Алюмінієві сплави для кування та штамповки

Поковки та штамповані деталі з алюмінієвих сплавів (АК6, АК8 та інші) отримують при температурі 380…450 °С. Поковки піддають гартуванню від 500…575 °С і старінню при 150..165 °С протягом 6…15 годин. Введені до складу сплавів Ni, Fe, Ti підвищують температуру рекристалізації і жароміцність сплавів до 300 °С. Сплав АК6 використовують для деталей складної форми і середньої міцності. Сплав АК8 рекомендується для навантажених штампованих деталей.

Ливарні алюмінієві сплави

Евтектичні сплави мають гарні ливарні властивості – високу рідкотекучість, невелику усадку, малу здатність до утворення гарячих тріщин та зональної ліквації, високу герметичність. Ливарні алюмінієві сплави маркуються літерами АЛ (алюмінієвий ливарний) та цифрами (умовний номер), наприклад, АЛ2, АЛ17, АЛ29.

Найкращими ливарними властивостями відзначаються силуміни – сплави системи Аl-Si. Використовуються як подвійні, так і леговані силуміни. Для їх легування використовують магній, мідь, марганець, інколи – титан, нікель, цирконій, хром. Утворюючи тверді розчини з алюмінієм, легуючі елементи підвищують міцність та твердість силумінів. У легованих силумінах утворюються фази Мg₂Sі, СиА1₂, А1₂Ті та інші.

Відливки із подвійних силумінів відпалюють для зняття напруг. Підвищення механічних властивостей цих сплавів досягається їх модифікуванням (сплав АЛ2). У сплавах без модифікування в структурі присутні кристали крихкого кремнію, що знижує міцність та пластичність. Введенням модифікатора – натрію (біля 0,06%, як правило, вводиться у вигляді хлористих та фтористих солей) евтектична концентрація зміщується з 11,6 % до 14 %Sі, тому замість b-фази (кремній) при кристалізації утворюються пластичні кристали a-фази (рис. 6.2).

а) б)

Рисунок 6.2 – Микроструктуры силумина (х200):

а) – немодифікований силумін; б) – модифікований силумін.

Підвищення міцності та пластичності пов'язано із подрібненням евтектики при модифікуванні. Наприклад, за рахунок модифікування сплаву АЛ2 міцність зростає від 130 до 200 МПа, межа плинності – від 20 до 80 МПа, відносне видовження – з 2 до 7 %. Діаграма стану Аl-Si зображена на рис. 6.3.

Для легованих силумінів окрім модифікування для зміцнення сплавів застосовують і термічну обробку (гартування та старіння). Фази, що зміцнюють сплави: Мg₂Sі, СиАl₂, Аl₂СиМg, Аl₃ Мg₂ тощо.

Силуміни використовують для одержання відливок деталей із застосуванням литва під тиском, в землю чи кокіль (деталі карбюраторів, приладів, толоки, корпуси та деталі двигунів, компресорів тощо).

 

 

Рисунок 6.3 – Діаграма стану Аl - Si

(штрихові лінії – для сплавів після модифікування)