Марки алюминия

В современном мире алюминию отведено важное место. Металл, открытый всего 1,5 века назад используется в промышленных, военных и потребительских целях. Сплавы на основе алюминия применяют для изготовления легких конструкций, в качестве проводников тока, пищевой упаковки, отделочного материала. Химический элемент обладает хорошими восстановительными качествами и используется в металлургии для раскисления стали. Легирование алюминием снижает склонность к полиморфному распаду у титановых сплавов. Рассмотрим как получают алюминий и как расшифровываются обозначения марок.

Одно из названий: “серебро из глины” — указывает на технологию выплавки. В естественной среде металл в чистом виде не встречается, так как обладает высокой химической активностью. Оксид Al₂О₃ — основная составляющая глинозема, входит в состав таких природных минералов как рубин, сапфир, изумруд и др.

Из-за высокого сродства с кислородом восстановление углеродом, как при выплавке стали невозможно. Современная технология была разработана в 1886 году, она состоит из нескольких этапов:

• Производство боксита (руды): глинозем дробят, сушат, обрабатывают паром для удаления примесей;
• Растворение оксида Al₂О₃ в расплаве криолита Na₃AIF₆ при 950 С⁰;
• Электролиз расплава при котором разрывается связь с кислородом.

Для очистки от примесей применяют различные способы:

• Продувание хлором: снижает содержание неметаллических включений, железа, кремния, щелочноземельных металлов (Ca, Ba, Mg, Ra, Sr);
• Электролитическое рафинирование: получение алюминия высокой чистоты (марки А995-А95);
• Прецизионные способы: сложные технологии для выплавки металла особой чистоты 99,99%;
• Фракционная кристаллизация: погружение в расплав теплообменника, выполняющего функцию кристаллизатора или охлаждение жидкого металла с помощью инертных газов;
• Химические методы, основанные на образовании интерметаллидов, например боридов.

Для придания дополнительных свойств сплав легируют титаном, цинком, марганцем, хромом, никелем и другими элементами. В зависимости от содержания чистого металла, примесей и легирующих элементов, состав маркируется согласно ГОСТ 4784-97.

Классификация марок алюминия

Первичный алюминий производят по ГОСТ 11069-2001 или ГОСТ Р 55375-2012. Показатель чистоты определяет физические и химические свойства, при которых применение металла оправдано в отдельных отраслях промышленности.

Чистота алюминия:

• Особая:  99,999% — обозначение А999. Для изготовления полупроводников и лабораторных работ;
• Высокая: 99,95 -99,995% — марки А95, А97, А99, А995. Производство деталей радио и электрооборудования;
• Техническая: 99-99,85% — А0, А5, А6, А7, А8, А85. Для проводов, прокладок и приготовления сплавов.

Обозначения марок отражают только сотые доли процентов содержания чистого металла, так как оно всегда выше 99%. Технический алюминий используют в разных целях, в том числе для изготовления упаковки и посуды. Для описания качеств применяют следующие термины:

• Первичный: по степени очистки Ч, ОЧ, ПЧ (чистый, особой чистоты и повышенной);
• Технический: все сырье с содержанием примесей от 0,15 до 1%;
• Деформируемый (АД): предназначенный для изготовления полуфабрикатов по технологии проката;
• Литейный: для производства изделий методом отливок;
• Для раскисления стали: расходные материалы низкой степени очистки.

Деформируемый алюминий обозначают аббревиатурой АД, например: АД000, АД00. Буква Е выражает заданные электрические характеристики, АД1пл — материал, предназначенный для плакировки тонколистового проката. Наряду с этими маркировками применяют цифровые: АД0 соответствует 1011, АД1 — 1013.

Таблица основных марок алюминия и сплавов

Алюминий первичный
А0	А5	А5Е	А6		А7
А7Е	А8	А85	А95		А97
А99	А995	А999
Алюминий технический
АД	АД0	АД00	АД000		АД00Е
АД0Е	АД1	АДоч	АДС		АДч
Алюминий для раскисления
АВ86	АВ86Ф	АВ88	АВ88Ф		АВ91
АВ91Ф	АВ92	АВ92Ф	АВ97		АВ97Ф
Алюминий литейный
АК21М2.5Н2.5	АК4М4	АК5М2		АК5М7	АК7
АК7М2	АК9	АЛ1		АЛ11	АЛ13
АЛ19	АЛ2	АЛ21		АЛ22	АЛ23
АЛ23-1	АЛ24	АЛ25		АЛ26	АЛ27
АЛ27-1	АЛ28	АЛ29		АЛ3	АЛ30
АЛ32	АЛ33	АЛ34		АЛ4	АЛ4-1
АЛ4М	АЛ5	АЛ5-1		АЛ6	АЛ7
АЛ7-4	АЛ8	АЛ9		АЛ9-1	В124
В2616	ВАЛ10	ВАЛ10М		ВАЛ11	ВАЛ12
ВАЛ8
Алюминиевый деформируемый сплав
1201	1420	АВ	АД31		АД33
АД35	АК4	АК4-1	АК6		АК8
АМг1	АМг2	АМг3	АМг3С		АМг4
АМг4.5	АМг5	АМг5П	АМг6		АМц
АМцС	АЦпл	В65	В93		В94
В95	В95П	В96	В96ц		В96Ц1
ВД17	Д1	Д12	Д16		Д16П
Д18	Д19	Д1П	Д20		Д21
ММ
Алюминиевый антифрикционный сплав
АМСТ	АН-2.52	АО20-1	АО3-12		АО3-7
АО6-1	АО9-1	АО9-2	АО9-2Б		АСМ

Подробнее в — в нашем марочнике

Марки листов алюминия

Производство листового проката регламентирует ГОСТ 21631-76. Листы производят из марок А0, А5, А6, А7, АД0, АД1 и сплавов с магнием, марганцем, цинком. Для решения ряда технологических задач у алюминия достаточно пластичности, но порой не хватает механических характеристик. Для улучшения качеств применяют методы:

• Плакирование: напыление металлического слоя, по толщине оно может быть технологическим (Б), нормальным (А), утолщенным (У);
• Нагартовка: упорядоченное нанесение микродефектов, которые формируют уплотнения. По степени обработки листы бывают нагартованными (Н) и полунагартованными (Н2);
• Термически обработанные: применяют упрочняющий отжиг и закаливание.

Закаленные полуфабрикаты подвергают старению. После нагрева в печи изделия находятся в неподвижном состоянии, в это время происходят изменения кристаллической решетки, связанные с выпадением избыточной фазы. Пресыщенные легирующими элементами кристаллы выделяют отдельные атомы, которые концентрируются на границах зерен. Частицы, образованные таким образом упрочняют сплав. Старение может быть естественным (при комнатной температуре) или искусственным (при специально поддерживаемой температуре до 100-150 С⁰).

Произведенная обработка обозначается следующим образом:

• М — отожженные полуфабрикаты или соответствующие им по механическим параметрам;
• Т — закаленные и состаренные естественным способом;
• Т1 — закаленные и состаренные искусственно;
• ТН — нагартованные после закалки и естественного старения.

Отделка поверхности может быть обычной, повышенной (П) и высокой (В). Эти буквы ставят в конце маркировки; “П” указанная в геометрических параметрах 1000Пх2000. означает повышенную точность. 

Примеры обозначений:

• А5 М 1,5х1000х2500 — отожженный лист толщиной 1,5 мм.;
• АД1Н 2,0х1200х3000 — нагартованный деформируемый;
• Д16АТ 5,0х1200х3000 — лист из дюралюминия Д16 с нормальным плакированием (А), закаленный и состаренный в естественных условиях (Т).

Алюминиевый листовой прокат применяют в строительстве, автомобилестроении, для изготовления штампованных деталей и производства фольги.

Маркировка алюминия

В стандарте ГОСТ 4784-97 представлена классификация в виде 9 таблиц, в которых одновременно используется буквенная и числовая система. Можно заметить, что марки АД присутствуют в нескольких таблицах, так как это материалы с разными системами, в то же время ряд сплавов обозначается с помощью химического состава. Как расшифровать эту классификацию?

Буквенная система:

• А — техническое сырье;
• АД — деформируемый сплав;
• Д — дюраль;
• АВ — авиаль, но к ним относят АВ, АД31, АД35;
• В — высокопрочный;
• АМ — с медью;
• АМг — с магнием;
• АК — с кремнием;
• САП — спеченные порошки;
• САС  — спеченные сплавы;
• СИЛ — силумины;
• Св — для сварочной проволоки.

Следует отметить, что силумины — это сплавы, легированные кремнием, их маркировки могут выглядеть как СИЛ1, СИЛ2 и одновременно АК9, АК10М2Н. Дюрали — собирательное название группы высокопрочных (В) материалов, их маркируют: Д16, Д18, В65, ВАД1.

Числовая система:

• 1000-1018 — технический металл;
• 1020-1025 — пеноалюминий;
• 1019, 1029, 1039 и т.д. — САП;
• 1100-1190 — основа Al-Cu-Mg;
• 1200-1290 — Al-Cu-Mn;
• 1300-1390  Al-Mg-Si;
• 1319, 1329, 1339 и т.д — САС;
• 1400-1419  Al-Mn и Al-Be-Mg;
• 1420-1490 Al-Li;
• 1500-1590 Al-Mg;
• 1900-1990 Al-Zn-Mg.

Марка	Группа сплавов, основная система легирования
1000-1018	Технический алюминий
1019, 1029 и т. д.	Порошковые сплавы
1020-1025	Пеноалюминий
1100-1190	Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Fe-Ni
1200-1290	Al-Cu-Mn, Al-Cu-Li-Mn-Cd
1300-1390	Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu
1319, 1329 и т. д.	Al-Si, порошковые сплавы САС
1400-1419	Al-Mn, Al-Be-Mg
1420-1490	Al-Li
1500-1590	Al-Mg
1900-1990	Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu

Литейные сплавы представлены в ГОСТ 1583-93, некоторые составы имеют два варианта обозначения. Маркировка АЛ устарела, но все еще встречается в технической документации. Всего создано около 600 алюминиевых сплавов, примерно 400 относится к деформируемым, около 200 — к литейным. Все сплавы сгруппированы по характеристикам или основным легирующим элементам. 

Источники

Низомов З., Мирзоев Ф. М., Гулов Б. Н. Термодинамические функции различных марок алюминия и сплавы Al-Si //Вестник Таджикского национального университета. Серия естественных наук. – 2017. – №. 1-4. – С. 81-87.