загрузка...
загрузка...
На головну

Алюмінієві ливарнісплави [ГОСТ 1583 - 93]

  1. Алюмінієві сплави для поковок і штамповок
  2. Алюміній і його сплави
  3. Алюміній і його сплави
  4. Аморфні металеві сплави
  5. Берилій і сплави на його основі
  6. Деформуються алюмінієві сплави, що не зміцнює термічною обробкою

Згідно ГОСТ 1583-93 ливарні алюмінієві сплави поділяються за хімічним складом на 5 груп (табл. 2.31), які відносяться відповідно до систем (в дужках вказані позначення марок сплавів по ГОСТ 2685-75):

1. Алюміній - кремній - магній: АК12 (АЛ2); АК13 (АК13); АК9 (АК9); АК9с (АК9с); АК9ч (АЛ4); АК9пч (АЛ4-1); АК7 (АК7); АК7ч (АЛ9); АК7пч (АЛ9-1); АК8л (АЛ34); АК10Су (АК10Су).

2. Алюміній - кремній - мідь: АК5М (АЛ5); АК5Мч (АЛ5-1); АК5М2 (АК5М2); АК5М7 (АК5М7); АК6М2 (АК6М2); АК8М (АЛ32); АК5М4 (АК5М4); АК8М3 (АК8М3); АК8М3ч (ВАЛ8); АК9М2 (АК9М2); АК12М2 (АК12М2); АК12ММгН (АЛ30); АК12М2МгН (АЛ25); АК21М2,5Н2,5 (ВЖЛС-2);

3. Алюміній - мідь: АМ5 (АЛ19); АМ4,5Кд (ВАЛ10);

4. Алюміній - магній: АМг4К1,5М (АМг4К1,5М1); АМг5К (АЛ13); АМг5Мц (АЛ28); АМг6л (АЛ23); АМг6лч (АЛ23-1); АМг10 (АЛ27); АМг10ч (АЛ27-1); АМг11 (АЛ24); АМг7 (АЛ29);

5. Алюміній - інші компоненти: АК7Ц6 (ЧЕРВОНИЙ 11); АК9Ц6 (АК9Ц6р); АЦ4Мг (АЛ24);

Про належність конкретного сплаву до тієї чи іншої групи (системі) можна судити з маркування, що містить букви, цифри і індекси. Перша літера А означає, що сплав алюмінієвий. Інші букви маркування: К - кремній; М - мідь; Мг - магній; Мц - марганець; Н - нікель; Ц - цинк; Су - сурма. Після букви наводиться цифра, яка вказує на середній вміст (у відсотках) даного елемента в сплаві. Індекс в кінці марки дає додаткову інформацію, наприклад, про ступінь очищення сплаву від домішок і інших його характеристик. Так, індекс "ч" означає, що сплав чистий; "Пч" - підвищеної чистоти; "Оч" - особливої ??чистоти; "Л" - ливарний; "С" - селективний.

У I групу включені сплави на основі системи алюміній - кремній - магній, обичноназиваемие силумінами. Вони мають найбільш високі ливарні властивості (жидкотекучесть, стійкість проти палаючих тріщин і ін.), Що пояснюється наявністю в їх структурі великої кількості евтектики (рис. 6.1), а також герметичність, щільність і достатню корозійну стійкість.

Найбільш поширений подвійний силумін АК12 (AЛ2), містить тільки алюміній і кремній (10 ... 13%), є чисто евтектичним, термічно незміцнюючих сплавом і має низькі механічні властивості (sв = 180 МПа; s0,2 = 80 МПа; d = 7%).

Евтектика складається з механічної суміші кристалів твердого розчину ? + Si, і нерідко в структурі присутні первинні кристали Si. Кремній при затвердінні евтектики виділяється у вигляді грубих кристалів голчастої форми (рис. 6.2), які грають роль внутрішніх надрізів в пластичному ? - твердому розчині. Тому така структура не забезпечує високі властивості сплаву. При більш високих вимогах до міцності властивостями застосовують доевтектичні силуміни з 4 ... 10% Si і добавками невеликих кількостей Cu, Mg, Mn.

