Алюминий первичный

    Введение

    Впервые предположение о существовании  алюминия было высказано в 1808 г. английским ученым Дэви. Именно он дал это название новому металлу. Однако лишь в 1825 г. датскому ученому Эрстеду и в 1827 г. немецкому  химику Вёлеру удалось выделить первые крупицы алюминия в чистом виде.

    Авторы  современного способа получения  чистого алюминия — американец Чарльз Холл и француз Поль Эру. Родились оба в 1863 г. Разработав независимо один от другого способ получения алюминия электролизом расплавленных солей (расплав криолита Ка3А1Р6 с растворенным в нем оксидом алюминия А12О3), они независимо друг от друга взяли патент в одном и том же 1886 г.

    До  конца XIX столетия алюминий был дорогим  металлом, лишь немного дешевле золота. Датой начала промышленного выпуска  следует считать 1890 г. С 1854 по 1890 гг. произведено всего 200 т, с 1890 по 1899 гг. 28000 т, за один 1930 г. 270000 т, за 1968 г. 8386200 т. В 60-е годы XX столетия годовой прирост мирового производства алюминия составлял около 15%, а в последние годы он не превышает 5%.

    В начале XX века алюминий применяли только в чистом виде. В машиностроении его не употребляли, так как он был дорог и малопрочен. История  алюминиевых сплавов начинается с открытия в 1906 г. немецким ученым Альфредом  Вильмом первого термически упрочняемого сплава. Предложенный им сплав дуралюмин содержал 4% Си; 0,5% М§ и 0,5% Мп. Сплавы типа дуралюмин, такие как Д1 и Д16, широко распространены в современной промышленности. Эти сплавы наряду с высокой прочностью 400...500 МПа имеют небольшую плотность. Хотя по прочности алюминиевые сплавы и уступают сталям, но по удельной прочности (отношению временного сопротивления к плотности) значительно превосходят их. Это обеспечило широкое применение алюминиевых сплавов в авиации и ракетной технике.

     Алюминий – металл, сферы потребления которого постоянно расширяются. В ряде областей промышленности он успешно вытесняет традиционно применяемые металлы и сплавы. Бурное развитие потребления алюминия обусловлено замечательными его свойствами, среди которых в первую очередь следует назвать высокую прочность в сочетании с малой плотностью, удовлетворительную коррозионную стойкость, хорошую способность к формоизменению путем литья, давления и резания; возможность соединения алюминиевых деталей в различных конструкциях с помощью сварки, пайки, склеивания и других способов; способность к нанесению защитных и декоративных покрытий.

    Алюминий  и его сплавы отличаются высокой  технологичностью, хорошо деформируются, из них сравнительно легко можно  получить изделия сложной формы, и ряд его сплавов обладают достаточно высокой коррозионной стойкостью. По электропроводности он уступает лишь серебру, меди и золоту. Неудивительно поэтому, что относительный объем производства и потребления алюминия среди других конструкционных металлов непрерывно возрастает. По распространенности в земной коре алюминий занимает первое место среди конструкционных металлов. В земной коре содержится 8,8% алюминия, в то время как железа всего 5,1%. Алюминий входит в состав всех глин, полевого шпата, боксита и ряда других горных пород. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Применение  алюминия и его  сплавов

    Применение  алюминия обусловлено особенностью его свойств. Сочетание легкости с достаточно высокой электропроводностью  позволяет применять алюминий как  проводник электрического тока, заменяя им более дорогую медь. Разницу в электропроводности меди и алюминия компенсируют  увеличением сечения алюминиевого провода. Малая масса алюминиевых проводов делает возможным осуществлять их подвеску при значительно большем, чем в случае медных проводов, расстоянии между опорами, не опасаясь обрыва проводов под влиянием собственного веса.

    В настоящее время алюминий и его  сплавы используют практически во всех областях современной техники. Важнейшие  потребители алюминия и его сплавов - авиационная и автомобильная отрасли промышленности, железнодорожный и водный транспорт, машиностроение, электротехническая промышленность и приборостроение, промышленное и гражданское строительство, химическая промышленность, производство предметов народного потребления. Использование алюминия и его сплавов во всех видах транспорта и в первую очередь - воздушного позволило решить задачу уменьшения собственной ("мертвой") массы транспортных средств и резко увеличить эффективность их применения. Из алюминия и его сплавов изготовляют авиаконструкции, моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и другие детали. 
Алюминием и его сплавами отделывают железнодорожные вагоны, изготовляют корпуса и дымовые трубы судов, спасательные лодки, радарные мачты, трапы. Широко применяют алюминий и его сплавы в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока. В приборостроении алюминий и его сплавы используют в производстве кино- и фотоаппаратуры, радиотелефонной аппаратуры, различных контрольно-измерительных приборов. Благодаря высокой коррозионной стойкости и нетоксичности алюминий широко применяют при изготовлении аппаратуры для производства и хранения крепкой азотной кислоты, пероксида водорода, органических веществ и пищевых продуктов.

    Высокая пластичность позволяет раскатывать  алюминий в фольгу, которая в настоящее  время полностью заменила применявшуюся  ранее более дорогую оловянную  фольгу. Фольга служит упаковкой для  самых разнообразных пищевых продуктов: чая, шоколада, табака, сыра и др.

      Все более широко используется  алюминий при изготовлении тары  для консервирования и хранения  продуктов сельского хозяйства. В пищевой промышленности из него изготовляют разнообразную посуду для приготовления пищи. При этом используют не только его стойкость к действию органических кислот, но также и высокую теплопроводность.

    Алюминий  используется для строительства  зернохранилищ и других быстровозводимых сооружений. Являясь одним из важнейших  стратегических металлов, алюминий, как и его сплавы, широко используется в строительстве самолетов, танков, артиллерийских установок, ракет, зажигательных веществ, а также для других целей в военной технике. 
Алюминий высокой чистоты находит широкое применение в новых областях техники - ядерной энергетике, полупроводниковой электронике, радиолокации, а также для защиты металлических поверхностей от действия различных химических веществ и атмосферной коррозии. Химическую активность алюминия по отношению к кислороду используют для раскисления при производстве полуспокойной и спокойной стали и для получения трудновосстановимых металлов путем вытеснения алюминием из их кислородных соединений. Высокая отражающая способность алюминия используется для изготовления из него отражающих поверхностей нагревательных и осветительных рефлекторов и зеркал. Алюминий применяют как легирующий элемент в самых различных сталях и сплавах. Он придает им специфические свойства. Так например, он повышает жаростойкость сплавов на основе железа, меди, титана и некоторых других металлов.

    Широко  применяют алюминий и его сплавы в промышленном и гражданском  строительстве для изготовления каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. В Канаде, например, расход алюминия для этих целей составляет около 30 % от общего потребления, в США- более 20 %. По масштабам производства и значению в хозяйстве алюминий прочно занял первое место среди других цветных металлов.

    В целом применение алюминия в различных  отраслях хозяйства на примере развитых стран оценивают следущими цифрами: транспортное машиностроение 20-23% (в том числе автомобилестроение 15%), строительство 17-18%, электротехника 10-12%, производство упаковочных материалов 9-10%, производство потребительских товаров длительного пользования 9-10%, общее машиностроение 8-10%.

    Алюминий  завоевывает все новые области  применения, несмотря на конкуренцию  других материалов и особенно пластмасс. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2. Классификационные признаки алюминия  первичного

    1. По виду используемого сырья.

    В природе алюминий находится в виде алюминиевых руд: бокситов, нефелинов, алунитов и каолинов. Важнейшей рудой, на которой базируется большая часть мировой алюминиевой промышленности, являются бокситы. Получение алюминия из руд состоит из двух последовательно проводимых этапов - сначала производят глинозем (Al O ), а затем из него получают алюминий.

    2. По способам производства.

    Известные в настоящее время методы получения  глинозема можно разбить на три группы: щелочные, кислотные и электротермические. Наиболее широкое применение получили щелочные методы. Получение металлического алюминия из глинозема заключается в его электролитическом разложении на составные части - на алюминий и кислород.

    3. По содержанию примесей.

    Алюминий  подразделяется на:

• Чистый
• Технический
• Алюминиевые сплавы

 Чистота алюминия является решающим показателем, влияющим на все его свойства, поэтому  химический состав положен в основу классификации алюминия.

 Чистый  алюминий имеет малую прочность  и не может быть использован в  качестве конструкционного материала. Однако его прочность возрастает под влиянием добавок других элементов, термической и химической обработки.

     В настоящее время используется следующая  классификация алюминия по степени  чистоты: 

 

Химический  состав алюминия первичного

 

     В зависимости от содержания примесей алюминий первичный предназначен для  изготовления чушек, слитков, катанки.

     4. Прочность алюминия незначительная, поэтому для изготовления любых  изделий применяют не чистый  алюминий, а его сплавы.

     Введение  различных легирующих элементов  в алюминий существенно изменяет его свойства, а иногда придает ему новые специфические.

     Алюминиевые сплавы подразделяются на:

• Деформируемые;
• Литейные;
• Порошковые.

Деформируемые алюминиевые сплавы подразделяют на две группы:

• Сплавы, не упрочняемые термической обработкой;
• Термически упрочняемые сплавы.

К термически упрочняемым сплавам относятся

• Дуралюмины – это сплавы алюминия с медью, магнием и марганцем.
• Ковочные сплавы.

     Литейные  сплавы – это сплавы алюминия с  кремнием, называемые силуминами. Силумины широко применяются для изготовления литых деталей приборов, корпусов турбонасосных агрегатов и других мало- и средненагруженных деталей, в том числе и тонкостенных отливок сложной формы.

По  свойствам алюминиевые сплавы делятся:

• на сплавы повышенной пластичности,
• низкой прочности,
• нормальной прочности,
• высокопрочные,
• жаропрочные.

 

Классификация алюминия первичного по ТН ВЭД и  ОКП РБ

1. Классификация по ТН ВЭД

    XV. Недрагоценные металлы и изделия  из них

    гр. 76 Алюминий и изделия из него

    Позиция : 7601 Алюминий необработанный:

    7601100000 – алюминий нелегированный –

    760120 – сплавы алюминиевые:

    760120100 –– первичные:

    7601201001 ––– для производства авиационных двигателей –