Алюминиевые листы.
Алюминиевый лист является изделием, имеющим плоскую форму и равномерную толщину, которое изготавливают из алюминия или алюминиевых сплав.
Особенности, преимущества и недостатки:
Введение:
Алюминий — один из наиболее распространённых элементов в земной коре, но в чистом виде в природе не встречается, поэтому основным сырьём для его промышленного получения служат подходящие бокситы.
Данный металл обычно используется для изготовления изделий, применяемых в отраслях, где критически важны такие характеристики, как небольшой удельный вес, коррозионная стойкость, легкость обработки и эстетичный внешний вид.
Польза:
Алюминиевый лист обладает малой плотностью, высокой теплопроводностью и электропроводностью, а также коррозионной стойкостью (при сохранении целостности оксидной плёнки), что позволяет использовать его в среде, где возможно воздействие влаги и некоторых химикатов.
Классификация и виды:
Сортамент алюминиевых листов включает различные изделия, которые могут различаться по следующим признакам:
- По толщине: тонкие, средние, толстые листы;
- По составу: из чистого алюминия, из сплавов;
- По обработке поверхности: гладкие, рифленые, перфорированные;
- По наличию дополнительной защиты: без защиты, анодированные;
- По назначению: технические, конструкционные, авиационные, облицовочные.
Производство и применение:
Производство:
В общем виде процесс производства может выглядеть следующим образом:
Из бокситов получают глинозём (оксид алюминия), который подвергают электролизу в расплавленном криолите, в результате чего образуется алюминий, который на данном этапе достаточно мягкий и пластичный.
Чтобы из данной массы сделать лист, металл сначала отливают в слябы, представляющие собой толстые прямоугольные заготовки, затем прокатывают горячим способом, после чего охлаждают и подвергают дальнейшей необходимой обработке.
Применение:
- Строительство и архитектура — фасады, кровля, потолочные панели, декоративные элементы;
- Машиностроение и транспорт — кузова, обшивка, топливные баки, прицепы;
- Судостроение — палубы, надстройки, лестницы, трапы;
- Электротехника — корпуса, радиаторы, экраны, распределительные щиты;
- Пищевая промышленность — ёмкости, формы, столы, оборудование;
- Декор и интерьер — перила, вывески, облицовка.
Алюминий обладает высокой теплопроводностью (около 60% от медной) и электропроводностью — примерно в 4 раза выше, чем у стали. Благодаря этому он может применяться в составе радиаторов охлаждения, теплообменников, систем кондиционирования и нагревательных элементов.
Перспективы:
Исследования показывают, что нанопокрытия на основе графена могут улучшать механические, коррозионные и барьерные свойства алюминиевых сплавов.
Эксплуатация:
Алюминиевый лист достаточно легко режется, сверлится, фрезеруется, но требует аккуратности при обработке, например, из-за высокой теплопроводности алюминий может быстро разогреваться, из-за чего его может повести при сварке.
В условиях сурового климата, например в Сибири, алюминий демонстрирует отличные эксплуатационные свойства. В отличие от многих сталей, он не становится хрупким даже при –60 °C, а наоборот, его прочность незначительно возрастает при сохранении пластичности. Это объясняется особенностями кристаллической решётки алюминия, которая не подвергается хрупкому разрушению при низких температурах.
При монтаже алюминиевых конструкций необходимо учитывать высокий коэффициент температурного расширения, т.к. при значительных перепадах температур изделия могут удлиняться или сжиматься на несколько миллиметров. Чтобы избежать деформации и повреждений креплений, между элементами оставляют компенсационные зазоры или применяют подвижные крепежные узлы.
Алюминий против чугуна и стали:
Алюминий лёгкий, не подвержен ржавлению и хорошо переносит воздействие влаги, солей и атмосферных осадков, однако он уступает чугуну и стали по твёрдости и сохранению прочности при высоких температурах.
По сравнению с обычной углеродистой сталью, алюминий имеет меньшую абсолютную прочность, но благодаря низкой плотности позволяет создавать конструкции, которые при сопоставимой несущей способности весят меньше.
В сравнении с нержавеющей сталью алюминий дешевле и проще в обработке, но менее устойчив к агрессивным химическим средам: в кислотах и щелочах его защитная оксидная плёнка разрушается, и коррозия развивается быстро.