Степени от алуминий. Неръждаема стомана или алуминий

В момента най-разпространените NVF системи на руския пазар могат да бъдат разделени на три големи групи:

• системи с подфаскална конструкция на алуминиеви сплави;
• системи с лицева конструкция от поцинкована стомана с полимерно покритие;
• подови системи от неръждаема стомана.

Най-добрата здравина и термофизични показатели, разбира се, имат подфасови структури, изработени от неръждаема стомана.

Сравнителен анализ на физичните и механичните свойства на материалите

* Свойствата на неръждаемата и поцинкованата стомана се различават леко.

Топлотехнически и якостни характеристики на неръждаема стомана и алуминий

1. Като се има предвид 3 пъти по-ниската носеща способност и 5,5 пъти по-голяма топлопроводимост на алуминия, скобата от алуминиева сплав е по-силен „студен мост“ от скобата от неръждаема стомана. Показател за това е коефициентът на термотехническа равномерност на сградната обвивка. Според изследвания, коефициентът на термотехническа равномерност на заграждащата конструкция при използване на система от неръждаема стомана е бил 0,86-0,92, а за алуминиевите системи - 0,6-0,7, което налага да се постави голяма дебелина на изолацията и съответно да се увеличи цената на фасадата ,

За град Москва необходимата устойчивост на топлопреминаване на стените, като се вземе предвид коефициентът на равномерност на топлотехниката, е 3,13 / 0,92 \u003d 3,4 (м2. ° С) / W за неръждаемата скоба, и 3,13 / 0,7 \u003d за алуминиевата скоба 4.47 (m 2. ° C) / W, т.е. 1,07 (m 2 ° C) / W по-висока. Следователно, когато използвате алуминиеви скоби, дебелината на изолацията (с коефициент на топлопроводимост 0,045 W / (m. ° C) трябва да се вземе с почти 5 см повече (1,07 * 0,045 \u003d 0,048 m).

2. Поради по-голямата дебелина и топлопроводимост на алуминиевите скоби, според изчисленията, направени в Научноизследователския институт по строителна физика, при външна температура от -27 ° C, температурата на котвата може да спадне до -3,5 ° C или дори по-ниска, защото при изчисленията се приемаше, че площта на напречното сечение на алуминиевата скоба е 1,8 cm 2, докато в действителност е 4-7 cm 2. Когато използвате скоба от неръждаема стомана, температурата на котвата е +8 ° C. Тоест при използване на алуминиеви скоби котвата работи в зоната на променливи температури, където влагата може да се кондензира върху котвата, последвано от замръзване. Това постепенно ще унищожи материала на структурния слой на стената около котвата и съответно ще намали неговата носеща способност, което е особено важно за стени, изработени от материал с ниска носеща способност (пенобетон, куха тухла и др.). В същото време топлоизолационните уплътнения под скобата поради малката им дебелина (3-8 мм) и високата (спрямо изолацията) топлопроводимост намаляват топлинните загуби само с 1-2%, т.е. практически не нарушават "студения мост" и имат малък ефект върху температурата на котвата.

3. Ниско термично разширение на водачите. Топлинната деформация на алуминиева сплав е 2,5 пъти по-голяма от тази на неръждаемата стомана. Неръждаемата стомана има по-нисък коефициент на топлинно разширение (10 10 -6 ° C -1), в сравнение с алуминия (25 10 -6 ° C -1). Съответно удължението на 3-метровите водачи с температурна разлика от -15 ° C до +50 ° C ще бъде 2 mm за стомана и 5 mm за алуминий. Следователно, за да се компенсира топлинното разширение на алуминиевия водач, са необходими редица мерки:

а именно въвеждането в подсистемата на допълнителни елементи - подвижен плъзгач (за U-образни скоби) или овални отвори с втулки за нитове - не твърда фиксация (за L-образни скоби).

Това неизбежно води до усложнения и покачване на цената на подсистемата или неправилна инсталация (тъй като често се случва инсталаторите да не използват втулки или неправилно да фиксират монтажа с допълнителни елементи).

В резултат на тези мерки натоварването на тежестта пада само върху носещите конзоли (горна и долна), докато други служат само като опора, което означава, че котвите не се натоварват равномерно и това трябва да се вземе предвид при разработването на проектна документация, което често просто не е така. В стоманените системи целият товар се разпределя равномерно - всички възли са неподвижно фиксирани - незначителното разширение на температурата се компенсира от работата на всички елементи в етапа на еластична деформация.

Дизайнът на скобата позволява пролуката между плочите в системите от неръждаема стомана от 4 мм, докато в алуминиевите системи - поне 7 мм, което също не се харесва на много клиенти и разваля външния вид на сградата. В допълнение, скобата трябва да осигурява свободното движение на облицовъчните плочи с количеството на удължението на водачите, в противен случай плочите ще бъдат унищожени (особено на кръстовището на водачите) или удължаването на кламера (и двете могат да доведат до изпадане на облицовъчните панели). В стоманената система няма опасност от удължаване на краката на кламера, което може да се случи с времето в алуминиевите системи поради големи температурни деформации.

Огнеустойчиви свойства от неръждаема стомана и алуминий

Точката на топене на неръждаемата стомана е 1800 ° C, а алуминий 630/670 ° C (в зависимост от сплавта). Температурата по време на пожар на вътрешната повърхност на плочката (според резултатите от тестовете на MOOU "Регионален сертификационен център" ОПИТ ") достига 750 ° C. По този начин, при използване на алуминиеви конструкции, структурата може да се стопи и част от фасадата да се срути (в областта на отваряне на прозореца), а при температура 800-900 ° C алуминият сам по себе си поддържа изгарянето. Неръждаемата стомана не се топи по време на пожар, поради което е най-предпочитано според изискванията за пожарна безопасност. Например, в Москва по време на строителството на високи сгради алуминиевите конструкции по принцип не са разрешени за употреба.

Корозионни свойства

Към днешна дата единственият надежден източник за корозионната устойчивост на определена подфаска структура и съответно дълготрайност е експертното мнение на ExpertKorr-MISiS.

Най-издръжливите са конструкциите от неръждаема стомана. Срокът на експлоатация на такива системи е най-малко 40 години в градска индустриална атмосфера с умерена агресивност и поне 50 години в сравнително чиста атмосфера на слаба агресивност.

Благодарение на оксидния филм алуминиевите сплави имат висока корозионна устойчивост, но при наличието на високи концентрации на хлориди и сяра в атмосферата може да възникне бързо развиваща се междугранулярна корозия, което води до значително намаляване на здравината на структурните елементи и тяхното разрушаване. По този начин, експлоатационният живот на конструкция, изработена от алуминиеви сплави в градска индустриална атмосфера с умерена агресивност, не надвишава 15 години. Въпреки това, в съответствие с изискванията на Росстрой, в случай на използване на алуминиеви сплави за производството на елементи от NVF подструктурата, всички елементи задължително трябва да имат анодно покритие. Наличието на анодно покритие увеличава експлоатационния живот на подструктурата от алуминиева сплав. Но по време на инсталирането на подструктура различните му елементи са свързани с нитове, за които се пробиват дупки, което причинява нарушение на анодното покритие на мястото на закрепване, тоест неизбежно се създават секции без анодно покритие. В допълнение, стоманената сърцевина на алуминиевите нитове заедно с алуминиевата среда на елемента съставлява галванична двойка, което също води до развитие на активни процеси на междугранулярна корозия в местата на закрепване на елементите на конструкцията. Заслужава да се отбележи, че често евтиността на определена NVF система с подструктура от алуминиева сплав се дължи именно на липсата на защитно анодно покритие върху елементите на системата. Недобросъвестни производители на такива подструктури спестяват от скъпи електрохимични процеси за анодизиране на продукти.

От гледна точка на трайността на дизайна, поцинкованата стомана притежава недостатъчна устойчивост на корозия. Но след прилагане на полимерното покритие, експлоатационният живот на подструктурата от поцинкована стомана с полимерно покритие ще бъде 30 години в градска индустриална атмосфера с умерена агресивност и 40 години в условно чиста атмосфера на слаба агресивност.

Сравнявайки горните показатели за алуминиеви и стоманени подструктури, можем да заключим, че стоманените подструктури са значително по-добри от алуминиевите по всички показатели.

Можете ли да кажете кой алуминиев лист се използва във всяка снимка? Имате ли затруднения?
Нека се опитаме заедно да разберем основните алуминиеви сплави и тяхното приложение.

Първо, помислете за състоянието на алуминиевите листове.

ГОСТ 21631-76 определя за нас 7 възможни състояния на листа, ние се спираме само на най-често срещаните:

1) отпален - М;

Мек алуминиев лист, лесен за деформиране.

2) полугарантиран - Н2;

Алуминиевият лист е по-твърд, отколкото в състояние "М", освен това е лесен за деформация (издържа на огъване до 90 градуса.). Запазва добре формата си, тежкото състояние предотвратява образуването на вдлъбнатини, поради което най-често се използва при изолация на тръби.

3) наети - N;

Хартинг  те наричат \u200b\u200bметода на втвърдяване на метал с помощта на студена деформация (допълнително търкаляне на машината).

4) втвърдена и естествено състарена - Т;

Плътни алуминиеви листове. По-труден за обработка (при огъване на 90 градуса се спука). Използва се в части и възли с високо натоварване.

Сплави 1105, VD1.

Техническият алуминиев лист се използва като изолационен и довършителен материал. Лекото тегло на листа и неговата гъвкавост осигуряват ниски разходи и удобство при извършване на изолационни работи. Най-често използваните сплави са 1105AN2, VD1AN2. Също така сплавта AD1N2 се използва за топлоизолация.

Сплави от алуминиево-магнезиевата група: AMG2, AMG3, AMG5, AMG6.

Киселинноустойчивият алуминиев лист е изработен от алуминий, легиран с магнезий и манган. Марките AMg2M, AMg3M, AMg5M, AMg6M имат високи антикорозионни характеристики, са перфектно заварени. Поради това те се използват широко при производството на заварени резервоари, резервоари за гориво и други части в самолетостроенето. Чудесно за промишлено корабостроене, както и за частно производство на лодки, лодки, катамарани.

Сплави AD1, A5.

Хранителният алуминиев лист е направен от първичен клас алуминий - втвърден (A5N, AD1H), полутвърден (A5H2, AD1H2), отпален (A5M, AD1M).

Лети AMC.

Алуминиевите листове AMts имат повишена пластичност и лесно се деформират. Използват се в полуклетъчни и клетъчни състояния в автомобилната индустрия за производство на радиатори, рамки, нитове. Може да се използва и в производството на храни, но без директен контакт с храната.

Сплави D16, D19, V95.

D16AM е отпален дуралумин, с нормална облицовка. D16AM се отнася до висококачествения тип дуралумин, устойчив е на външни влияния. D16AM не става крехък на студа, поради което се използва в условия, при които използването на други видове стомана става невъзможно. Листът от сплав D16AM е най-широко използван при производството на различни части, произведени чрез щамповане.

D16AT - е изработен от алуминиева сплав със легиращи елементи, основната от които е медта. Сплавта се използва за производството на огънати профили. Предимство на D16AT е, че частта, изработена от такава сплав, веднага се оказва твърда, без допълнителна термична обработка.

D16T - дуралумин, произведен от алуминиева сплав с мед и манган. D16T има добра пластичност и повишена характеристика на умора. Обхватът на приложение на сплавта е широк. D16T се използва в строителството, производството на самолети, корабостроенето, производството на мебели и в други индустрии.

B95 е трайна самолетна сплав. Използва се за покриване на крилото (плочи, листове), стрингери (огънат лист и пресовани), греди, стелажи и други елементи от фюзелажа и крилото на съвременните самолети (TU-204, IL-96, Be-200) и други силно натоварени конструкции, работещи в най-вече за компресия.

Сплавите D16, B95 не се заваряват чрез аргоно-дъгово и газово заваряване. Следователно нитове най-често се използват за съчленяване на полуготови продукти (дебели листове, профили и панели).

Признатите международни и национални стандарти (предишни немски DIN, а сега европейски EN, американски ASTM стандарти, международни ISO), както и нашите GOSTs, разглеждат алуминия и алуминиевите сплави отделно. В същото време алуминият се разделя на степени, а не на сплави.

Алуминиевите степени са разделени на:

• алуминий с висока чистота (99,95%) и
• технически алуминий, който съдържа до 1% примеси или добавки.

Микроструктурата на индустриалния алуминий е основно малки количества железни и силициеви съединения в алуминиева матрица.

Технически алуминий

Нелегираният алуминий - индустриален алуминий - се разделя на степени в зависимост от неговата чистота - съдържание на примеси. Те се наричат \u200b\u200bтака, например, алуминиев клас AD0 съгласно GOST 4784-97 или алуминиев клас 1050 съгласно EN 573-3.

За алуминия в международната класификация на алуминий и алуминиеви сплави е отделена серия от 1xxx (или 1000).

Степени на алуминия в стандартите

Степени на алуминий в EN 573-3

Стандартът EN 573-3 назовава различни варианти за чистота на алуминий, например „алуминий EN AW 1050A“ и алуминиеви сплави, например „сплав EN AW 6060“. В същото време алуминият често се нарича сплав, например, както следва: "1050A алуминиева сплав."

Степени на алуминий в GOST 4784

В нашите стандарти, например, в GOST 4784-97 "Алуминиеви и ковани алуминиеви сплави" и други стандарти за алуминий и алуминиеви сплави, вместо понятието "обозначаване" се използва близкото понятие "марка", макар и с английския еквивалент на "клас". Според стандарта, изразите като „алуминий клас AD0“ и „алуминиева сплав клас AD31“ трябва да бъдат официално приложени.

На практика думата „марка“ се използва само за алуминий и алуминиевите сплави често се наричат \u200b\u200bпросто „алуминиеви сплави“ без никакви маркировки, например „алуминиева сплав AD31“. И това според нас е в съответствие с приетия международен подход.

Марка алуминий и алуминиева маркировка

По-лошото е, че терминът „маркировка“ често се бърка с термина „маркиране“.

Според GOST 2.314-68 маркиране  - това е набор от знаци, характеризиращи продукта, например обозначение, код, номер на партида (серия), сериен номер, дата на производство, търговска марка на производителя, марка  материал, монтажни или транспортни знаци и т.н. Значи обозначението или марка  сплавът е само малка част   маркиране  и със сигурност не самата маркировка.

За да посочите марката на алуминий или сплав на един от краищата на слитъка, блокове и т.н., цветни ивици се нанасят с незаличима боя - това вече е маркиране, Например, съгласно GOST 11069-2001, алуминий клас A995 е маркиран с четири зелени вертикални ивици.

Степени на алуминий съгласно GOST 11069 и GOST 4784

Алуминиевите марки поставят два основни стандарта:

• GOST 11069-2001 (DSTU GOST 11069: 2003) за първичен алуминий под формата на блокове, блокове, телени пръти, панделки и в течно състояние;
• GOST 4784-97 върху кована алуминий за производство на полуготови продукти чрез гореща или студена деформация, както и плочи и блокове.

ГОСТ 11069

ГОСТ 11069-2001 (таблица 1) обозначава алуминиевите степени по числа след десетичната запетая в процента на алуминия: A999, A995, A99, A85, A8, A7, A6, A5 и A0. Най-чистият алуминий - алуминий с висока чистота A999 - съдържа най-малко 99,999% алуминий, а сборът на всички примеси не е повече от 0,001%. Използва се главно за лабораторни експерименти. Промишлеността също използва алуминий с висока чистота (съдържание на алуминий от 99,95 до 99,995%) и техническа чистота (съдържание на алуминий от 99,0 до 99,85%. Основните (постоянни) примеси на алуминия са желязо и силиций.

ГОСТ 4784

GOST 4784-97 включва алуминий, който се използва при производството на продукти чрез металообразуващи методи. Тук числата не казват нищо полезно (таблица 2): AD000, AD00, AD0, AD1 и AD. Модификациите с буквата Е (електрически) съдържат по-ниско съдържание на силиций за подобряване на електропроводимостта. За разлика от GOST 11069, GOST 4784 не изключва вторичен алуминий, тоест алуминий, получен от скрап.