 Мал. 6.1. Діаграма стану системи Al- Si

Силуміни, що містять, крім алюмінію і кремнію, інші компоненти, називаються спеціальними. Додаткове легування магнієм (сплав АК7ч (АЛ9)), А також магнієм і марганцем (сплав АК9ч (АЛ4)) Дозволяє підвищити механічні властивості сплавів в результаті зміцнюючої термічної обробки. Однак, перевершуючи простий силумін АК12 (АЛ2) за механічними характеристиками, сплави АК7ч (АЛ9) і АК9ч (АЛ4) поступаються йому по технологічності, т. к. мають підвищену схильність до газонасичених і пористості.

Мал. 6.2. Мікроструктури силуминов (х200):

а-до модифікування; б-після модифікував

Найбільш міцний з силуминов сплав АК8Л (АЛ34), в якому збільшений вміст магнію і введені добавки титану та берилію.

Для подрібнення евтектичних виділень (твердий розчин ? -кремній) і усунення надлишкових кристалів кремнію силуміни модифікують натрієм (0,05 ... 0,08% від маси сплаву) шляхом присадки до розплаву суміші солей 67% NaF і 33% NaCl. У процесі затвердіння кристали кремнію обволікаються поверхнево - активної плівкою силіциду натрію (Na2Si), яка ускладнює їх зростання. У силуміни також вводять добавки ітрію, стронцію, цирконію, бору, титану та ін.

Сплави I-ої групи, володіючи найкращими ливарними властивостями, високою герметичністю, достатнім рівнем механічних та корозійних властивостей, силуміни широко використовуються для лиття складних по конфігурації і великогабаритних деталей всіма способами. Вони застосовуються в планері літаків (каркаси дверей, деталі кабіни, з'єднувальні фланці, кронштейни і т. Д.), В турбореактивних двигунах (корпуси насосів, кришки, арматура та ін.). В автомобілебудуванні з цих сплавів відливають блоки циліндрів, картери рульового управління і зчеплення.

Сплави II групи на основі системи алюміній - кремній - мідь є термічно зміцнюючими, мають хороші, хоча і дещо поступаються сплавів I групи, ливарні властивості, герметичність і корозійну стійкість, але перевершують їх по жароміцності і оброблюваності різанням. сплави АК5М (АЛ5), АК5Мч (АЛ5-1) не є модифікується і в термообробленому стані мають середні показники міцності при звичайних і підвищених (250 ... 275 ° С) температурах.

Сплав АК8М (АЛ32) з високим вмістом кремнію (7,5 ... 9%) доцільно модифікувати. Він також характеризується середньою міцністю і жароміцних і використовується до температур, що не перевищують 150 ° С. багатокомпонентні сплави АК12М2МгН (АЛ25) і АК12ММгН (АЛ30) можуть застосовуватися в литому стані (наприклад, в порушених) без термообробки. Медьсодержащие силуміни, маючи хороші ливарні властивості, високу міцність і герметичність, підвищену жароміцність, призначені для силових і герметичних деталей з робочою температурою до 200 ... 250 ° С. Це корпусу насосів, головки циліндрів, деталі коробки передач, турбін, вентиляторів і т. Д.

Однак слід мати на увазі, що сплави АК5М2, АК5М7 мають широкі межі за хімічним складом і, як наслідок, нестабільність механічних і ливарних властивостей. Тому їх можна використовувати тільки для малонавантажених деталей.

III група-сплави на основі системи алюміній - мідь: АМ5 (АЛ19) і АМ4,5Кл (ВАЛ10). Для сучасного машинобудування особливий інтерес представляють ливарні високоміцні алюмінієві сплави з властивостями, близькими властивостями сплавів, що деформуються, а також жароміцні сплави, істотно перевершують деформуються по експлуатаційним температурно-часових параметрів. Такими сплавами є сплави даної групи. Основні їхні переваги: ??підвищені міцність і жароміцність, добре обробляється різанням. Ці сплави характеризуються широким інтервалом кристалізації, що обумовлює їх знижені, в порівнянні з силуміну, ливарні властивості. Їм також властиві підвищена лінійна усадка, знижені герметичність і корозійна стійкість. Тому деталі зі сплавів на основі Al - Cu слід анодувати і захищати лакофарбовим покриттям. Сплави системи алюміній - мідь відносяться до термічно зміцнює сплавів.

сплав АМ5 (АЛ19), Що містить, крім алюмінію і міді, ще марганець і титан, має високі показники міцності і жароміцності і може використовуватися при температурах до 300 ° С. У структурі цього сплаву утворюються фази CuAl2, Al12Mn2Cu і Al3Ti, що розташовуються на межі зерен твердого розчину. Присутність в твердому розчині марганцю і освіту на межі зерен інтерметалідних фаз підвищує жароміцність сплаву. Титан подрібнює зерно. Нікель сприяє підвищенню жароміцності (тривалої міцності) сплавів системи Al-Cu- Mn, роблячи позитивний вплив на властивості сплавів при 400 ... 450 ° С, при зниженні міцності при 20 ° С. сплав АМ4,5Кл (ВАЛ10), додатково легований кадмієм ще більш жароміцний (до 350 ° С). Кадмій призводить до додаткового зміцнення сплавів системи Al-Cu в присутності марганцю і без нього, оскільки в обох випадках упрочняющей фазою є фаза ? '.

Сплави на основі системи Al-Cu- Mn в порівнянні з алюмінієвими ливарними сплавами інших систем мають найширшу перспективу застосування для виготовлення литих деталей, використовуваних в відповідальних вузлах різних конструкцій замість деталей з сплавів, що деформуються (наприклад замість сплавів, що деформуються АК4, АК4-1, АК6, АК8.

В авіації зі сплавів систем Cu-Mn можна відливати деталі управління, внутрішнього набору фюзеляжу, силові кронштейни та ін.

IV група сплавів - Ливарні магналії на основі системи алюміній - магній (АМг4К1,5М, АМг5К (АЛ13) та ін.). Сплави даної групи характеризуються малою щільністю, високою міцністю і пластичністю, корозійну стійкість в жорстких кліматичних умовах, зварюваністю, хорошою оброблюваністю різанням. Ці властивості, а також достатня технологічність, що дозволяє отримувати складні виливки усіма способами лиття, роблять ці сплави вельми перспективними для деталей, до корозійної стійкості і декоративного оздоблення яких пред'являються підвищені вимоги.

Ці сплави мають гірші ливарні властивості, ніж силуміни. Додаткове легування сплавів АМг10 (АЛ27), АМг10ч (АЛ27-1) титаном, берилієм і цирконієм модифікує структуру і ще більше підвищує механічні властивості і стійкість проти корозії. Структура сплавів складається з ? - твердого розчину і грубих включень частинок ? (Al3Mg2) - Фази, які розташовуються на межі зерен і охрупчиваются сплав. Тому ці сплави використовують після нагрівання під загартування до 430 ?С і тривалою витримкою до 12 ... 20 год з метою повного розчинення частинок Al3Mg2 в ? - твердому розчині з подальшим охолодженням у маслі. Після такої обробки зазначені сплави набувають структуру твердого розчину, не містять евтектики і мають низькі ливарні властивості, а також невисокі показники теплопровідності і жароміцних (робочі температури не перевищують 100 ° С).

Сплави середньої міцності АМг5К (АЛ13), АМг6л (АЛ23), АМг6лч (АЛ23-1) і ін., що містять 4,5 ... 8% Mg застосовуються зазвичай в литому стані без термообробки. сплави АМг6л (АЛ23) і АМг6лч (АЛ23-1) можуть використовуватися і в загартованому стані, хоча ефект від загартування невеликий. Ливарні алюмінієво-магнієві сплави рекомендуються для виготовлення деталей різного призначення, від яких потрібна висока корозійна стійкість. Робочі температури цих сплавів не повинні перевищувати 80 ° С. Сплави добре зварюються аргонодугового зварюванням.

КV групі відносяться сложнолегірованние сплави АК7Ц9 (ЧЕРВОНИЙ 11), АК9Ц6, АЦ4Мг (АЛ24), містять кремній, залізо, свинець, нікель, марганець і т. д, складають велику групу ливарних алюмінієвих сплавів. Вони відносяться до самогартівних високоміцним алюмінієвим ливарних сплавів і застосовуються для виготовлення деталей, що працюють при підвищених температурах і тисках. Оптимальні властивості таких сплавів досягаються в результаті гарту і штучного старіння.

сплав АК7Ц9 (ЧЕРВОНИЙ 11) називається цінковістим силуміном і за своїми ливарним властивостями не поступається звичайним. сплави АК7Ц9 (ЧЕРВОНИЙ 11) і АЦ4Мг (АЛ24) здатні самогартівних і зміцнюється в процесі охолодження при заливці в форми (особливо металеві) і подальшого природного старіння. Інтенсивність старіння залежить від змісту в сплаві цинку і магнію (мідь чинить менший вплив). При підвищенні температури нагріву швидкість старіння цінковістого силуміну АК7Ц9 (ЧЕРВОНИЙ 11) зростає. корозійна стійкість АК7Ц9 (ЧЕРВОНИЙ 11) нижче, ніж звичайних силуминов, а різанням краще. Він добре зварюється без втрати міцності подваренний місць. Хороші технологічні властивості і здатність зберігати міцність, твердість і опір до впливу знакозмінних навантажень після різної тривалості нагревов до температур 300 ... 350 ° С дозволяє застосовувати цінковістий силумін в моторобудування, автомобілебудуванні та інших галузях промисловості.

сплав АЦ4Мг (АЛ24) має поряд з високою міцністю і корозійну стійкість, задовільні ливарні властивості, задовільну зварюваність, хорошу оброблюваність різанням, добре полірується. Цей сплав рекомендується застосовувати для лиття в піщані, оболонкові форми, по виплавлюваних моделях деталей, що зварюються, які працюють при температурі до 150 ° С.

До цієї групи також відноситься сплав системи Al-Zn-Mg-Cu ВАЛ12, Який є найбільш міцним ливарним алюмінієвим сплавом, які не мають аналогів у вітчизняній та зарубіжній практиці. Висока міцність сплаву досягається оптимальним співвідношенням макролегірующего комплексу у вигляді цинку, магнію, міді, які утворюють при гомогенізації і загартування гранично легований твердий розчин. Потім при штучному старінні з пересичені твердого розчину виділяються субдісперсние сферичні частинки зміцнюючих фаз MgZn2, Al2 MgZn3, Al2CuMg c великою щільністю. Однією з умов формування оптимальної структури виливків зі сплаву ВАЛ12 є технологія литва, що забезпечує високу швидкість кристалізації. Висока швидкість кристалізації дозволяє одержувати виливки з максимальними механічними властивостями, включаючи характеристики надійності і довговічності. Тому виливки з цього сплаву зазвичай отримують під тиском або рідкої штамовкой, можна отримувати литтям в кокіль. Завдяки високим механічним властивостям сплав ВАЛ12 може успішно конкурувати не тільки з деформуються алюмінієвими сплавами, але і з малолегованих сталями, бронзами, латунями, що відкриває нові можливості у виробництві конструкційно-надійних виливків.




Діаграма стану залізо-цементит | Класифікація і маркування ливарних сталей. | Види термічної обробки і їх класифікація | Перетворення в сталі при нагріванні | Види відпалу і нормалізація | Загартування і відпустку стали | Термомеханічна обробка стали | Вплив легуючих елементів на структуру і властивості стали | Маркування та класифікація легованих сталей | Конструкційні леговані стали |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати