Сплав 1011Е

Марка 1011Е (АДОЕ) — технический алюминий с нормированными электрическими характеристиками. Именно буква «Е» в обозначении принципиально отличает эту марку от базовой 1011 (АДО): для 1011Е в стандарте установлены предельные значения электрического сопротивления и дополнительно ограничено содержание элементов, наиболее сильно снижающих проводимость алюминия — марганца, ванадия и бора в суммарной форме с титаном.

Обозначение и международные аналоги

В действующей российской системе обозначений марка 1011Е эквивалентна АДОЕ. Цифровое обозначение введено для унификации с международной классификацией ISO 209. По составу ближайший зарубежный аналог — EN AW-1050A (EN AW-Al 99,5) по европейскому стандарту EN 573-3, AA 1050 по американской системе, 1050 по японскому JIS. Однако для электротехнических применений (провода и шины) международным аналогом именно по функции служит сплав 1350 (EC grade) по IEC 60889 и ASTM B 230 — алюминий электрической чистоты с гарантированной проводимостью ≥ 61% IACS, что и соответствует нормам на марку 1011Е/АДОЕ.

Химический состав по ГОСТ 4784-2019

Химический состав марки 1011Е определяется ГОСТ 4784-2019 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки» (действует с 01.09.2019 взамен ГОСТ 4784-97).

Элемент	Содержание, % (не более)
Al	≥ 99,50 (основа)
Fe	0,40
Si	0,10
Cu	0,05
Zn	0,05
B	0,05
Mn	0,01
Mg	0,01
Ti + V (сумма)	0,02
Прочие — каждый	0,03
Прочие — сумма	0,10

Жёсткое ограничение по марганцу (≤ 0,01%) и суммарному содержанию титана и ванадия (≤ 0,02%) принципиально: именно эти элементы в концентрациях выше тысячных долей процента ощутимо увеличивают удельное электрическое сопротивление алюминия. Для базовой марки 1011 (АДО) без буквы «Е» нормы по Mn и Ti менее жёсткие, электрические свойства не гарантируются. Соотношение Fe/Si в 1011Е должно быть не менее 1 — это требование ГОСТ 4784-2019, обязательное для всех марок технического алюминия.

Электрические и физические свойства

Нормируемые электрические характеристики

Главный критерий выбора марки 1011Е для электротехнических изделий — гарантированное удельное электрическое сопротивление. Для отожжённой проволоки из 1011Е нормируется ρ ≤ 0,0280 мкОм·м (28,0 нОм·м) при температуре 20 °С, что соответствует удельной электрической проводимости ≥ 61,0% IACS (Международного стандарта отожжённой меди). Для нагартованного (упрочнённого) состояния допустимое сопротивление несколько выше — в зависимости от степени деформации.

Температурный коэффициент электрического сопротивления (ТКС) технического алюминия — около 4,0·10⁻³ К⁻¹ при 20 °С. Это необходимо учитывать при расчёте линий с большим диапазоном рабочих температур.

Физические свойства

Характеристика	Значение
Плотность	2,71 г/см³
Температура начала плавления (солидус)	около 658 °С
Теплопроводность при 20 °С	около 220–230 Вт/(м·°С)
КЛТР при 20–100 °С	около 24·10⁻⁶ °С⁻¹

Высокая теплопроводность 1011Е — существенное преимущество в обмоточных конструкциях трансформаторов: тепло от потерь в проводнике эффективно отводится, что снижает перегрев обмотки.

Механические свойства и состояния поставки

Механические характеристики 1011Е в значительной мере определяются состоянием поставки полуфабриката. В отожжённом состоянии (мягком, индекс М) временное сопротивление разрыву составляет порядка 60–90 МПа при относительном удлинении 15–25% — материал пластичен и легко деформируется, удельное сопротивление минимально. В нагартованном (твёрдом, индекс Т) состоянии прочность возрастает до 110–145 МПа при снижении пластичности до 4–8%, однако и удельное сопротивление растёт. Полутвёрдое состояние (П/Т) занимает промежуточное положение.

Для электропроводников — проволоки воздушных линий, кабельных жил — применяют преимущественно отожжённое или слабонагартованное состояние: оно обеспечивает нормированную проводимость при достаточной технологической пластичности при монтаже. Нагартовка без последующего отжига увеличивает прочность, но неизбежно повышает сопротивление — нормы по ρ для нагартованной проволоки ужесточены по пластичности и ослаблены по проводимости по сравнению с отожжённым состоянием.

Сопротивление ползучести у технического алюминия относительно невысокое — при температурах выше 100 °С ползучесть становится практически значимой. Это необходимо учитывать при проектировании зажимных соединений и анкерных контактов в электроустановках.

Марка хорошо поддаётся всем видам холодной и горячей деформации, сварке (в том числе аргонодуговой), не склонна к межкристаллитной коррозии при нормальных условиях эксплуатации.

Сортамент и формы поставки

Из 1011Е (АДОЕ) выпускается широкий сортамент деформированных полуфабрикатов: катанка, проволока, лента, полоса, шина, лист, пруток, труба, профиль, а также слитки и слябы для дальнейшего передела. Ключевая форма для электротехники — катанка и тянутая проволока, из которых скручивают неизолированные провода марки А для воздушных ЛЭП по ГОСТ 839-2019.

Размеры и допуски каждого вида полуфабриката регламентируются профильными ГОСТами: для листов и лент — ГОСТ 21631-76, для прессованных профилей — ГОСТ 8617-81, для труб — ГОСТ 18482-79. Размерный ряд проволоки и допуски по диаметру определяются стандартом на конкретный вид изделия (провод, кабельная жила, обмоточный провод).

Поставка осуществляется в бухтах, на катушках и барабанах (проволока, катанка), в рулонах и листах (лента, лист), в прутках и профилях мерной длины.

Подробный сортамент алюминиевых полуфабрикатов, включая шины и электротехнические ленты, — в разделе алюминиевый прокат.

Применение марки 1011Е в электротехнике и промышленности

Основная сфера применения 1011Е — электротехника, где определяющим критерием выбора служит нормированная проводимость:

• Неизолированные провода для воздушных ЛЭП (марки А, АС по ГОСТ 839-2019) — основное массовое применение. Алюминиевые проволоки в составе провода А и в алюминиевой части АС изготавливают из 1011Е.
• Кабельные токопроводящие жилы силовых кабелей на напряжение до 110 кВ — там, где допустима замена меди алюминием по сечению и коррозионным условиям.
• Обмоточные провода трансформаторов — алюминиевая обмотка трансформаторов распределительных подстанций выполняется из шины или фольги 1011Е. Вес обмотки примерно на треть меньше, чем медной при той же проводимости.
• Электрические шины и токопроводящие полосы — для сборных шин распределительных устройств, шинопроводов промышленных предприятий и ячеек КРУ. О шинах из электротехнического алюминия подробнее — в разделе шина алюминиевая электротехническая.
• Катанка для кабельной промышленности — первичный полуфабрикат для дальнейшего волочения в проволоку.
• Фольга конденсаторная — в качестве электрода в рулонных конденсаторах применяется высокочистая прокатанная фольга из электротехнических марок алюминия, в том числе 1011Е.

В строительных конструкциях (фасадные системы, декоративные профили) используется марка без индекса «Е» — АДО (1011), которая дешевле из-за менее жёстких требований к чистоте по проводимости. Подменять марки в электротехнических изделиях недопустимо: гарантия проводимости исчезает.