Барча метaллapни сaнoaт тaснифигa кўра икки гуруҳга: қopa вa paнгли метaллapгa бўлиш мумкин

3.1. Alyuminiy va uning qotishmalari.

Алюминийнинг олиниши. Саноат миқёсида алюминий олиш учун асосан боксит ва нефелин рудаларидан фойдаланилади. Бокситнинг химиявий таркиби Nа2 (К2) О·А12Оз-2SiO2 формула билан ифодаланади. Боксид таркибида 30—70% глинозем А1203, 2—20% кремнезем SiO2, 2—50% темир икки оксиди Fе2Oз ва 0,1 —10% титан оксиди TiO2 бўлади. Алюминий ишлаб чиқариш иккита асосий процессдан ташкил топади: бокситдан глинозем А1203 олинади ва суюлтирилган криолит (Nа3А1F6) да глинозем эритмасидан электролиз усули билан металл алюминий тикланади. 8-10% глинозем, шунингдек, А1F3 ва NaF қушилган криолит электролит хизматини утайди. Электролиз натижасида ҳосил буладиган суюқ алюминий ванна тубида электролит қатлами остида тупланади. У алюминий хом ашёси деб аталади. Алюминий хом ашёси таркибида металл (Fе, Si, Сu, Zn ва ҳоказо) ва нометалл (С, А12O3 ва ҳоказо) аралашмалар, шунингдек газлар-кислород, водород, карбо­нат ангидрид ва ис газлари бўлади. Бу аралаш­малар, ковшдаги суюқ алюминий хом ашёсини хлорлаб (хлор билан пуфлаб) кетказилади. Бунда ҳосил бўладиган бугсимон алюминий хлориди А1С13 суюлтирилган алюминий орқали утиб, аралашма зарраларининг пуфакчаларини илаштириб, алюминийда эриган газлар билан биргаликда уларни олиб чиқади. Хлор билан рафинирлангандан (тозалангандан) сунг алю­миний қуймалари ҳосил қилиниб, истеъмолчиларга жунатилади.
Бирламчи алюминий (ГОСТ 11060—74) учта группага бўлинади: алохида тоза (А999 маркаси), юқори даражада тоза (туртта маркаси бор) ва техник тоза алюминийлар бўлади. Юқоридаги ГОСТда 0,15—1% аралашмалар булишига рухсат этилган саккизта алюминий мар­каси курсатилган. Марканинг номи алюминий­нинг тозалигини билдиради. Масалан, А8 мар­каси металлда 99,8%, А99 маркаси эса 99,99% алюминий борлигини билдиради. Техник тоза алюминий электролиз ванналарида олинади. Алюминий хом ашёсини электролитик рафинирлаш йули билан кжори тозаликдаги алюминий маркаси олинади.
Алюминий — кумушсимон оқ рангдаги, электр ва иссиқлик утказувчанлиги катта бўлган енгил металлдир; унинг зичлиги 2700 кг/м3, тозалигига қараб суюқланиш температураси 660—667°С чегарада ўзгаради. Юмшатилган алюминийнинг мустаҳкамлиги кичик (σв = 80—100 МПа), қатиқлиги паст (НВ 20—40), лекин пластиклиги юқори (σ=35-40%). Алюминий босим остида яхши ишланади, пайвандланади, лекин кесиб ишланиши ёмон. Атмосфера ва чучук сувда коррозияга чидамлилиги юқори. Ҳавода алюминий тез оксидланиб, юпка пишиқ оксид пардаси билан қопланади. Бу парда эса металл қатламига кислород утказмайди ва уни коррозиялалишдан сақлайди.
Алюминийнинг бошқа металл ва нометаллар (мис, марганец, магний, кремний, темир, никель, титанбериллий ва бошқалар) билан қотишмалари конструкцион материаллар сифатида кенг қулланилади. Алюминий қотишмаларида тоза алюминийнинг яхши хоссалари билан бирга легирловчи қўшилмаларнинг юқори мустаҳкамлик хоссалари мужассамланган. Масалан, темир, ни­кель, титан алюминий қотишмаларининг оташга чидамлилигини оширади. Мис, марганец, маг­ний, алюминий қотишмаларига мустахкамловчи термик ишлов беришни таъминлайди. Легирлаш ва термик ишлов бериш натижасида алюминий­нинг мустаҳкамлиги σв 100 дан 500 МПа гача, қаттиқлиги НВ 20 дан 150 гача ошади. Барча алюминий қотишмалари деформацияланадиган ва қуймабоп хилларга бўлинади.
Деформацияланадиган алюминий қотишма­лари. Деформацияланадиган алюминий қотиш­малари штамплаш, пресслаш, болгалаш орқали листлар, тасмалар, шаклдор профиллар, симлар ва турли деталлар олишда ишлатилади. Деформацияланадиган алюминий қотишмалари химиявий таркибига кўра 7 та группага бўлинади; уларнинг таркибида 2—3 та ва ундан ҳам купроқ легирловчи элемент бўлиб, ҳар биридан 0,2—4% гача бўлади. Масалан, алюминийнинг, магний ва марганец билан қотишмаси ёки алю­минийнинг мис, магний, марганец билан қотишмаси шулар жумласидандир.
Деформацияланадиган қотишмалар термик ишлаш йули билан пухталанадиган ва пухталаб булмайдиган хилларга буушнади. Механик ва термик ишлов бериладиган деформациялана­диган қотишмалар ишлов бериш характерини курсатувчи ҳарфлар билан белгиланади (9-жадвалдаги эслатмага қаранг).
Термик ишлаш йули билан пухталаб булмайдиган қотишмаларга алю­минийнинг марганец билан (АМц) ҳамда магний ва марганец билан (АМг) қотишмалари киради. Уларнинг мустахжамлиги жуда паст, коррозияга чидамлилиги юқори, пайвандланувчанлиги, пластиклиги яхши (9-жадвал).
Термик ишлаш йули билан пухта­ланадиган қотишмалар (9-жадвалга қаранг) термик ишлов бериш натижасида юқори механик хоссаларга эришади, коррозияга даршилиги яхшиланади. Алюминийнинг мис, магний, марганец билан қотишмалари (дюралюминийлар) ва алюминийнинг мис, магний, мар­ганец ҳамда рух билан қотишмалари (юқори мустахкамликдаги қотишмалар) кенг тарқалган.
Дюралюминийлар Д ҳарфи билан маркаланади, ундан кейин турувчи рақам қотишманинг шартли номерини билдиради. Дюралюминийга термик ишлов бериш тоблашдан, табиий ёки сунъий эскиртиришдан иборат. Тоблаш учуй қотишмалар500°С гача қиздирилади ва сувда совитилади. Дюралюминий хона температурасида 5-7 сутка давомида табиий эскиртирилади. Дюралюминийни табиий эскиртиришда мустаҳкамлигининг ўзгариши 48-расмда курсатилган. Сунъий эскиртириш 150—180°С температ; 2—4 соат давомида бажарилади. Мустаҳкамлиги бир хил бўлгани ҳолда табиий эскиртилган дюралюминийларнинг пластиклиги ва коррозия-
Деформацияланадиган алюминий цотишмалари

