Охарактеризуйте типичные литейные алюминиевые сплавы системы AL - Si ?

Типичными представителями литейных алюминиевых сплавов являются сплавы системы AL - Si, получившие название силумины. Наиболее распространен сплав АЛ2, содержащий 10-13% Si (рис. 1.1.2,1.), обладающий высокой коррозионной стойкостью. Литейные алюминиевые сплавы близки по составу к эвтектическому сплаву и поэтому отличаются высокими литейными свойствами, а отливки – большой плотностью.

 

Рис. 1.1.2. Диаграмма состояния Al-Si. Влияние модифицирования на кристаллизацию в системе Al-Si: 1 – без модифицирования; 2 – после модифицирования.

Этот сплав содержит в структуре эвтектику a+b и первичные кристаллы кремния (рис. 1.1.3, а). Кремний при затвердевании эвтектики выделяется в виде грубых кристаллов игольчатой формы, которые играют роль внутренних надрезов в пластичном a-твердом растворе. Такая структура обладает низкими механическими свойствами.

Рис. 1.1.3. Микроструктура сплава АЛ2 (х340): а – до модифицирования; б – после модифицирования.

Для измельчения структуры эвтектики и устранения избыточных кристаллов кремния силумины модифицируют натрием (0,05-0,08%) путем присадки к расплаву смеси солей 67% NaF и 33% NaCl. В присутствии натрия происходит смещение линий диаграммы состояния (рис. 1.1.2, 2) и заэвтектический сплав АЛ2 (11-13% Si) становится доэвтектическим. В этом случае в структуре сплава вместо избыточного кремния появляются кристаллы a-твердого раствора (рис. 1.1.3,б). Эвтектика приобретает более тонкое строение и состоит из мелких кристаллов a-твердого раствора и кристаллов Si. В процессе затвердевания кристаллы кремния обволакиваются пленкой силицида натрия Na₂Si, который затрудняет их рост. Такие изменения структуры улучшают механические свойства сплава. Сплав АЛ2 не подвергают упрочняющей термической обработке.

Какие алюминиевые сплавы упрочняются термической обработкой?

Все литейные сплавы могут упрочняться в результате термической обработки, но степень упрочнения тем меньше, чем больше литейный сплав легирован, т.е. чем больше в структуре эвтектики.

Деформируемые сплавы подразделяются на: упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой.

Какие сплавы относятся к деформируемым сплавам, не упрочняемым термической обработкой?

К не упрочняемым деформируемым сплавам относятся такие, которые не испытывают фазовых превращений вплоть до температуры начала плавления, т.е. до линии солидуса. Эти сплавы соответствуют на обобщённой диаграмме состояния (рис.1.1.1) участку ОF. Типичными их представителями являются сплавы систем алюминий – марганец (групп АМц) и алюминий – магний (группа АМг), химический состав и механические свойства которых представлены в табл.1.1.1.

 

Химический состав (по легирующим элементам) и типичные механические свойства сплавов алюминия, не упрочняемых термической обработкой.                                                                    Таблица 1.1.1

 

Сплав	Содержание элемента, %		Механические свойства
	Mn	Mg	σв	σ0,2	δ, %
			МПа
АМц АМг2 АМг3 АМг5 АМг6	1,0-1,6 0,2-0,6 0,3-0,6 0,3-0,6 0,5-0,8	- 1,8-2,8 3,2-3,8 4,8-5,8 5,8-6,8	130 (170) 200 (250) 220 300 340 (400)	50 (130) 100 (200) 110 150 170 (300)	23 (10) 23 (10) 20 20 18 (10)