درجات الألومنيوم. الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم

حاليًا ، يمكن تقسيم أنظمة NVF الأكثر انتشارًا في السوق الروسية إلى ثلاث مجموعات كبيرة:

• نظم مع البناء تحت البلاط من سبائك الألومنيوم.
• أنظمة ذات بنية تحتية مصنوعة من الصلب المجلفن مع طلاء البوليمر ؛
• نظم تحت الأرض الفولاذ المقاوم للصدأ.

إن أفضل مؤشرات القوة والفيزيائية الحرارية ، بالطبع ، لديها هياكل شبه مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

تحليل مقارن للخواص الفيزيائية والميكانيكية للمواد

* تختلف خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ والمجلفن قليلاً.

الخصائص الحرارية وقوة الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم

1. مع الأخذ في الاعتبار قدرة التحمل الأقل 3 مرات والتوصيل الحراري للألمونيوم بمقدار 5.5 مرة ، تعد شريحة سبائك الألومنيوم "جسر بارد" أقوى من شريحة الفولاذ المقاوم للصدأ. مؤشر على ذلك هو معامل التوحيد الحراري لظروف المبنى. وفقا للبحث ، فإن معامل التوحيد الحراري للهيكل المغلق عند استخدام نظام الفولاذ المقاوم للصدأ كان 0،86-0،92 ، وبالنسبة لأنظمة الألومنيوم هو 0،6-0،7 ، مما يجعل من الضروري وضع سماكة كبيرة من العزل ، وبالتالي ، زيادة تكلفة الواجهة .

بالنسبة لمدينة موسكو ، فإن مقاومة نقل الحرارة المطلوبة للجدران ، مع مراعاة معامل التجانس الحراري ، هي 3.13 / 0.92 \u003d 3.4 (م 2. ° C) / W للقوس غير القابل للصدأ ، و 3.13 / 0.7 \u003d للقوس الألومنيوم 4.47 (م 2. درجة مئوية) / ث ، أي 1.07 (م 2. درجة مئوية) / W أعلى. وبالتالي ، عند استخدام أقواس الألمنيوم ، ينبغي أخذ سماكة العزل (مع معامل التوصيل الحراري 0.045 واط / (م. درجة مئوية) حوالي 5 سم أكثر (1.07 * 0.045 \u003d 0.048 م).

2. نظرًا للزيادة في السماكة والتوصيل الحراري لأقواس الألمنيوم ، وفقًا للحسابات التي أجريت في معهد الأبحاث لفيزياء المباني ، عند درجة حرارة خارجية تبلغ -27 درجة مئوية ، يمكن أن تنخفض درجة الحرارة في المرساة إلى -3.5 درجة مئوية أو حتى أقل ، لأن في الحسابات ، افترض أن مساحة المقطع العرضي لقوس الألمنيوم هي 1.8 سم 2 ، بينما في الواقع تبلغ 4-7 سم 2. عند استخدام شريحة الفولاذ المقاوم للصدأ ، كانت درجة الحرارة في المرساة +8 درجة مئوية. وهذا هو ، عند استخدام أقواس الألمنيوم ، تعمل المرساة في منطقة درجات الحرارة المتناوبة ، حيث يمكن أن تتكثف الرطوبة على المرساة ، متبوعة بالتجميد. سيؤدي ذلك إلى تدمير مواد الطبقة الهيكلية للجدار حول المرساة تدريجيًا وبالتالي تقليل قدرتها على التحمل ، وهو أمر مهم بشكل خاص للجدران المصنوعة من مادة ذات قدرة تحمل منخفضة (الخرسانة الرغوية والطوب المجوف ، إلخ). في الوقت نفسه ، تعمل الحشيات العازلة للحرارة أسفل الحامل بسبب سمكها الصغير (3-8 مم) وموصلية الحرارة العالية (نسبة للعزل) على تقليل فقدان الحرارة بنسبة 1-2٪ فقط ، أي عمليا لا تكسر "الجسر البارد" ويكون لها تأثير ضئيل على درجة حرارة المرساة.

