Ответов в этой теме: 11 Страница: 1 2 «« назад || далее »»
[ Ответ на тему ]
Автор
Тема: Отделение алюминия от стали
lsnkostroma Пользователь Ранг: 4
16.07.2008 // 11:29:42 Редактировано 1 раз(а)
Ничего лучшего, скорее всего, не придумаете. Для более полной очистки от алюминия попробуйте варианты:
1) греть до кипения; 2) работать не с водной, а насыщенным спиртовым (этанол, изопропанол) раствором щёлочи; 3) дочищать свежим раствором щёлочи. 4) использовать одновременно химическую и механическую очистку.
Эксперт Пользователь Ранг: 146
16.07.2008 // 11:51:46
sinthetic пишет: Ничего лучшего, скорее всего, не придумаете. Для более полной очистки от алюминия попробуйте варианты:
1) греть до кипения; 2) работать не с водной, а насыщенным спиртовым (этанол, изопропанол) раствором щёлочи; 3) дочищать свежим раствором щёлочи. 4) использовать одновременно химическую и механическую очистку.
Маловероятно, чтобы для изготовления автомобильных поршней применяли чистый алюминий. Скорее всего, это какой-то сплав, возможно, силумин. Тогда «шлак» может оказаться кремневой кислотой. Кроме того, в щелочи не будут растворяться вкрапления электродного графита. Если есть такая возможность, можно попробовать применить ультразвуковую ванну.
sinthetic Пользователь Ранг: 3526
16.07.2008 // 13:14:10 Кремний со свистом растворяется в щёлочи.
lsnkostroma Пользователь Ранг: 4
16.07.2008 // 13:40:25
sinthetic пишет: Ничего лучшего, скорее всего, не придумаете. Для более полной очистки от алюминия попробуйте варианты:
1) греть до кипения; 2) работать не с водной, а насыщенным спиртовым (этанол, изопропанол) раствором щёлочи; 3) дочищать свежим раствором щёлочи. 4) использовать одновременно химическую и механическую очистку.
Маловероятно, чтобы для изготовления автомобильных поршней применяли чистый алюминий. Скорее всего, это какой-то сплав, возможно, силумин. Тогда «шлак» может оказаться кремневой кислотой. Кроме того, в щелочи не будут растворяться вкрапления электродного графита. Если есть такая возможность, можно попробовать применить ультразвуковую ванну.[/quot сплав АК12ММГ (12 % КРЕМНИЯ)
lsnkostroma Пользователь Ранг: 4
16.07.2008 // 13:49:23
sinthetic пишет: Ничего лучшего, скорее всего, не придумаете. Для более полной очистки от алюминия попробуйте варианты:
1) греть до кипения; 2) работать не с водной, а насыщенным спиртовым (этанол, изопропанол) раствором щёлочи; 3) дочищать свежим раствором щёлочи. 4) использовать одновременно химическую и механическую очистку.
23.07.2008 // 14:03:04
[сплав АК12ММГ (12 % КРЕМНИЯ)
Конечно в растворе щелочи такой сплав будет растворяться, но кремний в растворе алюмината будет гидролизоваться с образованием плёнки кремневой кислоты и силикатов, которая затрудняет проникновение щелочи к поверхности металла. Кроме того в этой плёнке будут находиться и минорные компонента сплава: медь, магний, никель. железо, марганец и хром. Вероятно, эту кашу надо убирать механически, возможно, после высушивания или легкого прокаливания. Обратите также внимание на то, что количество раствора щелочи должно быть достаточным для полного растворения алюминия и кремния на протяжении всего процесса.
Эксперт Пользователь Ранг: 146
23.07.2008 // 14:03:11 Редактировано 1 раз(а)
Пользователь удалил свое сообщение
metil Пользователь Ранг: 54
24.07.2008 // 1:37:26 лучшее, что здесь может помочь + к кипячению с щелочью механическое воздействие. Даже самые кремнистые алюминивые сплавы не стойки в щелочных средах. Остающиеся частицы скорее всего скелетные оксидно-кремнивые остатки, растворить, которые очень трудно, проще снять механическим воздействием(предлагалось ранее ультрозвуком), могу лишь добавить суспензионную обработку абразивами(песок самое простое), эдакая водно-щелочная пескоструюная обработка!
Ответов в этой теме: 11 Страница: 1 2 «« назад || далее »»
Какие изделия изготавливаются из сплава железа с алюминием?
Сплавы железа с алюминием обладают уникальными свойствами, позволяющими применять их для изготовления деталей, подверженных термическим воздействиям, окислению или коррозии. Их использование имеет узкую направленность — они ориентированы на промышленные сферы эксплуатации.
Сплав железа с алюминием
История открытия
Первые попытки применения сплавов алюминия и железа были предприняты Фарадеем в 1820 году. Были попытки использовать сплав алюминия в качестве легирующего элемента для получения высокопрочной стали, но они оказались неэффективными.
Тщательные исследования были возобновлены после 1918 года в СССР, Германии, Англии. Было показано, что при добавлении Al возрастают жаропрочные свойства чугуна. Образцы обладают повышенной прочностью, хрупкостью, стойко переносят контакт с кислыми средами, не склонны к образованию окалин.
Было обнаружено, что появление окалин зависит от толщины оксидной плёнки на образцах: чем она толще, однороднее, тем выше защита поверхности. Важно, чтобы окислы не формировали эвтектическую фазу и не подвергались возгонке, а их ионная проводимость была минимальной.
Множество проведённых исследований сплавов Fe и Al закончились определением их химических и физических свойств. Это связано с проблемами газового насыщения образцов, угаром алюминия, формированием внутренних оксидных плёнок, разрушением образцов при нормальных условиях.
Наиболее перспективными оказались сплавы с содержанием от 16 до 20% Al и 3% углерода, получившие название «чугаль». Именно их начали выплавлять в СССР.
Позже группа изобретателей во главе с З. Эмингером разработала технологию производства качественных отливок железоалюминиевых образцов. Благодаря этому были получены новые данные.
Состав и структура
Структура сплава алюминия с железом представляет собой пересыщенный раствор Al в α-Fe с упорядочением структуры FeAl (тип В2), наличием включений Fe3AlCx. Свойства определяются упорядочением альфа-фазы и пересыщением. Чтобы сформировать однородный состав, необходим отжиг при температуре выше упорядочения состава с последующим регулируемым охлаждением.
При количестве Al 8–14% формируется столбчатая матричная структура. В процессе отжига структура немного упорядочивается: включения длиной до 150 мкм находятся вдоль границы зёрен. Выделение включений происходит при охлаждении из твёрдой фазы.
Метастабильное состояние фазы определяется количеством включений. Отжиг позволяет их сократить до 2%. Чем больше в составе алюминия, тем больше создаётся негомогенных областей, в результате чего понижается микротвёрдость матрицы до 0,4 ГПа и износостойкость образца.
С увеличением скорости отжига при водяном или воздушном охлаждении количество карбидных включений снижается.
14-20% сплав алюминия с железом имеет также матричную структуру, но карбидная фаза обеднена по Al и структура FeAl не упорядочена. При отжиге на воздухе количество карбидных включений возрастает, за счёт чего повышаются свойства износостойкости и прочности. Если проводить охлаждение в воде, то такого эффекта не наблюдается и образец получается хрупким.
При повышенном содержания в сплаве Al от 20 до 30% карбидной фазы становится меньше, при охлаждении образцов данная фаза отсутствует в структуре или не более 3%. За счёт большого количества алюминия образец приобретает высокую прочность и пластичность. Воздушное охлаждение после отжига стимулирует образование твёрдых износостойких фаз.
Увеличение содержания алюминия в расплаве становится причиной формирования интерметаллида Fe4Al13, который не устраняется после отжига, а образец становится непригодным для какого-либо практического применения.
Для улучшения свойств расплава в состав вводятся следующие легирующие элементы:
Содержание углерода — от 100 до 500 мг/кг.
Температура плавления
Характеристики и свойства
Сплавы железа и алюминия имеют следующие характеристики:
Изготовление
Сплав создаётся из отходов дюрали, алюминия и железа путём алитирования. В жаростойкую ёмкость (электродуговую печь) засыпают, очищенные от окалин и грязи, куски стали (степень очистки 99%), 49% смесь Al или алюминиевого сплава, содержащего 2% хлористого аммония, а затем спекают в атмосфере аргона. Температура термообработки может составлять от +900 0 С до +1500 0 С.
Нагрев ёмкости осуществляют подачей тока на нагревательные элементы или через саму конструкцию, при условии её высокого омического сопротивления.
После нагрева выбирают оптимальный способ отжига, в зависимости от состава компонент, с последующим естественным охлаждением.
Где применяют?
Железоалюминиевые расплавы применяются при производстве деталей и агрегатов, которые подвержены следующим воздействиям:
Также сплавы заменяют никелевые сверхпрочные сплавы и специальные стали.
