Сплав А7

Алюминий А7 — первичный алюминий технической чистоты с содержанием основного металла не менее 99,7 %. Марка регламентирована ГОСТ 11069-2019 (заменил ГОСТ 11069-2001). Цифра «7» в обозначении указывает на десятые доли процента после 99 целых, то есть минимальную долю алюминия — 99,7 %. Марка относится к группе алюминия технической чистоты и выпускается в виде чушек, слитков, катанки, ленты и других полуфабрикатов.

Материал отличается высокой электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и пластичностью. Эти свойства определяют широкое применение А7 в электротехнике, пищевой промышленности, строительстве, машиностроении и химическом оборудовании.

Химический состав алюминия А7 по ГОСТ 11069-2019

Содержание примесей в марке А7 строго нормировано. Массовая доля алюминия определяется по разности между 100 % и суммой массовых долей контролируемых примесей, каждая из которых равна или превышает 0,01 %.

Основными примесями в первичном алюминии являются железо и кремний. Они практически не растворимы в твёрдом алюминии и образуют промежуточные фазы, повышающие прочность, но снижающие пластичность и электропроводность. Для алюминия А7, предназначенного для изготовления деформируемых полуфабрикатов, ГОСТ устанавливает отношение содержания железа к кремнию: в чушках — не менее 1,2 : 1,0, в слитках — не менее 1,0 : 1,0.

Для изготовления пищевой посуды из алюминия технической чистоты массовая доля мышьяка не должна превышать 0,015 %.

Классификация и зарубежные аналоги марки А7

По ГОСТ 11069-2019 алюминий А7 относится к группе первичного алюминия технической чистоты. Существуют также модификации: А7Е — электротехнический (с гарантированным электросопротивлением) и А7Э — экспортный.

Приблизительные зарубежные аналоги по химическому составу (приложение Б к ГОСТ 11069-2019, EN 573-3):

Обозначения зарубежных стандартов являются приблизительными аналогами, полное совпадение по всем примесям не гарантировано. При закупке необходимо сверять конкретные требования по допустимым примесям.

Физические свойства первичного алюминия А7

Физические характеристики алюминия А7 определяются высоким содержанием чистого металла и минимальным количеством примесей.

Температура плавления алюминия технической чистоты (~658 °C) несколько ниже, чем у алюминия высокой чистоты (~660 °C). Это обусловлено влиянием примесей, главным образом железа и кремния.

На воздухе поверхность алюминия мгновенно покрывается тонкой и прочной оксидной плёнкой Al₂O₃, которая защищает металл от дальнейшего окисления. Эта природная защита обеспечивает коррозионную стойкость в атмосферных условиях, пресной воде и многих слабокислых средах.

Механические свойства полуфабрикатов из алюминия А7

Алюминий технической чистоты не упрочняется термообработкой. Повышение прочности достигается холодной пластической деформацией (нагартовкой). Соответственно, механические свойства зависят от состояния поставки: отожжённое (М) или нагартованное (Н).

Механические свойства ленты из алюминия А7 (по ГОСТ 13726-97)

Нагартовка увеличивает прочность в 2–2,5 раза, но одновременно снижает пластичность. Для восстановления пластичности применяют отжиг при 350–420 °C.

Твёрдость по Бринеллю (HB): для отожжённого материала — порядка 17–20, для нагартованного — до 30–35.

Формы поставки алюминия А7

Первичный алюминий марки А7 поставляется в различных формах полуфабрикатов для дальнейшей переработки.

Чушки первичного алюминия А7

Основная форма поставки первичного алюминия — чушки (слитки) по ГОСТ 11070-74. Чушка представляет собой отливку с трапециевидным поперечным сечением, предназначенную для переплавки. Масса чушек — до 20 кг (стандартные, с пережимами или без), до 4 кг (малогабаритные), свыше 200 кг (крупногабаритные, по согласованию). Чушки собирают в пакеты и скрепляют алюминиевой катанкой по ГОСТ 13843 диаметром не менее 9 мм.

Поверхность чушек не должна содержать шлаковых и инородных включений. В изломе допускается наличие усадочных раковин.

Маркировка чушек алюминия А7

Согласно ГОСТ 11069-2019, чушки и слитки маркируются несмываемой краской. Марка А7 обозначается двумя жёлтыми вертикальными полосами. Другие марки для сравнения: А7Е — две жёлтые вертикальные + одна жёлтая горизонтальная; А8 — две белые вертикальные; А6 — две синие вертикальные; А5 — две зелёные вертикальные.

Листы, ленты и фольга из алюминия А7

Из алюминия А7 выпускают листовой и ленточный прокат по ГОСТ 13726-97 (ленты), ГОСТ 21631 (листы и плиты). Ленты поставляются в отожжённом (М), нагартованном (Н), полунагартованном (Н2) состоянии. Толщина лент — от 0,25 до 10,5 мм, ширина — от 20 до 2000 мм.

Алюминиевая фольга из технически чистого алюминия применяется в пищевой промышленности (упаковка), теплоизоляции, электротехнике (конденсаторная фольга), производстве теплообменников. Толщина фольги составляет от 0,006 мм (6 мкм) и выше.