3. انخفاض التمدد الحراري للأدلة. التشوه الحراري لسبائك الألومنيوم أكبر بـ 2.5 مرة من الفولاذ المقاوم للصدأ. الفولاذ المقاوم للصدأ لديه معامل تمدد حراري أقل (10 10 -6 درجة مئوية -1) ، مقارنة مع الألومنيوم (25 10 -6 درجة مئوية -1). وفقًا لذلك ، فإن تمديد أدلة 3 أمتار مع اختلاف في درجة الحرارة من -15 درجة مئوية إلى +50 درجة مئوية سيكون 2 مم للصلب و 5 مم للألمنيوم. لذلك ، للتعويض عن التمدد الحراري لدليل الألومنيوم ، يلزم اتخاذ عدد من التدابير:

وهي مقدمة في النظام الفرعي للعناصر الإضافية - الشريحة المتحركة (للأقواس ذات الشكل U) أو الثقوب البيضاوية ذات البطانات الخاصة بالمسامير - وليس التثبيت الصلب (للأقواس ذات الشكل L).

يؤدي هذا حتماً إلى تعقيد وتقدير النظام الفرعي أو التثبيت غير الصحيح (لأنه يحدث غالبًا أن المثبتات لا يستخدمون البطانات أو يصلح التجميع بشكل غير صحيح مع عناصر إضافية).

نتيجة لهذه التدابير ، يقع حمل الأثقال فقط على الأقواس الداعمة (العلوية والسفلية) بينما يعمل الآخرون فقط كدعم ، مما يعني أن المراسي لا يتم تحميلها بشكل متساو ويجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند تطوير وثائق المشروع ، والتي لا يتم تنفيذها في كثير من الأحيان. في أنظمة الصلب ، يتم توزيع الحمولة بأكملها بالتساوي - جميع العقد ثابتة بشكل صارم - يتم تعويض زيادة درجة الحرارة غير المهمة بعمل جميع العناصر في مرحلة التشوه المرن.

يتيح تصميم المشبك الفجوة بين اللوحات في أنظمة الفولاذ المقاوم للصدأ من 4 مم ، بينما في أنظمة الألمنيوم - على الأقل 7 مم ، والتي لا تناسب العديد من العملاء وتفسد مظهر المبنى. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يضمن المشبك حرية الحركة لألواح الكسوة بمقدار استطالة الأدلة ، وإلا سيتم إتلاف الألواح (خاصة عند تقاطع الأدلة) أو امتداد كلاتير (كلاهما يمكن أن يؤدي إلى فقدان ألواح الكسوة). في نظام الصلب ، لا يوجد أي خطر لتمديد أرجل المطحنة ، والذي يمكن أن يحدث بمرور الوقت في أنظمة الألمنيوم بسبب التشوهات الكبيرة في درجات الحرارة.

خصائص مضادة للحريق من الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم

نقطة انصهار الفولاذ المقاوم للصدأ هي 1800 درجة مئوية ، والألمنيوم 630/670 درجة مئوية (اعتمادا على السبائك). تصل درجة الحرارة أثناء نشوب حريق على السطح الداخلي للبلاط (وفقًا لنتائج اختبار MOOU "مركز الشهادات الإقليمي" EXPERIENCE ") إلى 750 درجة مئوية. وبالتالي ، عند استخدام هياكل الألمنيوم ، يمكن للطبقة التحتية أن تذوب وجزء من واجهة الواجهة (في منطقة فتح النافذة) ، وعند درجة حرارة 800-900 درجة مئوية ، يدعم الألومنيوم نفسه الاحتراق. لا يذوب الفولاذ المقاوم للصدأ أثناء نشوب حريق ، وبالتالي فهو الأفضل وفقًا لمتطلبات السلامة من الحرائق. على سبيل المثال ، في موسكو أثناء تشييد المباني الشاهقة ، لا يُسمح بشكل عام باستخدام الهياكل الأساسية المصنوعة من الألومنيوم.

خصائص التآكل

حتى الآن ، فإن المصدر الوحيد الموثوق به لمقاومة التآكل لتصميم تحت وجه معين ، وبالتالي المتانة ، هو رأي خبير من خبراء الخبرة.

الأكثر دواما هي هياكل الفولاذ المقاوم للصدأ. تبلغ مدة خدمة هذه الأنظمة ما لا يقل عن 40 عامًا في جو صناعي مدني يتميز بالعدوانية المعتدلة ، وما لا يقل عن 50 عامًا في جو نظيف نسبيًا يتسم بالعدوانية الضعيفة.

