Применение алюминия и его сплавов

С применением алюминия связано изготовление целого ряда потребительских товаров – от пищевой фольги до отопительных приборов. Данный металл также используется в строительстве зданий и производстве разных конструкций. Не обходится без него и химическая или фармацевтическая промышленность.

О применении алюминия в современной промышленности

 Алюминий обладает уникальными эксплуатационными характеристиками. Среди его преимуществ выделяют следующие особенности:

1. Безопасность для окружающей среды.
2. Отличная тепловая и электрическая проводимость.
3. Простота и дешевизна утилизации или переработки.
4. Высокий показатель прочности.
5. Пригодность к формовке.
6. Эстетически привлекательная серебристая поверхность.
7. Жаропрочная и коррозионная стойкость.
8. Отличные отражательные свойства (свет и тепло).
9. Доступная рыночная стоимость.

Если учесть преимущества, неудивительно, что алюминий широко применяется в самых разных видах промышленности. Во многих сферах невозможно организовать производственный процесс без этого металла. Некоторые области, где он используется, мы подробно рассматриваем ниже.

Материалы для обустройства кровли

По сравнению с прочими материалами для кровли, алюминий недорого стоит. Алюминиевая крыша имеет гладкую и блестящую поверхность. Конструкция надёжно защищает помещения от атмосферных осадков и служит не один год без профилактического или капитального ремонта.

Кровля из алюминия легко поддаётся окрашиванию. Именно поэтому она сочетается с любыми архитектурными решениями. Элементы крыши окрашиваются либо в заводских условиях, либо прямо на строительных объектах. Специальные краски улучшают защиту поверхностей, что продлевает долговечность изделий.

Столовые приборы и кухонные принадлежности

Столетия назад столовые приборы из алюминия ценились выше изделий из серебра и золота. После повсеместного распространения металла они стали встречаться чуть ли не в каждом доме. Ситуация изменилась, когда некоторые специалисты выдвинули мнение, что алюминиевые ложки, вилки, кастрюли, сковородки, кружки, ковши, половники и прочая кухонная утварь опасна для здоровья.

Хотя о токсичности посуды и столовых приборов из алюминия до сих пор ведутся жаркие споры, огромное количество людей не обращает внимания на возможную опасность. На рынке представлен широкий выбор продукции из металла, изделиями из которого в своё время пользовались сильные мира сего, когда устраивали торжественные приёмы или трапезничали в перерывах между важными государственными делами.

Переплёты для окон

Оконные переплёты представляют собой конструкции, где остекление разделяется брусками на отдельные части. Делается это для повышения прочности окон, использования стёкол заданного размера и создания декоративного оформления в соответствии с дизайнерским проектом.

Применение алюминиевых переплётов гораздо эффективнее, чем аналогов из дерева или стали. В сравнении с алюминием древесина зарекомендовала себя как не слишком долговечный материал. Деревянные изделия подвержены гниению, требуют повторной окраски и ссыхаются под воздействием высокой температуры.

Сталь со временем покрывается коррозией и утяжеляет оконный переплёт. Из-за этого неудобно открывать и закрывать окна. Конструкции из алюминия перечисленных недостатков лишены. Даже в неблагоприятных климатических условиях они десятки лет сохраняют эксплуатационные свойства.

Панели на стены

Панели из алюминия идеально подходят для наружной отделки стен. Продукция представлена стандартными штампованными листами или готовыми к использованию изделиями. Последние включают минимум 3 элемента – непосредственно лист, теплоизолятор и облицовочное покрытие.

В зимний период панели из алюминия с утеплителями предотвращают утечку тепла из помещений. Благодаря малому весу они не оказывают существенных нагрузок на фундаменты. Изделия производятся из алюминиевых сплавов, которые характеризуются долговечностью и высокой защитой от погодных факторов.

Украшения

Мастера пользовались алюминием для создания ювелирных шедевров, пока металлурги не изобрели дешёвые способы его добычи. После снижения себестоимости металл перестал относиться к драгоценным, но украшения из него продолжили делать. Особенно серийную и эксклюзивную бижутерию.

Интересно, что в Японии из алюминия создают классические украшения. Здесь он заменяет серебро. Поскольку для алюминиевых изделий характерна низкая стоимость, модницы обычно покупают их в больших количествах. Порой коллекции исчисляются десятками колье, цепочек, браслетов, брошей, застёжек и т. п.

Упаковка лекарственных средств, медицинское оборудование и инструменты

В фармацевтической промышленности Al наиболее часто применяют для защиты препаратов от воздействия отрицательных факторов. Алюминиевая фольга предотвращает взаимодействие лекарств с кислородом и микроорганизмами. К тому же она не даёт ультрафиолету облучать лекарственные средства.

Что касается медицинской отрасли, то из алюминия делаются как отдельные изделия, так и различные компоненты оборудования. К ним относятся:

• мединструменты для регулярной стерилизации автоклавированием;
• рентгенологические установки;
• кислородные баллоны;
• средства транспортировки пациентов;
• больничные койки;
• стоматологические кресла;
• аппараты для диализа из алюминия.

Отопление и вентиляция

Характеристики алюминия, которые касаются теплопроводности, делают его одним из самых эффективных материалов для изготовления отопительного и вентиляционного оборудования. С помощью сплавов металла производят компрессорные установки, конденсаторы и испарители. Из них делаются радиаторы, трубки, вентиляторы и клапаны расширительного типа.

Кроме повышенной теплопроводности, алюминий отличается высоким контактным коэффициентом. У металла низкая плотность и повышенная стойкость к образованию коррозии. В целях продления долговечности алюминиевая продукция для отопления и вентиляции анодируется, покрывается защитной краской и проходит дополнительную механическую обработку.

