Деформируемые алюминиевые сплавы

Применяются для получения полуфабрикатов (листов, профилей, труб…) и различных деталей штамповкой, ковкой, прессованием. Все деформируемые сплавы подразделяют на термически упрочняемые и неупрочняемые. К первой группе относят сплавы алюминия с магнием и кремнием, а также с магнием и медью. Ко второй – с марганцем и с марганцем и магнием. В соответствии с действующим ГОСТ 4784-2019 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки» для маркировки используется буквенное обозначение (АМ, АК, В, ВД, Д…) с порядковым номером сплава (например, Д18).

 

Дюралюминий (дюралюмин, дуралюмин, дюраль)

Семейство промышленных сплавов Al-Cu-Mg: алюминий (до 93%), медь (до 5%), магний (до 3%). В качестве присадки вводят марганец (~0,5%); кремний c железом считают естественными примесями.

 

Чем интересен дюралюминий? Тем, что в результате закалки или состаривания он становится таким же прочным, как сталь, и вдобавок приобретает устойчивость к скачкам температуры. Поэтому дюраль активно используется в авиации, автопроме и строительстве. Самые ходовые марки – Д1 и Д16. Вторая, к слову, считается самым стойким к трещинам алюминиевым сплавом, в том же самолетостроении ее расходуют на ответственные детали и узлы.

 

Авиали

Сплавы системы Al-Mg-Si: алюминий (до 98%), магний (до 0,9%), кремний (до 1,2%). Из других легирующих элементов и примесей присутствуют незначительные доли марганца, меди, железа и цинка. Марки: АВ, АД31, АД35.

 

Сплавы этой группы пластичны, после закалки и старения удовлетворительно режутся и хорошо свариваются. Из них делают велосипедные рамы, корпуса мобильных телефонов, лопасти вертолетов и средненагруженные детали. Средненагруженные – потому, что в прочности авиационный алюминий уступает дюралям. Как, впрочем, и в и приспособленности к температурным колебаниям.

 

Высокопрочные сплавы

Это, в частности, марки В95 и В96. В основе их системы лежит соединение алюминия с цинком, магнием и медью. Как ясно из названия, эти сплавы крайне устойчивы к разрывам, удельная прочность у них даже выше, чем у среднелегированных сталей. В горячем состоянии высокопрочные алюминиевые сплавы пластичны – хорошее подспорье при изготовлении нагруженных деталей, в том числе элементов крыла самолета и шпангоутов судна. Из минусов В95 и В96: чувствительность к низким температурам и к коррозии под напряжением.

 

Ковочные сплавы

Пластичные и устойчивые к горячим трещинам сплавы алюминия Al-Si-Mg-Cu. Маркировка такая: АК и номер – АК1, АК3, АК8 и т. д. Самый прочный из ковочных алюминиев – АК8, из него штампуют нагруженные узлы вроде лопастей вертолета и подрамника мотора. