Gradele de aluminiu. Oțel inoxidabil sau aluminiu

În prezent, cele mai răspândite sisteme NVF pe piața rusă pot fi împărțite în trei mari grupuri:

• sisteme cu construcție sub-superficială a aliajelor de aluminiu;
• sisteme cu construcție subfacială din oțel zincat cu acoperire polimerică;
• sisteme de pardoseală din oțel inoxidabil.

Cele mai bune rezistențe și indicatori termofizici, desigur, au structuri subfaciale din oțel inoxidabil.

Analiza comparativă a proprietăților fizice și mecanice ale materialelor

* Proprietățile din oțel inoxidabil și galvanizat diferă ușor.

Caracteristici termotehnice și de rezistență din oțel inoxidabil și aluminiu

1. Având în vedere capacitatea de rulment de 3 ori mai mică și o conductibilitate termică de 5,5 ori mai mare a aluminiului, un suport din aliaj de aluminiu este o „punte rece” mai puternică decât o suportă din oțel inoxidabil. Un indicator în acest sens este coeficientul de uniformitate termotehnică a plicului clădirii. Conform cercetărilor, coeficientul de uniformitate termotehnică a structurii de închidere la utilizarea unui sistem din oțel inoxidabil a fost de 0,86-0,92, iar pentru sistemele din aluminiu este de 0,6-0,7, ceea ce face necesară amplasarea unei grosimi mari de izolare și, în consecință, creșterea costului fațadei .

Pentru orașul Moscova, rezistența de transfer de căldură necesară a pereților, ținând cont de coeficientul de omogenitate termotehnică, este de 3,13 / 0,92 \u003d 3,4 (m2. ° C) / W pentru suportul inoxidabil și de 3,13 / 0,7 \u003d pentru suportul de aluminiu. 4,47 (m 2, ° C) / W, adică 1.07 (m 2. ° C) / W mai mare. Prin urmare, atunci când se utilizează paranteze din aluminiu, grosimea izolației (cu un coeficient de conductivitate termică de 0,045 W / (m. ° C) ar trebui să fie luată cu aproape 5 cm mai mult (1,07 * 0,045 \u003d 0,048 m).

2. Datorită grosimii și conductivității termice mai mari a parantezelor din aluminiu, conform calculelor făcute la Institutul de Cercetare a Fizicii Clădirilor, la o temperatură exterioară de -27 ° C, temperatura la ancoră poate scădea la -3,5 ° C sau chiar mai scăzută, deoarece în calcule, suprafața transversală a suportului de aluminiu a fost presupusă a fi de 1,8 cm2, în timp ce în realitate este de 4-7 cm2. Când folosiți un suport din oțel inoxidabil, temperatura la ancoră a fost de +8 ° C. Adică, atunci când folosiți paranteze de aluminiu, ancora funcționează în zona de temperaturi alternative, unde umiditatea se poate condensa pe ancoră, urmată de îngheț. Acest lucru va distruge treptat materialul stratului structural al peretelui din jurul ancorei și, în consecință, va reduce capacitatea de rulare a acestuia, ceea ce este deosebit de important pentru pereții confecționați dintr-un material cu capacitate de rulment scăzută (beton spumant, cărămidă goală etc.). În același timp, garniturile termoizolante de sub bracket datorită grosimii lor mici (3-8 mm) și conductivității termice ridicate (în raport cu izolația) reduc pierderea de căldură cu doar 1-2%, adică. practic nu rupeți „podul rece” și nu au un efect mic asupra temperaturii ancorei.

3. Expansiune termică scăzută a ghidajelor. Deformația termică a unui aliaj de aluminiu este de 2,5 ori mai mare decât cea a oțelului inoxidabil. Oțelul inoxidabil are un coeficient mai mic de expansiune termică (10 10 -6 ° C -1), comparativ cu aluminiu (25 10 -6 ° C -1). În consecință, extensia ghidajelor de 3 metri cu o diferență de temperatură de la -15 ° C la +50 ° C va fi de 2 mm pentru oțel și 5 mm pentru aluminiu. Prin urmare, pentru a compensa expansiunea termică a ghidului din aluminiu, sunt necesare o serie de măsuri:

și anume, introducerea de elemente suplimentare în subsistem - diapozitiv mobil (pentru paranteze în formă de U) sau găuri ovale cu bucși pentru nituri - nu fixare rigidă (pentru suporturi în formă de L).

Acest lucru duce în mod inevitabil la o complicație și apreciere a subsistemului sau a unei instalări necorespunzătoare (deoarece se întâmplă deseori ca instalatorii să nu folosească bucșe sau să remedieze incorect ansamblul cu elemente suplimentare).

Ca urmare a acestor măsuri, sarcina de greutate cade numai pe suporturile de susținere (superior și inferior), iar celelalte servesc doar ca suport, ceea ce înseamnă că ancorele nu sunt încărcate uniform și acest lucru trebuie luat în considerare la elaborarea documentației de proiect, care de multe ori pur și simplu nu o face. În sistemele de oțel, întreaga sarcină este distribuită uniform - toate nodurile sunt fixate rigid - expansiunea nesemnificativă a temperaturii este compensată de munca tuturor elementelor în stadiul deformării elastice.

Proiectarea clemei permite distanța dintre plăcile din sistemele din oțel inoxidabil de la 4 mm, în timp ce în sistemele din aluminiu - cel puțin 7 mm, ceea ce, de asemenea, nu se potrivește multor clienți și strică aspectul clădirii. În plus, clema trebuie să asigure circulația liberă a plăcilor de placare prin cantitatea de alungire a ghidajelor, altfel plăcile vor fi distruse (în special la joncțiunea ghidajelor) sau extinderea clamei (ambele putând duce la pierderea plăcilor de acoperire). În sistemul de oțel nu există pericol de extindere a picioarelor clamerului, ceea ce se poate întâmpla în timp în sistemele de aluminiu din cauza deformațiilor mari de temperatură.

Proprietăți ignifuge din oțel inoxidabil și aluminiu

Punctul de topire al oțelului inoxidabil este 1800 ° C, iar aluminiu 630/670 ° C (în funcție de aliaj). Temperatura în timpul unui incendiu pe suprafața interioară a plăcii (conform rezultatelor testelor Centrului Regional de Certificare „EXPERIENȚA” MOOU) atinge 750 ° C. Astfel, atunci când folosiți structuri de aluminiu, substructura se poate topi și o parte a fațadei se prăbușește (în zona deschiderii ferestrei), iar la o temperatură de 800-900 ° C, aluminiul în sine suportă arderea. Oțelul inoxidabil nu se topește în timpul unui incendiu, de aceea este cel mai de preferat în conformitate cu cerințele de securitate la incendiu. De exemplu, la Moscova, în timpul construcției clădirilor înalte, în general nu sunt permise utilizarea substructurilor de aluminiu.

Proprietăți de coroziune

Până în prezent, singura sursă fiabilă în ceea ce privește rezistența la coroziune a unui anumit design subfacial și, în consecință, durabilitatea, este opinia experților ExpertKorr-MISiS.

Cele mai durabile sunt structurile din oțel inoxidabil. Durata de viață a unor astfel de sisteme este de cel puțin 40 de ani într-o atmosferă industrială urbană de agresivitate moderată și de cel puțin 50 de ani într-o atmosferă relativ curată de agresivitate slabă.

Datorită filmului cu oxid, aliajele de aluminiu au o rezistență mare la coroziune, dar în prezența unor concentrații mari de cloruri și sulf în atmosferă, poate apărea rapid coroziunea intergranulară, ceea ce duce la o scădere semnificativă a rezistenței elementelor structurale și la distrugerea lor. Astfel, durata de utilizare a unei structuri din aliaj de aluminiu într-o atmosferă industrială urbană cu agresivitate moderată nu depășește 15 ani. Cu toate acestea, în conformitate cu cerințele Rosstroy, în cazul utilizării aliajelor de aluminiu pentru fabricarea elementelor substructurii NVF, toate elementele trebuie să aibă în mod necesar un strat de anod. Prezența unui strat de anod crește durata de viață a substructurii din aliaj de aluminiu. Însă, în timpul instalării unei substructuri, diferitele elemente ale acesteia sunt conectate cu nituri, pentru care găurile sunt găurite, ceea ce provoacă o încălcare a acoperirii anodice la locul de atașare, adică sunt inevitabil create secțiuni fără acoperire cu anod. În plus, miezul de oțel al niturilor de aluminiu împreună cu mediul de aluminiu al elementului alcătuiesc o pereche galvanică, ceea ce duce, de asemenea, la dezvoltarea de procese active de coroziune intergranulară în locurile de atașare ale elementelor substructurii. Este demn de remarcat faptul că deseori ieftinitatea unuia sau altui sistem NVF cu o substructură din aliaj de aluminiu se datorează tocmai absenței unei acoperiri cu anod protector pe elementele sistemului. Producătorii fără scrupule de astfel de substructuri economisesc procese electrochimice costisitoare pentru produse de anodizare.

Din punct de vedere al durabilității unui proiect, oțelul zincat are o rezistență insuficientă la coroziune. Dar după aplicarea acoperirii polimerice, durata de funcționare a substructurii de oțel galvanizat cu acoperire polimerică va fi de 30 de ani într-o atmosferă industrială urbană de agresivitate moderată și de 40 de ani într-o atmosferă curată condiționat de agresivitate slabă.

Comparând indicatorii de mai sus ai substructurilor din aluminiu și oțel, putem concluziona că substructurile din oțel sunt semnificativ superioare celor din aluminiu în toți indicatorii.

Puteți spune ce foaie de aluminiu este folosită în fiecare imagine? Ai dificultăți?
Să încercăm împreună să înțelegem aliajele de bază de aluminiu și aplicarea lor.

În primul rând, luați în considerare starea foilor de aluminiu.

GOST 21631-76 ne definește 7 stări posibile ale foii, rămânem doar pe cele mai comune:

1) recoacere - M;

Foaie de aluminiu moale, ușor de deformat.

2) semi-garantat - H2;

Foaia de aluminiu este mai rigidă decât în \u200b\u200bstarea „M”, de asemenea, este ușor de deformat (rezistă la îndoire până la 90 de grade). Își păstrează bine forma, o condiție dură împiedică formarea de scufundări, de aceea este utilizată cel mai adesea în izolarea conductelor.

3) închiriat - N;

deformare la rece   ei numesc metoda de întărire a metalului folosind deformarea la rece (rulare suplimentară pe mașină).

4) întărit și îmbătrânit natural - T;

Foi din aluminiu solid. Mai dificil de procesat (atunci când este îndoit la 90 de grade, izbucnește). Este utilizat în piese și ansambluri cu o sarcină mare.

Aliajele 1105, VD1.

Folia tehnică de aluminiu este utilizată ca material izolant și de finisare. Greutatea ușoară a foii și flexibilitatea acesteia oferă costuri reduse și comoditate la efectuarea lucrărilor de izolare. Cele mai utilizate aliaje sunt 1105AN2, VD1AN2. De asemenea, aliajul AD1N2 este utilizat pentru izolarea termică.

Aliajele grupului aluminiu-magneziu: AMG2, AMG3, AMG5, AMG6.

Foaia de aluminiu rezistentă la acizi este realizată din aluminiu aliat cu magneziu și mangan. Brandurile AMg2M, AMg3M, AMg5M, AMg6M au caracteristici anticorozive ridicate, sunt perfect sudate. Prin urmare, sunt utilizate pe scară largă la fabricarea rezervoarelor sudate, a rezervoarelor de combustibil și a altor piese în construcția aeronavelor. Excelent pentru construcția de nave industriale, precum și pentru fabricarea privată de bărci, bărci, catamarane.

Aliajele AD1, A5.

Foaia de aluminiu de calitate alimentară este fabricată din grade primare de aluminiu - întărit (A5H, AD1H), semi-întărit (A5H2, AD1H2), lăcuită (A5M, AD1M).

Aliaj AMC.

Foile de aluminiu AMts au o ductilitate crescută și sunt ușor de deformat. Acestea sunt utilizate în stare semi-cache și în cușcă în industria auto pentru fabricarea caloriferelor, ramelor, niturilor. Poate fi folosit și în producția de alimente, dar fără contact direct cu alimentele.

Aliajele D16, D19, V95.

D16AM este o duralumină recoltată, cu placare normală. D16AM se referă la tipul de duralumină cu rezistență ridicată, este rezistent la influențele externe. D16AM nu devine fragil la frig, de aceea este utilizat în condiții în care utilizarea altor tipuri de oțel devine imposibilă. Foaia din aliaj D16AM este cea mai utilizată la producerea diferitelor piese fabricate prin ștanțare.

D16AT - este confecționat dintr-un aliaj de aluminiu cu elemente de aliere, al căror principal este cuprul. Aliajul este utilizat pentru fabricarea profilelor îndoite. Avantajul D16AT este că partea dintr-un astfel de aliaj se dovedește imediat solidă, fără un tratament termic suplimentar.

D16T - duralumină produsă dintr-un aliaj de aluminiu cu cupru și mangan. D16T are o ductilitate bună și caracteristici de oboseală crescute. Gama de aplicare a aliajului este largă. D16T este utilizat în construcții, producție de aeronave, construcții navale, fabricarea de mobilă și în alte industrii.

B95 este un aliaj de zbor durabil. Se folosește pentru acoperirea vârfului aripii (plăci, foi), stringere (foaie îndoită și presată), grinzi, rafturi și alte elemente ale fuselajului și aripa aeronavelor moderne (TU-204, Il-96, Be-200) și a altor structuri foarte încărcate care operează în mai ales pentru compresie.

Aliajele D16, B95 nu sunt sudate prin sudură cu arc argon și gaze. Prin urmare, niturile sunt cel mai adesea utilizate pentru articularea semifabricatelor (foi groase, profile și panouri).

Standardele internaționale și naționale recunoscute (fosta germană DIN, și acum European EN, standardele americane ASTM, ISO internațional), precum și GOST-urile noastre, consideră separat aluminiul și aliajele de aluminiu. În acest caz, aluminiul este subdivizat în grade (grade) și nu în aliaje (aliaje).

Gradele de aluminiu sunt împărțite în:

• aluminiu de înaltă puritate (99,95%) și
• aluminiu tehnic, care conține până la 1% de impurități sau aditivi.

Microstructura aluminiului industrial este în principal cantități mici de compuși de fier și siliciu într-o matrice de aluminiu.

Aluminiu tehnic

Aluminiul nealiat - aluminiu industrial - este împărțit în grade în funcție de puritatea sa - conținutul de impuritate. Acestea sunt numite, de exemplu, aluminiu grad AD0 conform GOST 4784-97 sau aluminiu grad 1050 conform EN 573-3.

Pentru aluminiu, în clasificarea internațională a aluminiului și aliajelor de aluminiu, este alocată o serie separată de 1xxx (sau 1000).

Gradele de aluminiu în standarde

Gradele de aluminiu din EN 573-3

Standardul EN 573-3 numește diferite versiuni de puritate ale aluminiului, de exemplu, „EN AW 1050A aluminiu” și aliaje de aluminiu, de exemplu, „EN AW 6060 aliaj”. În același timp, aluminiul este adesea numit aliaj, de exemplu, după cum urmează: "1050A aliaj de aluminiu".

Gradele de aluminiu în conformitate cu GOST 4784

În standardele noastre, de exemplu, în GOST 4784-97 „Aluminiu și aliaje de aluminiu forjat” și alte standarde pentru aluminiu și aliaje de aluminiu, în loc de conceptul de „desemnare”, conceptul apropiat de „marcă” este utilizat, deși cu echivalentul englez al „gradului”. Conform standardului, expresii precum „aluminiu de calitate AD0” și „aliaj de aluminiu de calitate AD31” trebuie să fie aplicate în mod oficial.

În practică, cuvântul „brand” este folosit doar pentru aluminiu, iar aliajele de aluminiu sunt adesea denumite simplu „aliaje de aluminiu” fără nicio marcă, de exemplu „aliaj de aluminiu AD31”. Și aceasta, în opinia noastră, este în concordanță cu abordarea internațională acceptată.

Marcaj aluminiu și marcaj aluminiu

Mai rău, termenul „marcă” este adesea confundat cu termenul „marcaj”.

Conform GOST 2.314-68 marcare   - acesta este un set de caractere care caracterizează produsul, de exemplu, denumirea, codul, numărul lotului (seria), numărul de serie, data fabricației, marca comercială a producătorului; marca   materiale, semne de montaj sau de transport etc. Deci desemnarea sau marca   aliajul este doar o mică parte   marcare   și cu siguranță nu marcajul în sine.

Pentru a indica marca de aluminiu sau aliaj pe unul dintre capetele lingoului, lingouri etc., se aplică dungi colorate cu vopsea de neșters - aceasta este deja marcare. De exemplu, conform GOST 11069-2001, aluminiu de calitate A995 este marcat cu patru dungi verzi verticale.

Gradele de aluminiu conform GOST 11069 și GOST 4784

Clasele din aluminiu au stabilit două standarde principale:

• GOST 11069-2001 (DSTU GOST 11069: 2003) pentru aluminiu primar sub formă de lingouri, lingouri, tije de sârmă, panglici și în stare lichidă;
• GOST 4784-97 pe aluminiu forjat pentru fabricarea de semifabricate prin deformare la cald sau la rece, precum și plăci și lingouri.

GOST 11069

GOST 11069-2001 (tabelul 1) desemnează gradele de aluminiu după numere după punctul zecimal în procentul de aluminiu: A999, A995, A99, A85, A8, A7, A6, A5 și A0. Cel mai pur aluminiu - aluminiu de înaltă puritate A999 - conține cel puțin 99,999% aluminiu, iar suma tuturor impurităților nu este mai mare de 0,001%. Este utilizat în principal pentru experimente de laborator. De asemenea, industria folosește aluminiu de înaltă puritate (conținut de aluminiu de la 99,95 la 99,995%) și puritate tehnică (conținut de aluminiu de la 99,0 la 99,85%. Principalele impurități (permanente) ale aluminiului sunt fierul și siliconul).

GOST 4784

GOST 4784-97 include aluminiu, care este utilizat la fabricarea produselor prin metode de formare a metalelor. Aici, numerele nu spun nimic util (tabelul 2): \u200b\u200bAD000, AD00, AD0, AD1 și AD. Modificările cu litera E (electrice) conțin un conținut mai mic de siliciu pentru a îmbunătăți conductivitatea electrică. Spre deosebire de GOST 11069, GOST 4784 nu exclude aluminiul secundar, adică aluminiul obținut din resturi.