"Kasb ta'limi" bakalavriat ta'lim yo'nalishi talabalari uchun (46-13 guruhi) Materialshunoslik fanidan ma'ruzalar (1-8) Tuzuvchi: dots. Xabibullayev R. A. Mundaruja

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 (σ_в = 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 σ_в 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-