Всего на сайте:
236 тыс. 713 статей

Главная | Химия

Алюминиевые сплавы  Просмотрен 179

По способу изготовления алюминиевые сплавы делят на три группы: деформируемые, литейные, порошковые.

Деформируемые сплавы имеют высокую технологическую пластичность и используются для изготовления прутков, профилей, труб различными способами пластической деформации (прокаткой, ковкой, прессованием и т.д.).

Деформируемые алюминиевые сплавы маркируются по двум системам - буквенно-цифровой и цифровой.

По буквенно-цифровой системе согласно ГОСТ 4784-74 деформируемые сплавы маркируются буквами и цифрами. В этой маркировке не заложено какой-либо системы. Отдельным группам присвоены определённые буквы, внутри группы сплавы различаются номером, который стоит после букв. Так например, дуралюмины (алюминиевые сплавы, содержащие медь и магний) обозначаются буквой Д (Д1, Д16). По новой системе согласно ГОСТ 11069-01 алюминиевые сплавы маркируют цифрами.

По способности упрочняться термической обработкой алюминиевые сплавы делятся на упрочняемые термической обработкой и неупрочняемые.

Упрочняющая термическая обработка дуралюминов, где основным легирующим элементом является медь, заключается в закалке с последующим старением и основана на переменной ограниченной растворимости твердых растворов алюминия с медью и другими легирующими элементами.

На рис. 3.36 представлен алюминиевый угол диаграммы А1- Сu, поскольку основным упрочняющим легирующим элементом дуралюминов является медь. Как видно из диаграммы, при температуре 548 °С в алюминии растворяется максимальное количество меди 5,7 %, а при комнатной - всего 0,5 %. В отожженном состоянии структура сплава, содержащего более 0,5 % Сu, состоит из a-твердого раствора на основе алюминия и избыточных кристаллов CuAl2.

Рис. 3.36. Алюминиевый угол диаграммы «алюминий - медь»

Закалка дуралюмина заключается в нагреве сплава выше линии ограниченной растворимости (495…505°С), выдержке при этой температуре и быстром охлаждении в воде. Нагрев приводит к растворению избыточных фаз, а быстрое охлаждение фиксирует структуру пересыщенного твердого раствора меди в алюминии. Прочность и твердость в результате закалки несколько повышаются, и пластичность сохраняется высокой.

Это позволяет производить пластическое деформирование закаленного дуралюмина в холодном состоянии.

Пересыщенный твердый раствор является неустойчивым и из него выделяется химическое соединение CuAl2. Этот процесс называется старением. Если старение происходит при комнатной температуре, то оно называется естественным. При этом достигается максимальное упрочнение сплава.

Если старение происходит при повышенной температуре, то оно называется искусственным. При искусственном старении происходит укрупнение частиц CuAl2, что приводит к некоторому снижению прочности по сравнению с естественным старением.

Литейные алюминиевые сплавы согласно ГОСТ 1583-93 маркируются буквой А (алюминиевые сплавы) после которой идут буквы, соответствующие определённому легирующему элементу (например, К - кремний, М - медь и др.) и цифры, показывающие содержание легирующего элемента в %. Например, сплав АК12М2 содержит ~ 12 % кремния, 2 % меди.

Литейные ставы на основе алюминия являются сплавами состава близкого к эвтектическому. Большинство литейных сплавов в качестве основного легирующего элемента содержат кремний. Эти сплавы называют силуминами: АК12 (12 % кремния), АК9ч (9 % кремния, вид продукции - чушки), АК7ч и др.

Надо отметить цинковые силумины, которые содержат (10…14 %) Zn и (6…8 %) Si. Цинк, растворяясь в алюминии, упрочняет твёрдый раствор и позволяет получать отливки с высокими механическими свойствами без применения термической обработки. Такой сплав модифицируется натрием и применяется для сложных по конфигурации и тяжело нагруженных деталей.

Контрольные вопросы

1. Как классифицируются алюминиевые сплавы по способу изготовления?

2. Что представляет собой дуралюмин?

3. Почему дуралюмин можно подвергать упрочняющей термической обработке и в чем она заключается?

  1. Приведите маркировку литейных алюминиевых сплавов.

 

Предыдущая статья:Титановые сплавы Следующая статья:Магниевые сплавы
page speed (0.2525 sec, direct)