Маркаси	Лист қа-линлиги, мм	Мустаҳкамлик чегараси МПа	Нисбий лик чега	Ишлатилиши
Термик ишланганда мустаҳкамланмайдиган
АМuМ АМг2М AМг2Н АМгЗМ	0,5—10 0,5—10 0,5—10 0,8—10	90 170 270 190—200	18—22 16—18 3—4 15	Кам нагрузка тушадиган деталлар, пайвандланган ва парчиyлаб тайёрланган конструкциялар, чўзиш йули билан олинадиган деталларда
АМг5М	0,8—10	280	15	Пайванд ва клапанбоп конструкцияларнинг уртача нагрузка тушадиган деталларида, коррозияга чидамлилиги жуда юқори булган конструкцияларда
Термик ишланганда мустаҳкамланадиган
Д1А	5 — 10,5	360	12	Мустаҳкамлиги урта­ча булган деталь ва контрукцияларда
Д16А Д16АТ	5-10,5 0,5—10	420 435	10 11	Ўзгарувчан нагрузкаларда ишлайдиган юқори мустаҳкамликдаги деталь ва конс­трукция
В95А	5—10,5	500	6	100°С гача булган температурада ишлай­диган нагрузка тушадиган деталларда

Эслатма. 1. Етказиб бериш холатига боғлиқ ҳолда алюминий маркасига қуйидаги вазифлар кўшилади: М—юмшатилган, Н—нагартовка қилинган, Т—тобланган ва табиий шароитда эскиртирилган. 2. Нормал плакировкаланган Д1, Д16, В95 қотишмалардан ясалган листлар қўшимча А ҳарфи билан маркаланади
48- расм. Табиий эскиртиришда дюралюминий мустаҳкамлигининг ўзгаришига чидамлилиги сунъий эскиртирилганларига қараганда юқори. Тоблашда алюминий қотишмаларини қиздиришнинг ўзига хос томони шундан иборатки, температура +5°С аниқликда сақланиши, ўта қизиб кетишига йул қуймаслик ва термик ишлов беришда юқори самарага эришишдан иборат.
Дюралюминийларнинг коррозиябардошлиги етарли эмас, шунинг учун улар плакирланади (50-§ га қаранг). Дюралюминийлар лист, пресслаб ва жувалаб тайёрланган профиллар, чивиқлар хамда трубалар кўринишида ишлаб чиқарилади. Дюралюминийлар самолётсозлик саноатида ва курилишда кўп ишлатилади.
Қўймабоп алюминий қотишмалари. Қуймабоп қотишмалар таркибида деформацияланади­ган қотишмалардагн кам легирловчи злементлар мавжуд, факат уларнннг миқдори купроқ (баъзи компонентларнннг миқдори 9—13% га­ча) булади. Куймабоп қотишмалар шаклдор қуймалар олиш учун ишлатилади. Куймабоп алюминий қотишмаларнингг 35 та маркаси (АЛ) ишлаб чиқарилади, уларни химиявий таркибига кўра 5 та группага бўлиш мумкин. Масалан, кремнийли алюмшишлар (АЛ2, АЛ4, АЛ9) ёки магнийли алюминийлар (АЛ8, АЛ 13, АЛ22 ва бошкалар)
Куймабоп алюминий қотишмалари АЛ ҳарфлари ва ракамлар билан маркаланади. Рақам қотишманинг шартли номерини курсатади. Алю­миний ва кремний асосдаги қотишмалар силуминлар деб аталадн. Силуминларнинг механик ва қуйилиш хоссалари юқори: суюқ ҳолатда оқувчанлиги юқори, киришувчанлиги
кичик, мустаҳкамлиги етарли даражада катта, пластиклиги кониқарли. Алюминий ва магний асосида тайёрланган қотишмаларнинг солиштирма мустахкамлиги хамда коррозияга чидам­лилиги юқори, кесиб яхши ишланади.
Куймабоп алюминий қотишмаларининг хоссалари қуйиш усули ишлов бериш усулига боглиқ: қотаётган қуймани совитиш тезлиги ёки уни тозлашдаги совитиш тезлиги катта ахамиятга эга. Умуман совитишни тезлатиш мустахкамлик хоссаларини оширади. Шунинг учун ҳам кокилга (металлдан ясалган колипга ган куймаларнинг механик хоссалари қум-лойли колипга қуйилган қуймаларникидан юқори булади (10-жадвал).
Куймабоп алюминий қотишмалари

Маркаси	Куйиш усули	Термик иш­лов бериш тури	Мустаҳ-камлик чегараси Оп МПа в'	Қаттиқлиги, НВ	Ишлатилиши
АЛ2	ЗМ, ВМ, КМ, К,Д ЗМ, ВМ, КМ,К,Д	Юмшатиш	150—160 140 — 150	50 50	Кам нагрузка тушадиган де­таллар (приборларнинг корпуси, кронштейнлар ва ҳоказолар) да
АЛ4	З, В, К, Д,К,Д ЗМ, ВМ К	Эскиртириш тоблаш ва тула эскиртириш	150 200 230	50 70 70	Нагрузка туша­диган йирик де­таллар (компресорлар, картерлар, блокларнинг корпуслари) да
АЛ9	З,В,К, Д,З,В, К.Д.З, В, Зм, Вм	Юмшатиш тоблаш тоблаш ва тула эскиртириш	170 140 160	50 45 50	Уртача нагрузка тушадиган мураккаб шаклдаги деталлар (цилиндрлар головкаси, пор-шенлар, илиш муфтаси картер-лари ва ҳоказолар) да
АЛ1 ОВ	К, З	Эскиртириш	150—170	80 — —90	Юқори температурада ишлай-диган деталларда
АЛ8	З, В, К	Тоблаш	290	60	Вибрацион нагрузка кабул килувчи катта нагрузка тушади­ган деталларда

Э с л а т м а. «Қуйиш усули» графасида қуйидаги белгилашлар киритилгач: 3—қумли-лойли қолипларга, В—суюлтириладиган моделларга, К—кокил, Д—босим остида; биринчи биринчи ҳарфдан кейин келадиган М ҳарфи қотишма қуйилаётганда модификациялангаганини билдиради.

Алюминийнинг қуймабоп қотишмалари де­формацияланадиган қотишмаларга нисбатан дағал ва йирик заррали структурага эга. Бу улар­ни термин ишлаш режиминн белгилайди. Тоблаш учун силумин 520—5400С температурагача қиздирилади ва қушилмалар тула эриши учун ўзоқ муддат (5—10 соат тутиб турилади. Сунъий эскиртириш 150—180°С да 10—20 соат давомида бажарилади.
Таркибида 5% дан купроқ кремний бўлган силуминларнинг механик хоссаларини яхшилаш учун натрий билан модификацияланади. Бунинг учун суюлтирилган қотишмага массасининг 1-3% миқдорида натрии тўзи солинади (2/3 NаF + 1/зNаС1). Бунда қотишманинг кристалланиш температураси камаялн ва структураси майдалашади.