Изделия из сплава
Достоинства и недостатки
Преимущество сплава железа с алюминием — механические характеристики, которые сравнимы с некоторыми титановыми и никелевыми суперсплавами. Предел прочности при растяжении составляет до 100 МПа.
Другим достоинством является стойкость к окислению и коррозии при температурах до +700 0 С. При более высоких температурах допустимо применение таких конструкций, но без значительных механических нагрузок.
К недостаткам относят:
Сплав легко расплавляется, что позволяет снизить расходы на его производство. Допустимо использование вторсырья, которое прошло соответствующие этапы очистки от примесей.
Один из самых «бородатых» анекдотов студентов – химиков: «Алюминий – это такое железо, только легкое». Ну а если серьезно, элемент периодический системы №13 – самый легкий металл, который может существовать в чистом виде в воздушной атмосфере. Относительную химическую инертность обеспечивает тончайшая пленка, состоящая из оксида и гидроксида, которая пассивирует поверхность и предотвращает дальнейшую реакцию с атмосферным кислородом или слабыми растворами щелочей и кислот.
Где можно найти алюминиевый лом?
Знакомые с детства алюминиевые кастрюли столовые приборы, и даже фольга от шоколадки – далеко не полный перечень изделий, которые изготавливаются из алюминия. Во времена СССР цена алюминиевых изделий никак не соответствовала его реальной стоимости, что формировало ошибочное мнение о дешевизне этого материала. В любом гараже или сарае найдутся десятки алюминиевых предметов: оконная фурнитура, старые алюминиевые радиаторы, детали велосипедов, походные чайники и котелки, остатки кабеля – перечислять можно долго. Из-за бесхозяйственности 80-90-х годов на промышленных свалках можно найти даже целые чушки товарного алюминия.
Для народного хозяйства этот металл имеет стратегическое значение. Промышленное получение осуществляется методом электролиза расплава, что связано с огромными энергозатратами. Переработка вторичного сырья гораздо дешевле (экономия электроэнергии до 75%, сокращение вредных выбросов в атмосферу – до 90%), кроме того, этот металл можно переплавлять многократно без ухудшения физических свойств. Алюминиевый лом без ограничений покупается почти во всех пунктах приема металлолома и стоит намного дороже, чем лом черных металлов. После приема производится дальнейшая сортировка, после которой вторичное сырье подвергается классификации с присвоением класса, группы и сорта. Общее количество разновидностей алюминиевого вторичного сырья превышает 20 наименований.
Физика и химия вещества
Из школьного курса химии известно, то алюминий – металл серебристо-белого цвета, обладающий низкой плотностью, высокой тепло- и электропроводностью. На воздухе покрывается защитной пленкой, которая легко растворяется в горячих растворах щелочей и кислот, некоторые его соединения обладают амфотерными свойствами. Даже на основе таких поверхностных сведений можно предложить несколько способов, как отличить алюминий от других металлов.
Главное отличие от нержавейки, железа, олова, свинца и других металлов, наиболее часто сдаваемых в металлолом, – низкая плотность, определить которую можно и в домашних условиях. Для этого понадобится мерный цилиндр и кухонные весы с точностью взвешивания до 1 грамма. Методика проста и не требует специальных знаний: предварительно взвешенную деталь из исследуемого материала опускаем в мерный цилинр, заполненный водой, и отмечаем изменение положения мениска жидкости. Далее делим массу детали на ее объем, равный разности уровня воды в цилиндре, и получаем плотность. Если получилось значение, близкое к 2,7 г/мл, то с высокой долей вероятности деталь сделана из алюминия.
В классической химии качественной реакцией на алюминий является проба с соляной кислотой и гидроксидом аммония. Если растворить алюминиевый образец в 10%-ом растворе соляной кислоты, а затем добавить обычный нашатырный спирт, то выпадет осадок Al(OH)3↓.
Внимание: реакция сопровождается бурным газообразованием (выделение водорода), поэтому необходимо соблюдать технику безопасности (защитные очки, перчатки, фартук).
Простейший способ, как отличить алюминий от железа – магнитная проба: алюминиевые детали не будут притягиваться к магниту. Однако, этот эффект является необходимым, но не достаточным подтверждением того, что исследуемый образец изготовлен из алюминия, поскольку парамагнитными свойствами обладают как алюминиевые сплавы, так и некоторые цветные металлы. Далее показан опыт с магнитом на маятнике и листом алюминия (в случае отсутствия магнетизма маятник бы не остановился по-середине и, по энерции, продолжил колебаться).
