Закрепление материала

• Расскажите о свойствах алюминия и его марках.
• В чем различие между силумином и дюралюмином?
• Объясните значение букв и цифр в марках: АЛ4, Д16.
• Каково применение алюминиевых сплавов в автомобилестроении?

Использованные источники

• Материаловедение для автомехаников Ю.Т. Чумаченко, Г.В. Чумаченко, А.И. Герасименко

Издательство: Феникс: 2003

• https ://ru.wikipedia.org/wiki/% D0%90%D0%BB%D1%8E%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%B9

• видеоролик «Алюминий» https :// yandex . ua / video / preview /? filmId =6277333972166114861& text =% D 0% B 0% D 0% BB % D 1%8 E % D 0% BC % D 0% B 8% D 0% BD % D 0% B 8% D 0% B 9%20% D 0% B 3% D 0% B 0% D 0% BB % D 0% B 8% D 0% BB % D 0% B 5% D 0% BE %20% D 0% B 2% D 0% B 8% D 0% B 4% D 0% B 5% D 0% BE & path = wizard & parent - reqid =1586529182689164-1775539048714424919300320- production - app - host - vla - web - yp -130& redircnt =1586529193.2