بسبب فيلم الأكسيد ، تتمتع سبائك الألومنيوم بمقاومة عالية للتآكل ، ولكن في ظل وجود تركيزات عالية من الكلوريد والكبريت في الغلاف الجوي ، يمكن أن يحدث التآكل السريع بين الخلايا الحبيبية ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في قوة العناصر الهيكلية وتدميرها. وبالتالي ، فإن عمر الخدمة لهيكل سبائك الألومنيوم في جو صناعي حضري به عدوانية معتدلة لا يتجاوز 15 عامًا. ومع ذلك ، وفقًا لمتطلبات Rosstroy ، في حالة استخدام سبائك الألومنيوم لتصنيع عناصر البنية التحتية NVF ، يجب أن تحتوي جميع العناصر بالضرورة على طلاء أنود. يزيد وجود طلاء الأنود من عمر خدمة البنية التحتية لسبائك الألومنيوم. ولكن أثناء تثبيت البنية التحتية ، ترتبط عناصرها المختلفة بالمسامير ، التي يتم حفر الثقوب فيها ، مما يؤدي إلى حدوث انتهاك لطلاء الأنود في موقع المرفق ، أي يتم إنشاء أقسام بدون طلاء الأنود. بالإضافة إلى ذلك ، فإن لب الفولاذ المسامير الألومنيوم جنبا إلى جنب مع وسط الألومنيوم للعنصر تشكل زوج كلفاني ، الأمر الذي يؤدي أيضا إلى تطوير عمليات نشطة للتآكل بين الخلايا في أماكن تعلق عناصر البنية التحتية. تجدر الإشارة إلى أن غلبة نظام NVF واحد أو آخر مع بنية أساسية من سبائك الألومنيوم ترجع في الغالب إلى عدم وجود طلاء الأنود الواقي على عناصر النظام. الشركات المصنعة عديمي الضمير من هذه الهياكل الأساسية حفظ على العمليات الكهروكيميائية باهظة الثمن لأكسيد المنتجات.

من وجهة نظر متانة التصميم ، يمتلك الفولاذ المجلفن مقاومة تآكل غير كافية. ولكن بعد تطبيق طلاء البوليمر ، فإن عمر الخدمة للهيكل الأساسي للصلب المجلفن مع طلاء البوليمر سيكون 30 عامًا في جو صناعي حضري به عدوانية معتدلة ، و 40 عامًا في جو نظيف مشروط به عدوانية ضعيفة.

بمقارنة المؤشرات المذكورة أعلاه للهيكلين الأساسيين من الألومنيوم والصلب ، يمكننا أن نستنتج أن الهياكل الأساسية للصلب متفوقة بشكل كبير على الألومنيوم في جميع المؤشرات.

هل يمكنك معرفة ورقة الألمنيوم المستخدمة في كل صورة؟ هل لديك صعوبة؟
دعونا نحاول معا لفهم سبائك الألومنيوم الأساسية وتطبيقاتها.

أولا ، النظر في حالة صفائح الألومنيوم.

يحدد GOST 21631-76 لنا 7 حالات ممكنة من الورقة ، ونحن نتحدث فقط عن الحالات الأكثر شيوعًا:

1) صلب - م.

ورقة الألومنيوم الناعمة ، وسهلة لتشويه.

2) شبه مضمونة - H2 ؛

لوح الألمنيوم أكثر صلابة مما هو عليه في الحالة "M" ، كما أنه من السهل التشويه (يقاوم الانحناء حتى 90 درجة). إنها تحافظ على شكلها جيدًا ، والحالة الصعبة تمنع تشكيل الطعجات ، وبالتالي يتم استخدامها غالبًا في عزل الأنابيب.

3) مستأجرة - N ؛

تشوه البارد   يسمونه طريقة تصلب المعادن باستخدام تشوه الباردة (المتداول إضافية على الجهاز).

4) تصلب وعمر طبيعي - T ؛

صفائح الألمنيوم الصلب. أكثر صعوبة في المعالجة (عند الانحناء عند 90 درجة تنفجر). يتم استخدامه في الأجزاء والتجمعات ذات الحمولة العالية.

سبائك 1105 ، VD1.

يتم استخدام ورقة الألومنيوم التقنية كمادة عازلة والتشطيب. يوفر الوزن الخفيف للورقة ومرونته تكاليف منخفضة وراحة عند إجراء أعمال العزل. السبائك الأكثر استخدامًا هي 1105AN2 ، VD1AN2. أيضا ، يتم استخدام سبيكة AD1N2 للعزل الحراري.

سبائك من مجموعة الألومنيوم والمغنيسيوم: AMG2 ، AMG3 ، AMG5 ، AMG6.

ورقة الألمنيوم المقاومة للأحماض مصنوعة من الألومنيوم المخلوط بالمغنيسيوم والمنغنيز. العلامات التجارية AMg2M ، AMg3M ، AMg5M ، AMg6M لها خصائص مقاومة للتآكل عالية ، ملحومة تمامًا. لذلك ، فهي تستخدم على نطاق واسع في صناعة الدبابات الملحومة ، خزانات الوقود وأجزاء أخرى في صناعة الطائرات. كبيرة لبناء السفن الصناعية ، وكذلك لصناعة القوارب والقوارب والطائرات الخاصة.