Отличие от дюраля
Несведущему человеку с первого взгляда достаточно сложно идентифицировать эти материалы, максимально точный результат можно получить лишь в химлаборатории. Предварительное заключение можно сделать, воспользовавшись советами, которыми делятся специалисты на профессиональных форумах. В паре алюминий/дюраль первый будет издавать высокий звон при ударе, не ломается при сгибании, а после снятия стружки поверхность блестит, как у серебра (кстати, спутать эти металлы практически невозможно, так как серебро отличается гораздо большим удельным весом). На изломе алюминий дает мелкозернистую структуру; при сверлении стружка отходит легко, не липнет на сверло.
Определить различия можно и химическими методами. Если исследуемый образец поместить в раствор азотной кислоты, а через некоторое время (2-3 часа) нейтрализовать его раствором щелочи (подойдет и обычная питьевая сода), то в случае чистого алюминия выпадет полупрозрачный белый осадок, а медь в дюрале придаст осадку голубоватый оттенок.
Отличие от ЦАМ
Отличие от нержавейки
Отличие от других цветных металлов
Несмотря на то, что свойства металлов в основном идентичны, у каждого элемента есть свои отличительные особенности, по которым можно легко отличить металл от алюминия. Так, медь обладает ярким красноватым оттенком, золото – желтым цветом, свинец – очень высокой плотностью и хрупкостью, олово – высокой пластичностью, серебро – ярким блеском, железо и его сплавы – магнитными свойствами. При необходимости достоверную информацию можно найти в специальной справочной литературе или на профессиональных тематических форумах.
Стоит отметить, что все вышеперечисленные методы являются лишь оценочными и приблизительными: точный химический состав металлолома определят специалисты аккредитованной лаборатории. На все вопросы по теме алюминиевого лома ответят специалисты пунктов приема металлов.
Алюминий и железо – Сплав железа с алюминием: история открытия, свойства, преимущества
Сплав железа с алюминием: история открытия, свойства, преимущества
Сплавы железа с алюминием обладают уникальными свойствами, позволяющими применять их для изготовления деталей, подверженных термическим воздействиям, окислению или коррозии. Их использование имеет узкую направленность — они ориентированы на промышленные сферы эксплуатации.
Сплав железа с алюминием
История открытия
Первые попытки применения сплавов алюминия и железа были предприняты Фарадеем в 1820 году. Были попытки использовать сплав алюминия в качестве легирующего элемента для получения высокопрочной стали, но они оказались неэффективными.
Тщательные исследования были возобновлены после 1918 года в СССР, Германии, Англии. Было показано, что при добавлении Al возрастают жаропрочные свойства чугуна. Образцы обладают повышенной прочностью, хрупкостью, стойко переносят контакт с кислыми средами, не склонны к образованию окалин.
Было обнаружено, что появление окалин зависит от толщины оксидной плёнки на образцах: чем она толще, однороднее, тем выше защита поверхности. Важно, чтобы окислы не формировали эвтектическую фазу и не подвергались возгонке, а их ионная проводимость была минимальной.
Множество проведённых исследований сплавов Fe и Al закончились определением их химических и физических свойств. Это связано с проблемами газового насыщения образцов, угаром алюминия, формированием внутренних оксидных плёнок, разрушением образцов при нормальных условиях.
Наиболее перспективными оказались сплавы с содержанием от 16 до 20% Al и 3% углерода, получившие название «чугаль». Именно их начали выплавлять в СССР.
Позже группа изобретателей во главе с З. Эмингером разработала технологию производства качественных отливок железоалюминиевых образцов. Благодаря этому были получены новые данные.
Состав и структура
Структура сплава алюминия с железом представляет собой пересыщенный раствор Al в α-Fe с упорядочением структуры FeAl (тип В2), наличием включений Fe3AlCx. Свойства определяются упорядочением альфа-фазы и пересыщением. Чтобы сформировать однородный состав, необходим отжиг при температуре выше упорядочения состава с последующим регулируемым охлаждением.
При количестве Al 8–14% формируется столбчатая матричная структура. В процессе отжига структура немного упорядочивается: включения длиной до 150 мкм находятся вдоль границы зёрен. Выделение включений происходит при охлаждении из твёрдой фазы.
Метастабильное состояние фазы определяется количеством включений. Отжиг позволяет их сократить до 2%. Чем больше в составе алюминия, тем больше создаётся негомогенных областей, в результате чего понижается микротвёрдость матрицы до 0,4 ГПа и износостойкость образца.
С увеличением скорости отжига при водяном или воздушном охлаждении количество карбидных включений снижается.