Трубы, проволока, катанка

Алюминий А7 используют при выпуске труб (круглых, профильных), проволоки, катанки. Из марки А7Е выпускают электротехническую катанку для кабельной промышленности по ГОСТ 13843. Удельное электросопротивление отожжённой проволоки из А7Е — не более 0,0277 Ом·мм²/м при 20 °C.

Области применения алюминия марки А7

Высокая чистота, пластичность, электро- и теплопроводность определяют основные сферы использования алюминия А7:

Электротехника

Электропроводность алюминия А7 составляет около 62–65 % от электропроводности меди, однако при втрое меньшей плотности алюминиевый проводник того же сопротивления весит примерно вдвое меньше медного. Это определяет применение в производстве проводов, шин, токопроводящих деталей. Для электротехнических целей предпочтительна марка А7Е с гарантированным электросопротивлением.

Пищевая промышленность и упаковка

Алюминий технической чистоты разрешён для контакта с пищевыми продуктами (при контроле содержания мышьяка до 0,015 %). Из А7 производят тару, фольгу для упаковки, контейнеры, посуду. Оксидная плёнка обеспечивает инертность к большинству пищевых сред.

Теплообменное оборудование

Теплопроводность 209–230 Вт/(м·К) — выше, чем у большинства конструкционных металлов, кроме меди. Алюминий А7 применяется при изготовлении теплообменников, радиаторов, конденсаторов и элементов климатического оборудования.

Строительство и отделка

Листовой и ленточный прокат из А7 используют для облицовки фасадов, кровельных конструкций, изготовления водосточных систем, декоративных элементов. Коррозионная стойкость и малый вес — основные преимущества в строительных применениях.

Химическая промышленность

Алюминий технической чистоты устойчив к действию многих органических кислот и нейтральных сред. Его применяют для ёмкостного оборудования, трубопроводов и фитингов на химических производствах, где среда совместима с алюминием.

Металлургия и литейное производство

Чушки А7 — распространённое сырьё для приготовления алюминиевых сплавов (литейных и деформируемых). Металл используется как раскислитель в сталеплавильном производстве и как компонент лигатурных сплавов.

Обработка и технологические свойства алюминия А7

Обработка давлением

Алюминий А7 обладает высокой пластичностью: относительное удлинение в отожжённом состоянии достигает 30 %. Металл легко прокатывается в тонкие листы и фольгу, вытягивается в проволоку, штампуется и гнётся. Горячую деформацию проводят при 350–500 °C, холодную — при комнатной температуре с промежуточными отжигами для снятия наклёпа.

Сварка алюминия А7

Алюминий технической чистоты сваривается аргонодуговой (TIG), полуавтоматической (MIG) сваркой и контактной сваркой. Перед сваркой необходимо удалить оксидную плёнку механическим или химическим способом. Высокая теплопроводность требует повышенного тепловложения. Присадочный материал — проволока из алюминия аналогичной чистоты (например, Св-А97 или Св-А5).

Термическая обработка

Алюминий технической чистоты не упрочняется закалкой и старением — это свойство характерно для легированных сплавов (Д16, АМг, АВ и др.). Основные виды термообработки для А7:

Отжиг — нагрев до 350–420 °C с выдержкой и медленным охлаждением. Снимает наклёп после холодной деформации, восстанавливает пластичность.

Гомогенизация слитков — нагрев до 500–560 °C с длительной выдержкой перед горячей деформацией. Выравнивает химический состав, растворяет грубые интерметаллиды.

Механическая обработка

Обрабатываемость резанием у мягкого алюминия — удовлетворительная. Из-за высокой вязкости и пластичности стружка склонна к намазыванию и налипанию на инструмент. Для улучшения качества обработки рекомендуется применять острый инструмент, СОЖ и повышенные скорости резания.

Коррозионная стойкость алюминия технической чистоты

Алюминий А7 обладает высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, пресной воде и нейтральных средах. Защита обеспечивается тонкой (5–10 нм) плёнкой оксида алюминия Al₂O₃, которая самовосстанавливается при повреждении.

Для усиления защиты применяют анодирование — электрохимическое наращивание оксидной плёнки до толщины 5–25 мкм и более. Анодированный алюминий устойчив к большему спектру агрессивных сред.

Ограничения по коррозионной стойкости: алюминий нестоек в сильных щелочах, растворах ртути и при контакте с более благородными металлами (медь, железо) в присутствии электролита — возникает электрохимическая (гальваническая) коррозия.

Хранение и транспортирование алюминия А7

Чушки первичного алюминия хранят в условиях, обеспечивающих сохранность качества, — под навесом или в закрытом складе. Металл не требует особых мер защиты от атмосферной коррозии. Пакеты чушек транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с ГОСТ 21399.

Листовой, ленточный прокат и фольгу хранят в сухом закрытом помещении, защищая от механических повреждений, влаги и агрессивных химических веществ. При соблюдении условий хранения потребительские свойства продукции со временем не изменяются.

Отличие алюминия А7 от смежных марок

При выборе марки алюминия для конкретной задачи полезно сравнить характеристики близких по чистоте марок.

С повышением чистоты алюминия улучшаются электропроводность и коррозионная стойкость, но снижается прочность и возрастает стоимость. Марка А7 представляет собой оптимальный баланс между чистотой и экономической целесообразностью для широкого спектра задач.

Нормативные документы на алюминий А7 и продукцию из него

Основные стандарты, регулирующие производство и качество алюминия А7 и полуфабрикатов: