Влияние добавок меди на теплоемкость и термодинамические функции алюминия марки А7Е

Экономическая целесообразность применения алюминия в качестве проводникового материала объясняется благоприятным соотношением его стоимости (которая в течение многих лет практически не меняется) и стоимости меди. При использовании проводниковых алюминиевых сплавов для изготовления тонкой проволоки, обмоточного провода и др. могут возникнуть определенные сложности в связи с их недостаточной прочностью и малым числом перегибов до разрушения. В последние годы разработаны алюминиевые сплавы, которые даже в мягком состоянии обладают прочностными характеристиками, позволяющими применять их в качестве проводникового материала. Одним из перспективных потребителей алюминия является электротехническая промышленность. Отсюда разработка новых составов сплавов на основе этого металла весьма актуальна. Экспериментально определена температурная зависимость теплоемкости сплавов алюминия марки А7Е с медью и выполнен расчет изменений их термодинамических функций. Исследования проводились в режиме охлаждения с применением компьютерной техники и программы «SigmaPlot». Установлены полиномы температурной зависимости теплоемкости и изменения термодинамических функций (энтальпии, энтропии и энергии Гиббса) указанных сплавов и эталона (Al марки A5N), характеризуемые коэффициентом корреляции Лкорр = 0,992+0,998. Показано, что с ростом содержания меди теплоемкость сплавов алюминия марки А7Е снижается, а с увеличением температуры повышается. Энтальпия и энтропия сплавов алюминия марки А7 с медью с увеличением доли меди уменьшаются, а с ростом температуры повышаются. Для энергии Гиббса характерна обратная зависимость.

1. Низомов З., Гулов Б, Ганиев И.Н., Саидов Р.Х., Обидов Ф.У, Эшов Б.Б. Исследование температурной зависимости удельной теплоемкости алюминия марок ОСЧ и А7. Докл. АН Респ. Таджикистан. 2011. Т. 54. No. 1. С. 53—59.

2. Золоторевский В.С., Белов Н.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. М.: МИСиС, 2005.

3. Белецкий В.М., Кривов Г.А. Алюминиевые сплавы (состав, свойства, технология, применение): Справочник. Под ред. И.Н. Фридляндера. Киев: КОМИТЕХ, 2005.

4. Маджидов Х, Аминов Б., Сафаров М, Вахобов А., Обидов Ф.У. Теплоемкость особо чистого алюминия в зависимости от температуры. Докл. АН Респ. Таджикистан. 1990. Т. 33. No. 6. С. 380—383.

5. Усов В.В., Займовский А.С. Проводниковые, реостатные и контактные материалы. Материалы и сплавы в электротехнике. Т. II. М.: Госэнергоиздат, 1957.

6. Somasekharan A.C., Murr L.E. Microstructures in friction-stir welded dissimilar magnesium alloys and magnesium alloys to 6061-T6 aluminum alloy. Mater. Cha-ract. 2004. Vol. 52. No. 1. P. 49—64.

7. Menan F., Henaff G. Synergistic action of fatigue and corrosion during crack growth in the 2024 aluminum alloy. Procardia Eng. 2010. Vol. 2. No. 1. P. 1441—1450.

8. Hu X.W, Jiang F.G., Yan H. Effects of rare earth Er additions on microstructure development and mechanical properties of die-cast ADC12 aluminum alloy. J. Alloys Compd. 2012. P. 538—544.

9. Fragomeni J., Wheeler R., Jata K.V Effect of single and duplex aging on precipitation response, microstructure, and fatigue crack behavior in Al—Li— Cu alloy AF/C- 458. J. Mater. Eng. Perform. 2005. Vol. 14. No. 1. P. 18—27.

10. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1979.

11. Yan X.Y, Chang Y.A., Xie FY, Chen S.L., Zhang F, Daniel S. Calculated phase diagrams of aluminum alloys from binary Al—Cu to multicomponent commercial alloys. J. Alloys Compd. 2001. Vol. 320. No. 2. P 151— 160.

12. Liu L., Ren D., Liu F. A review of dissimilar welding techniques for magnesium alloys to aluminum alloys. Materials. 2014. Vol. 7. No. 5. P. 3735—3757.

13. Wang M.J., Chen L., Wang Z.X. Effect of rare earth addition on continuous heating transformation of a high speed steel for rolls. J. Rare Earths. 2012. Vol. 30. P. 84—89.

14. Chen X.G. Growth mechanisms of intermetallic phases in DC cast AA1XXX alloys. Essential Readings in Light Metals. Vol. 3. Cast shop for aluminum production. 2013. P. 460—465.

15. Иванцов Г.П. Нагрев металла (теория и методы расчета). Свердловск; М.: Металлургиздат, 1948.

16. Багницкий В.Е. Обратные связи в физических явлениях. Германия: LAP (Lambert Acad. Publ.), 2014.

17. Киров С.А., Салецкий А.М., Харабадзе Д.Э. Изучение явлений переноса в воздухе. Описание задачи No. 219 общего физического практикума «Молекулярная физика». М.: ООП Физ. фак-та МГУ, 2013.

18. Булкин П.С., Попова И.И. Общий физический практикум. Молекулярная физика. М.: Изд-во МГУ, 1988.

19. Ganiev I.N., Safarov A.G., Odinaev F.R., Yakubov U.Sh., Kabutov K. Temperature dependence of the specific heat and the changes in the thermodynamic functions of a bismuth-bearing AZh4.5 alloy. Russ. Metallurgy (Metally). 2020. Vol. No. 1. P. 17-24.

20. Ganiev I.N., Nazarova M.T, Yakubov U.Sh., Safarov A.G., Kurbonova M.Z. Influence of lithium on specific heat capacity and changes in the thermodynamic functions of aluminum alloy AB1. High Temp. 2020. Vol. 58. No. 1. P. 58-63.

21. Ganiev I.N., Safarov A.G., Odinaev F.R., Yakubov U.Sh., Kabutov K. Temperature dependence of heat capacity and the variation in thermodynamic function of the AZh 4.5 alloy doped with tin. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2019. Vol. 60. No. 2. P. 139-145.

22. Obidov Z. Thermophysical properties and thermodynamic functions of the beryllium, magnesium, and praseodymium alloyed Zn-55Al alloy. High Temp. 2017. Vol. 55. No. 1. P. 150-153.

23. Ганиев И.Н., Муминов Х.Х., Ганиева Н.И. и др. Установка для определения теплоемкости и теплопроводности твердых тел: Пат. TJ877 (Тадж.). 2017.