14-20% сплав алюминия с железом имеет также матричную структуру, но карбидная фаза обеднена по Al и структура FeAl не упорядочена. При отжиге на воздухе количество карбидных включений возрастает, за счёт чего повышаются свойства износостойкости и прочности. Если проводить охлаждение в воде, то такого эффекта не наблюдается и образец получается хрупким.
При повышенном содержания в сплаве Al от 20 до 30% карбидной фазы становится меньше, при охлаждении образцов данная фаза отсутствует в структуре или не более 3%. За счёт большого количества алюминия образец приобретает высокую прочность и пластичность. Воздушное охлаждение после отжига стимулирует образование твёрдых износостойких фаз.
Увеличение содержания алюминия в расплаве становится причиной формирования интерметаллида Fe4Al13, который не устраняется после отжига, а образец становится непригодным для какого-либо практического применения.
Для улучшения свойств расплава в состав вводятся следующие легирующие элементы:
Содержание углерода — от 100 до 500 мг/кг.
Характеристики и свойства
Сплавы железа и алюминия имеют следующие характеристики:
Изготовление
Сплав создаётся из отходов дюрали, алюминия и железа путём алитирования. В жаростойкую ёмкость (электродуговую печь) засыпают, очищенные от окалин и грязи, куски стали (степень очистки 99%), 49% смесь Al или алюминиевого сплава, содержащего 2% хлористого аммония, а затем спекают в атмосфере аргона. Температура термообработки может составлять от +900 0 С до +1500 0 С.
Нагрев ёмкости осуществляют подачей тока на нагревательные элементы или через саму конструкцию, при условии её высокого омического сопротивления.
После нагрева выбирают оптимальный способ отжига, в зависимости от состава компонент, с последующим естественным охлаждением.
Где применяют?
Железоалюминиевые расплавы применяются при производстве деталей и агрегатов, которые подвержены следующим воздействиям:
Также сплавы заменяют никелевые сверхпрочные сплавы и специальные стали.
Достоинства и недостатки
Преимущество сплава железа с алюминием — механические характеристики, которые сравнимы с некоторыми титановыми и никелевыми суперсплавами. Предел прочности при растяжении составляет до 100 МПа.
Другим достоинством является стойкость к окислению и коррозии при температурах до +700 0 С. При более высоких температурах допустимо применение таких конструкций, но без значительных механических нагрузок.
К недостаткам относят:
Сплав легко расплавляется, что позволяет снизить расходы на его производство. Допустимо использование вторсырья, которое прошло соответствующие этапы очистки от примесей.
Железо и алюминий 2019
Железо против алюминия
Железо и алюминий — это разные металлы, которые обладают различными свойствами. Оба металла «железо и алюминий» имеют разную молекулярную массу, атомный вес и атомные числа. Они также имеют разницу в химических и физических свойствах.
Одно из первых различий между двумя металлами заключается в том, что железо тяжелее алюминия. Алюминий имеет удельный вес 2,7 г / см3, что намного ниже, чем у железа. Этот малый вес делает алюминий лучшим металлом для использования на различных машинах.
С доисторических времен железо использовалось. В то время как алюминий был обнаружен Хансом Христианом в 1825 году. Хотя алюминий имеет атомное число 13 и атомный вес 26,981539 г моля, железо имеет атомное число 26 и атомный вес 55,845 г моля. Железо представлено в Периодической таблице как Fe (полученное из железа на латыни). Алюминий представлен символом Al (полученным из латинского Alumen).
При сравнении температуры плавления железо поставляется с более высокой температурой плавления 1535 градусов Цельсия. С другой стороны, алюминий имеет точку плавления 660,37 градуса Цельсия. Когда речь идет о точках кипения, у железа есть небольшое преимущество над Алюминием. Когда температура кипения железа составляет 2750 ° C, точка кипения Al составляет 2467 градусов Цельсия.
Ну, еще одно отличие, которое можно увидеть в том, что железо является магнитным, а алюминий немагнитным. Сравнивая цены, алюминий дороже железа. Это связано с тем, что извлечение алюминия из его руды довольно дорого, чем добыча железа из его руды. Однако алюминий является самым распространенным металлом в мире.
Алюминий — лучший проводник электричества, чем железо. Al также более пластичный, чем железо. Что касается ковкости, то алюминий занимает второе место среди металлов. Он также занимает шестое место по пластичности.
1. Алюминий легче, чем железо.
2. Алюминий — самый распространенный металл, доступный в земле.
3. Железо магнитное и Алюминий немагнитный
4. Алюминий имеет атомный номер 13 и атомный вес 26,981539 г моля, железо имеет атомное число 26 и атомный вес 55,845 г моля.
5. Утюг имеет более высокую температуру кипения и плавления, чем алюминий.
6. Алюминий дороже железа.
7. Алюминий — лучший проводник электричества и более пластичный, чем железо.
Железо в алюминии: источники и роль
Самая вредная примесь
Железо по праву считается одной из самых вредных примесей в алюминии. Особенно это заметно при производстве изделий из литейных алюминиевых сплавов при литье в кокиль и песчаные формы. Железо вместе с алюминием и другими легирующими элементами, такими как марганец, медь, магний и кремний образует промежуточные железосодержащие фазы, которые существенно снижают механическим свойства конечного изделия.
Железо из алюминиевого лома
Основное загрязнение алюминия железом происходит при переплавке алюминиевого лома, который смешан с железным ломом. Кроме того, алюминиевый лом сам может содержать высокую концентрацию железа. Это относится, например, к отходам литья алюминиевых сплавов под давлением. Чтобы свести к минимуму проблемы с загрязнением алюминия железным ломом, алюминиевая промышленность применяет тщательную сортировку лома перед загрузкой его в плавильную печь. Это включает ручную сортировку, магнитную сортировку, электромагнитную сортировку и так называемый «воздушный нож» для сортировки частиц измельченного лома по плотности.
Разбавлять вторичный алюминий первичным?
Простым путем снижения содержания железа в алюминии является разбавление его первичным алюминием. Однако часто это невыгодно.
Железосодержащие частицы в жидком и твердом алюминии
При затвердевании обычных алюминиево-кремниевых литейных сплавов первой обычно начинает затвердевать алюминиевая фаза. Другие составляющие сплава скапливаются в оставшихся жидкими областях между зернами первичной фазы. Загрязнение железом может приводить к изменениям в порядке затвердевания фаз: первыми появляются частицы железосодержащей промежуточной фазы, а уж затем происходит кристаллизации зерен алюминия. Когда эти частицы образуются раньше алюминия, то они имеют возможность свободного роста и поэтому вырастают в грубые кристаллы, окруженные жидкой фазой.
Влияние марганца на эффективность удаления железа
В литейных алюминиевых сплавах обычно применяют кремний для снижения вязкости алюминиевого расплава. Сплавы системы алюминий-железо-кремний имеют относительно высокую растворимость железа в жидкой фазе даже после удаления первичных кристаллов, содержащих железо. Поэтому, для снижения содержания железа в жидкой фазе в сплав добавляют марганец, который трансформирует систему алюминий-железо-креминий в систему алюминий-железо-марганец-кремний.
Добавление марганца дает изменение механизмов затвердевания, способствуя выделению промежуточных фаз, содержащих железо, а также снижению остаточной концентрации железа в жидкой фазе до приемлемым для литейных сплавов пределов. Расплавленный алюминий поддерживается при промежуточной температуре между образованием промежуточной фазы и появлением алюминия. Отделение твердой фазы от жидкой происходит путем фильтрования расплава при этой температуре.
Процесс удаления железа из алюминия
Эффективность добавок марганца на кинетику образования первичных фаз при затвердевании алюминиевых литейных сплавов дает способ удаления железа путем осаждения промежуточных фаз с последующим фильтрованием через керамический фильтр. Однако легким и дешевым его не назовешь. Тем не менее, он дает возможность применять алюминиевый лом из любого источника, независимо от первоначального содержания в нем железа, для применений, которые требуют низкого содержания железа, таких как литье алюминия в кокили или в песчаные формы.
Каждый состав вторичного алюминиевого расплава требует определенного количества добавок марганца и кремния (до состава литейных сплавов) для достижения высокой эффективности удаления железа. Количество добавленного марганца зависит от содержания в расплаве железа.
Удаление железа из алюминия производят в четыре этапа (рисунок): 1) добавление в расплав марганца и, при необходимости, кремния; 2) контролируемое охлаждение расплава для выделения в расплаве частиц промежуточной фазы Al(FeMn)Si; 3) отстаивание расплава для осаждения железосодержащих частиц на дно печи; 4) фильтрование расплава через керамический фильтр.
Рисунок — Схема процесса удаления железа из алюминия
Materials Transactions, Vol. 47, No. 7 (2006)
Сплавы алюминия и железа — Справочник химика 21
СПЛАВЫ ХРОМ—АЛЮМИНИЙ —ЖЕЛЕЗО [c.207]
Сплав алюминий-железо [c.19]
Заслуживает интерес применение напыленного алюминиевого покрытия для повышения стойкости стали к высокотемпературному окислению при температурах до 900° С. Деталь подвергают обдуву металлической крошкой, после чего напыляют слой алюминия толщиной около 0,2 мм. Затем наносят слой битума или жидкого стекла и подвергают деталь диффузионному отжигу в печи при 850° С в течение 30 мин. Окончательное покрытие состоит пз последовательности сплавов алюминий — железо и наружной пленки алюминиевого окисла (рис. 6.29). Такое покрытие будет сопротивляться окислению в течение очень длительного времени при температурах до 900 С. При более высоких температурах диффузия железа в алюминий становится настолько быстрой, что слой сплава обогащается железом, и верхний слой содержит уже недостаточное количество алюминия для того, чтобы обеспечивать дальнейшую защиту. Усовершенствование этого процесса заключается в использовании алюминия, содержащего 0,75% d. Для этого сплава отпадает необходимость в операции покрытия деталей слоем битума или жидкого стекла. Деталь после нанесения на нее покрытия сразу же помещают в печь. Использование этого метода позволяет получать более толстый диффузионный слой. Этот процесс может быть использован и для некоторых марок чугуна. Но если в последнем слишком высоко содержание свободного графита, то алюминиевый слой не будет защищать от высокотемпературного окисления.
Большая часть алюминия применяется в виде его сплавов с магнием, медью, кремнием, цинком, никелем, железом и другими металлами. Наиболее важные — сплавы типа дюралюминия (я 94% А1, 4% Си, 5% Mg и 0,5% Мп), литейные сплавы — силумины ( — 12% 51) и сплавы с магнием ( 10% Mg). По своим ценным свойствам сплавы алюминия занимают второе место после сплавов железа, причем области применения их неуклонно расширяются. Особенно возросло их применение в транспорте и строительном деле. Благодаря таким свойствам, как малая плотность, [c.476]
В настоящее время алюминий получают электролитическим методом, так как попытка восстановления глинозема углем при высокой температуре ведет к образованию карбида. Восстановлением руд в мощных электропечах получают не чистый алюминий, а сплавы алюминия с медью и железом, кремнием, марганцем и другими металлами. [c.477]
Высокая вторичная электронная эмиссия сплава алюминия, железа, кремния и германия обусловливает возможность применения его в качестве катодного материала электронных ламп. [c.386]
Диаграмма состояния сплава алюминий-железо представлена на фиг. 16.
Сплав алюминия с кремнием, так же как и сплав алюминий-железо, в нейтральных растворах вследствие наличия устойчивой пленки на алюминии корродирует медленно, и обнаружить разность потенциалов структурных составляющих не представляется возможным. В 0,Ш растворе МаОН пленка на алюминии разрушается, поэтому удалось [c.21]
В цехах, где соблюдается искробезопасность, применяется инструмент, изготовленный из сплавов алюминия, бронзы, бериллиевой бронзы. Взрывобезопасные гаечные ключи, молотки, кувалды изготовляются из сплава меди (70%), марганца, алюминия, железа и цинка. [c.380]
При получении покрытия из расплава в ванну с расплавленным алюминием обычно добавляют кремний, чтобы затруднить образование слоя хрупкого сплава. Полученные из расплава покрытия используют для повышения устойчивости к окислению при умеренных температурах таких изделий, как отопительные устройства и выхлопные трубы автомобилей. Они стойки к действию температуры до 480 °С. При еще более высоких температурах покрытия становятся огнеупорными, но сохраняют защитные свойства вплоть до 680 °С [21]. Использование алюминиевых покрытий для защиты от атмосферной коррозии ограничено вследствие более высокой стоимости по сравнению с цинковыми, а также из-за непостоянства эксплуатационных характеристик. В мягкой воде потенциал алюминия положителен по отношению к стали, поэтому покрытие является коррозионностойким, В морской и некоторых видах пресной воды, особенно содержащих С1″ и SO4″, потенциал алюминия становится более отрицательным и может произойти перемена полярности пары алюминий—железо. В этих условиях алюминиевое покрытие является протекторным и катодно защищает сталь. Показано, что покрытие из сплава А1—Zn, состоящего из 44 % Zn, 1,5 % Si, остальное — Al, имеет очень высокую стойкость в морской и промышленной атмосферах. Оно защищает также от окисления при повышенных температурах. [c.242]
При определении в бронзах алюминия, железа, никеля и цинка мед
Сплав железа с алюминием
Сплав на основе железа и алюминия содержит следующие компоненты, ат.%: алюминий 12-18; хром 0,1-10; ниобий 0,1-2,0; кремний 0,1-2,0; бор 0,1-5; титан 0,01-2,0, а также мг/кг: углерод 100-500; цирконий 50-200; железо — остальное. Техническим эффектом изобретения является повышение механических свойств при температурах свыше 700 o С и значительное улучшение свариваемости. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.,1 ил.
Сплавы железа с алюминием могут применяться в термически сильно нагруженных и подверженных окисляющим и/или корродирующим воздействиям деталях термических машин. Там во все возрастающей мере они должны заменить специальные стали, а также суперсплавы на основе никеля.
В литературной статье «Acceptable Aluminium Additions for Minimal Environmental Effect in Iron — Aluminium Alloys», Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 288, s. 971-976, В.К. Сикка и другие описывают сплав железа с алюминием с содержанием около 16 вес.% алюминия и около 5 вес.% хрома, который при необходимости содержит около 0,1 вес.% углерода, и/или циркония, и/или 1 вес.% молибдена. Известный сплав имеет при комнатной температуре по сравнению со сплавами железа с алюминием с содержанием алюминия от 22 до 28 вес.% значительно более высокую пластичность. При температуре 700 o C предел прочности при растяжении этого сплава с механическим напряжением около 100 МПа относительно невелик. Поэтому изготовленные из сплава детали не следовало бы применять при температурах выше 700 o C. В основе изобретения, как это указано в пункте 1 формулы изобретения, лежит задача разработки сплава железа с алюминием, который отличается хорошими механическими свойствами при температурах свыше 700 o C. Задачей изобретения является также надлежащее применение этого сплава. Сплав в соответствии с изобретением даже при температурах от 700 до 800 o C еще обладает механическими свойствами, которые позволяют использовать его в механически незначительно нагруженных деталях. Наряду с этим сплав в соответствии с изобретением отличается отличной стойкостью при тепловых ударах и поэтому с особым преимуществом может использоваться в подверженных нагрузкам с изменением температуры деталях тепловых установок, как, в частности, в качестве корпуса или части корпуса газовой турбины или турбонагнетателя или в качестве соплового кольца, в частности, для турбонагнетателя. Помимо этого сплав можно получать с очень небольшими затратами с помощью литья или литья и прокатки. Другое преимущество сплава в соответствии с изобретением заключается в том, что его компоненты содержат исключительно металлы, которые можно приобрести сравнительно недорого и независимо от стратегического и политического влияния. На чертеже представлена диаграмма, на которой показан предел прочности при растяжении UTS (МПа) сплава I в соответствии с изобретением и сплава II в соответствии с уровнем техники в зависимости от температуры T ( o C). В табл. 1 приведен состав сплава I (в соответствии с предпочтительным примером выполнения изобретения). В табл. 2 приведен состав сплава II (в соответствии с уровнем техники). Сплав I выплавляется в электродуговой печи в присутствии аргона в качестве защитного газа. В качестве исходных материалов служили отельные элементы со степенью чистоты выше 99%. Расплав отливался в виде отливки диаметром около 100 мм и высотой около 100 мм. Отливка вновь расплавлялась в вакууме и также в вакууме отливалась в форме цилиндрических стержней диаметром около 12 мм и длиной около 70 мм, в форме каротелей с минимальным диаметром около 10 мм, с максимальным диаметром около 16 мм и длиной около 65 мм или в форме дискообразных пластин диаметром 80 мм, толщиной до 14 мм и радиусом у кромки пластины около 1 мм. В ходе последующей технологической операции в дискообразных пластинах вдоль их оси выполнялось соответственно отверстие диаметром 19,5 мм. Из цилиндрических стержней и каротелей были изготовлены испытуемые образцы для испытаний на растяжение. Пластины предназначены для определения стойкости при тепловых ударах. В соответствии с выбранными размерами испытуемые образцы для определения механической прочности и стойкости при тепловых ударах были изготовлены из имеющегося в продаже и используемого в большом объеме в качестве материала для корпуса газовых турбин сплава II и родственного сплава с меньшим содержанием на 25% кремния и с меньшим содержанием на 40% молибдена. Испытания на растяжение проводились в зависимости от температуры. В результате для сплава I в соответствии с изобретением был получен предел прочности при растяжении, который при температуре 800 o C с механическим напряжением около 100 МПа был значительно выше, чем предел прочности при растяжении сплава II в соответствии с уровнем техники. Соответствующее относится также и к не показанному на диаграмме сплаву в соответствии с уровнем техники с уменьшенным содержанием кремния и молибдена.
[ Ответ на тему ]
16.07.2008 // 11:29:42 Редактировано 1 раз(а)
Сплав железа с алюминием
Температура плавления
Изделия из сплава