Металлургическая промышленность

Алюминий является сильным раскислителем. Эта особенность позволяет использовать металл для изготовления широкого спектра сталей. Например, для продува идущего в передел чугуна и лома.

Основные свойства алюминия таковы, что дают возможность связывать в расплаве весь растворённый кислород. Сталь как бы успокаивается. Тем самым предотвращается пористость заготовок и произведенных литьём изделий.

Авиастроение

Содержащие алюминий сплавы – основной конструкционный материал авиастроения. Скажем, металломатериалы серии 2xxx оптимальны для эксплуатации при высокой температуре. Ими пользуются, когда есть необходимость в повышенном показателе коэффициента, который определяет вязкость разрушения.

Сплавы алюминия марки 7xxx рассчитаны на использование при более низкой температуре. Конструкционные материалы этого типа требуются для производства нескольких видов изделий. Во-первых, высоконагруженные детали. Во-вторых, компоненты авиатехники с высокой коррозионной стойкостью в условиях напряжения.

Узлы с малой эксплуатационной нагрузкой производятся из сплавов алюминия 3 серий. К ним относится 3xxx, 5xxx и 6xxx. Применяют их и для создания надёжных компонентов критически важных систем современной авиационной техники, в том числе масляных, топливных и гидравлических.

Провода и кабельная продукция

Высокой электропроводностью отличается алюминий серий 1xxx и 8xxx. Из него делаются электрические проводники для:

• распределительных электроподстанций;
• энергокомплексов многоэтажных жилых и офисных зданий;
• кабелей производственного образца;
• подземных и надземных ЛЭП. 

В электротехническом производстве алюминием преимущественно пользуются для изготовления кабелей. Из металла также делаются электрошины для мощного оборудования, которое рассчитано на большую силу тока. Наконец, в зданиях разного назначения в алюминиевые рукава укладываются провода.

Упаковка

Из алюминия изготавливается металлическая "бумага" или, говоря проще, фольга. Использование металла для производства упаковки обусловлено его свойствами:

1. Малая толщина и хорошая теплопроводность.
2. Непроницаемость для газов и жидких сред.
3. Низкий показатель плотности.
4. Стойкость к теплу и воздействию агрессивных веществ.
5. Безопасность для напитков и продуктов питания.
6. Отличные декоративные характеристики алюминия.

Кораблестроение

Из алюминия производятся судовые корпуса, надстройки и оборудование. Если сравнивать металл со сталью, у него есть важное преимущество. Заключается оно в меньшем весе и, как следствие, снижении общей массы судна. Вплоть до 60 %. Столь значительное уменьшение открывает возможность повышения грузоподъёмности, маневренности и скорости перемещения.

Сплавы с алюминием свариваются быстрее, чем аналоги из стали. Они легко поддаются сгибанию и обработке механическим путём. Перечисленные особенности уменьшают трудозатраты и время выполнения ремонтных работ. По прочности алюминиевые изделия превосходят лишь дорогие композиты, которые изготавливаются на основе арамидного и углеродного волокна.

Железнодорожные вагоны и транспорт

В этом случае использование металла объясняется хорошей удельной прочностью и малой силой инерции. Важную роль играет коррозионная стойкость. Повышенная сопротивляемость металла к разрушению значительно продлевает срок службы составов.

В изготовлении вагонов используется алюминий со средним показателем прочности. Сплав подбирается в зависимости от типа и назначения транспортного средства. Различают полувагоны, платформы, цистерны, хопперы и пр.

Автотранспорт

За счёт прочности алюминия повышается грузоподъёмность автомобилей. Одновременно уменьшаются расходы на эксплуатацию машин. Снижение затрат – весомое преимущество как для личного, так и коммерческого транспорта.

Стойкость металла к коррозии продлевает срок службы авто. Дополнительно расширяется номенклатура грузов для транспортировки. Алюминиевые сплавы не подвержены влиянию ветра, солнца, атмосферных осадков и агрессивных жидкостей.

Световые опоры

Световые опоры – металлические конструкции для фиксации осветительных приборов на заданной высоте. Изделия также называют опорами освещения. Для их производства используются различные материалы – сталь, древесина, железобетон и алюминий.

В отличие от деревянных, опоры из алюминия обладают гораздо большей стойкостью к низким или высоким температурам. Жара и холода почти не влияют на эксплуатационные свойства изделий. Равно как шквальные ветра или атмосферные осадки.

Опоры используются для организации освещения многочисленных объектов. Их устанавливают в парках, по бокам дорог, на мостах и парковках. Территории освещаются разными типами светильников, которые фиксируются на кронштейнах.

Технические характеристики опор рассчитываются с учётом особенностей проекта. Инженерами-проектировщиками освещения учитывается высота, диаметр, вид изделий и пр. После монтажа выполняется юстировка (настройка) светильников.

Алюминиевые опоры выбирают не только за долговечность, но и красивый внешний вид. Поверхность анодируется или покрывается порошковой краской. В конце срока службы не возникает проблем с утилизацией изделий, так как они подлежат ей на 100 %.

Преимущества алюминиевых опор

• Малый вес.
• Удобство транспортировки.
• Срок службы до 40 лет.
• Высокая прочность металлоконструкции.
• Защита от ветра, вибраций и температурных перепадов.
• Простота монтажа.
• Переработка на вторсырьё без вреда для экологии.
• Стойкость к механическим повреждениям.
• Широкие возможности декора.

Заключение

Сфера использования алюминия настолько обширна, что в рамках одной статьи нельзя раскрыть все аспекты этого вопроса. Однако мы постарались рассказать о наиболее важных моментах. Надеемся, наша статья расширит ваш кругозор и принесёт пользу в бизнесе, научной деятельности или повседневной жизни.

Автор: Никита Олейников