Литейные алюминиевые сплавы системы AL-Cu

Эти сплавы (АЛ7, АЛ19) после термической обработки имеют высокие механические свойства при нормальной и повышенных температурах и хорошо обрабатываются резанием. Литейные свойства сплавов низкие (большая усадка, склонность к образованию горячих трещин и т. д.). Сплав АЛ7 используют для отливки небольших деталей простой формы (арматура, кронштейн и т. д.). Сплав склонен к хрупкому разрушению вследствие выделения по границам зерен грубых частиц CuAl₂ и AlCu₂Fe, поэтому его применяют в закаленном состоянии, когда эти соединения переведены в твердый раствор. Если от отливок требуется повышенная прочность, то их после закалки подвергают искусственному старению при 150 °С 2-4 ч. (Т5).

В сплаве АЛ19 кроме CuAl₂ образуются фазы Al₂Mn₂ Cu и Al₃Ti, располагающие по границам зерен твердого раствора. Присутствие в твердом растворе марганца и образование по границам интерметаллидных фаз повышает жаропрочность сплава. Титан измельчает зерно.

Упрочнение сплава достигается закалкой и старением при 175°С 3-5 ч. (Т5, Т6). Сплавы Al-Cu малоустойчивы против коррозии, поэтому отливки обычно анодируют.

Литейные алюминиевые сплавы системы AL-Mg

Сплавы алюминия с магнием имеют низкие литейные свойства, так как не содержат эвтектики. Характерной особенностью этих сплавов является хорошая коррозионная стойкость, повышенные механические свойства и обрабатываемость резанием. Добавление к сплаву (9,5-11,5% Мо) модифицирующих присадок (Ti, Zr) улучшает механические свойства, а бериллия – уменьшает окисляемость расплава, что позволяет вести плавку без защитных флюсов.

Сплавы АЛ8 и АЛ27 предназначены для отливок, работающих во влажной атмосфере, например в судостроении и авиации. Структура сплавов состоит из a-твердого раствора и грубых включений частиц Al₃Mg₂, которые располагаются по границам зерен, охрупчивая сплав. В связи с этим сплавы АЛ8 и АЛ27 применяют после закалки от 430 °С и охлаждением в масле (40-50 °С) и выдерживают при температуре закалки в течение 12-20 ч, что обеспечивает растворение частиц Al₃Mg₂ в a-твердом растворе и получение после закалки однородного твердого раствора.

Добавление к сплавам Al-Mg до 1,5%Si (сплавы АЛ13, АЛ22) улучшает литейные свойства в результате образования тройной эвтектики. Сплавы применяют в судостроении и авиации.

Литейные алюминиевые жаропрочные сплавы

 Из литейных жаропропрочных алюминиевых сплавов наибольшее применение получил сплав АЛ1, из которого изготовляют поршни, головки цилиндров и другие детали, работающие при температуре 275-300 °С. Структура литого сплава АЛ1 состоит из a-твердого раствора, содержащего Cu, Mg и Ni и избыточных фаз Al2CuMg и Al6Cu3Ni. Отливки применяют после закалки и кратковременного старения при 175°С (Т5) . поршни подвергают закалке и старению при 200°С (Т7). При закалке S-фаза растворяется в a-твердом растворе.

Более жаропрочны сплавы АЛ33 и АЛ19. Высокая жаропрочность обусловлена добавками в сплавы Mn, Ti, Ni, Ce, Zr, образующими нерастворимые (малорастворимые) интерметаллидные фазы (Аl₆Cu₃, Al₂Ce, Al₂Zr и др.). Сплав АЛ33 упрочняют закалкой от высокой температуры 545 °С и старением при 175 °С.

Для крупногабаритных деталей, работающих при 300-350°С, применяют сплав АЛ21. Отливки сложной формы из сплава подвергают отжигу при 300°С. Для получения высоких механических свойств отливки закаливают от 525°С в горячей воде и подвергают стабилизирующему отпуску при 300°С (Т7).

Контрольные вопросы:

1. Как на основе диаграммы состояния классифицируют алюминиевые сплавы?
2. Какие сплавы относятся к деформируемым сплавам, не упрочняемым термической обработкой?
3. Какие алюминиевые сплавы упрочняются термической обработкой?
4. До каких температур нагревают алюминиевые сплавы под закалку?
5. Какая структура образуется в алюминиевых сплавах после закалки?
6. Какие превращения происходят при старении алюминиевых сплавов?
7. Какой сплав разработан специально для заклепок?
8. Как влияет модифицирование на структуру и свойства силумина АЛ2?
9. Какой алюминиевый сплав применяют для корпуса судов на воздушной подушке, с подводными крыльями, небольших катеров?
10. Выберите сплав для канистры?

Медь и ее сплавы

Автор статьи

Анастасия

Задать вопрос

Эксперт