سبائك AD1 ، A5.

صُنع صفائح الألمنيوم المصنوعة من المواد الغذائية من درجات الألمنيوم الأولية - المعالجة (A5H ، AD1H) ، شبه المعالجة (A5H2 ، AD1H2) ، صلب (A5M ، AD1M).

سبيكة AMC.

لقد زادت ألواح الألمنيوم AMTS من ليونة وسهل التشوه. يتم استخدامها في حالة شبه قفص ومحبوس في صناعة السيارات لتصنيع مشعات ، والأطر ، والمسامير. يمكن استخدامه أيضًا في إنتاج الأغذية ، ولكن دون اتصال مباشر مع الطعام.

سبائك D16 ، D19 ، V95.

D16AM هو duralumin صلب ، مع الكسوة العادية. يشير D16AM إلى نوع الدورالومين عالي القوة ، ومقاوم للتأثيرات الخارجية. لا تصبح D16AM هشة في البرد ، لذلك يتم استخدامها في الظروف التي يصبح فيها استخدام أنواع أخرى من الصلب مستحيلاً. يتم استخدام ورقة سبيكة D16AM على نطاق واسع في إنتاج الأجزاء المختلفة المصنعة عن طريق الختم.

D16AT - مصنوع من سبائك الألومنيوم مع عناصر صناعة السبائك ، وأهمها النحاس. يتم استخدام سبائك لتصنيع الملامح عازمة. ميزة D16AT هي أن الجزء من هذه السبائك يتحول على الفور إلى صلب ، دون معالجة حرارية إضافية.

D16T - duralumin المنتجة من سبيكة من الألومنيوم مع النحاس والمنغنيز. D16T لديه ليونة جيدة وزيادة خصائص التعب. نطاق تطبيق سبيكة واسعة. يستخدم D16T في البناء وصناعة الطائرات وبناء السفن وصناعة الأثاث وغيرها من الصناعات.

B95 هو سبيكة الطائرات دائم. يتم استخدامه لتغطية الجزء العلوي من الجناح (الألواح والشراشف) والرابطات (الألواح المعدنية المضغوطة والمضغوطة) والعوارض والرفوف وعناصر أخرى من جسم الطائرة وجناح الطائرة الحديثة (TU-204 و IL-96 و Be-200) وغيرها من الهياكل المحملة بدرجة كبيرة العاملة في في الغالب للضغط.

لا يتم لحام السبائك D16 و B95 باللحام بالأرجون واللحام بالغاز. لذلك ، يتم استخدام المسامير غالبًا لتوضيح المنتجات شبه المصنعة (الألواح السميكة والألواح والألواح السميكة).

المعايير الدولية والوطنية المعترف بها (DIN الألمانية سابقًا ، والآن EN الأوروبية ، ومعايير ASTM الأمريكية ، ISO الدولية) وكذلك GOSTs لدينا ، والنظر في سبائك الألومنيوم والألومنيوم بشكل منفصل. في هذه الحالة ، يتم تقسيم الألومنيوم إلى درجات (درجات) ، وليس في سبائك (سبائك).

تنقسم درجات الألمنيوم إلى:

• الألومنيوم عالية النقاء (99.95 ٪) و
• الألومنيوم التقني ، والذي يحتوي على ما يصل إلى 1 ٪ من الشوائب أو إضافات.

البنية المجهرية للألمنيوم الصناعي هي في الأساس كميات صغيرة من مركبات الحديد والسليكون في مصفوفة ألمنيوم.

الألومنيوم الفني

ينقسم الألومنيوم غير المخلوط - الألمنيوم الصناعي - إلى درجات حسب محتوى نقاء الشوائب. يطلق عليهم ذلك ، على سبيل المثال ، درجة الألومنيوم AD0 وفقًا لـ GOST 4784-97 أو درجة الألومنيوم 1050 وفقًا للمواصفة EN 573-3.

بالنسبة للألمنيوم ، في التصنيف الدولي للألومنيوم وسبائك الألومنيوم ، يتم تخصيص سلسلة منفصلة من 1xxx (أو 1000).

درجات الألومنيوم في المعايير

درجات الألومنيوم في EN 573-3

تحدد المواصفات القياسية EN 573-3 إصدارات نقاء مختلفة من الألومنيوم ، على سبيل المثال ، "EN AW 1050A aluminium" وسبائك الألومنيوم ، على سبيل المثال ، "EN AW 6060 أشابة". في الوقت نفسه ، غالبًا ما يُسمى الألومنيوم سبيكة ، على النحو التالي: "سبائك الألومنيوم 1050A".

درجات الألمنيوم وفقًا لمعيار GOST 4784

في معاييرنا ، على سبيل المثال ، في GOST 4784-97 "الألمنيوم وسبائك الألمنيوم المطاوع" وغيرها من المعايير لسبائك الألمنيوم والألمنيوم ، بدلاً من مفهوم "التعيين" ، يتم استخدام المفهوم الوثيق "للعلامة التجارية" ، على الرغم من أن اللغة الإنجليزية تعادل "الدرجة". وفقًا للمعيار ، يجب تطبيق تعبيرات مثل "AD0 grade aluminium" و "AD31 درجة ألومنيوم سبيكة" بشكل رسمي.

في الممارسة العملية ، يتم استخدام كلمة "brand" فقط للألمنيوم ، وغالبًا ما يشار إلى سبائك الألومنيوم ببساطة باسم "سبائك الألومنيوم" بدون أي علامات ، على سبيل المثال ، "سبائك الألومنيوم AD31". وهذا ، في رأينا ، يتسق مع النهج الدولي المقبول.

العلامة التجارية الألومنيوم وعلامة الألومنيوم

والأسوأ من ذلك أن مصطلح "العلامة" غالبًا ما يتم الخلط بينه وبين مصطلح "العلامات".

وفقا ل GOST 2.314-68 وسم   - هذه مجموعة من الأحرف التي تميز المنتج ، على سبيل المثال ، التعيين ، الكود ، رقم الدُفعة (السلسلة) ، الرقم التسلسلي ، تاريخ الصنع ، العلامة التجارية للشركة المصنعة ، علامة   المواد ، علامات التركيب أو النقل ، إلخ. لذلك التعيين أو علامة   السبائك ليست سوى جزء صغير   وسم   وبالتأكيد ليس الوسم نفسه.

للإشارة إلى العلامة التجارية للألمنيوم أو السبائك الموجودة على أحد أطراف السبائك ، السبائك ، إلخ ، يتم تطبيق خطوط ملونة مع طلاء لا يمحى - هذا بالفعل وسم. على سبيل المثال ، وفقًا لمعايير GOST 11069-2001 ، يتميز الألومنيوم بدرجة A995 بأربعة خطوط رأسية خضراء.

درجات الألومنيوم حسب GOST 11069 و GOST 4784

مجموعة درجات الألومنيوم اثنين من المعايير الرئيسية:

• GOST 11069-2001 (DSTU GOST 11069: 2003) للألمنيوم الأساسي في شكل سبائك ، سبائك ، قضبان سلكية ، شرائط وفي حالة سائلة ؛
• GOST 4784-97 على الألومنيوم المطاوع لتصنيع المنتجات شبه المصنعة عن طريق التشوه الساخن أو البارد ، وكذلك الألواح والسبائك.

غوست 11069

يعيّن GOST 11069-2001 (الجدول 1) درجات الألومنيوم بالأرقام بعد العلامة العشرية في النسبة المئوية للألمنيوم: A999 و A995 و A99 و A85 و A8 و A7 و A6 و A5 و A0. يحتوي أنقى ألومنيوم - A999 عالي النقاء من الألمنيوم - على 99.999٪ على الأقل من الألومنيوم ، ومجموع جميع الشوائب لا يزيد عن 0.001٪. يستخدم أساسا للتجارب المعملية. تستخدم الصناعة أيضًا الألومنيوم عالي النقاء (محتوى الألومنيوم من 99.95 إلى 99.995٪) والنقاء الفني (محتوى الألومنيوم من 99.0 إلى 99.85٪. الشوائب الرئيسية (الدائمة) للألمنيوم هي الحديد والسليكون.

غوست 4784

يشمل GOST 4784-97 الألومنيوم ، والذي يستخدم في تصنيع المنتجات عن طريق طرق تشكيل المعادن. هنا ، لا تشير الأرقام إلى أي شيء مفيد (الجدول 2): AD000 ، AD00 ، AD0 ، AD1 و AD. تحتوي التعديلات التي أجريت على الحرف E (كهربائي) على محتوى سيليكون منخفض لتحسين التوصيل الكهربائي. على عكس GOST 11069 ، لا يستبعد GOST 4784 الألومنيوم الثانوي ، أي الألومنيوم الناتج من الخردة.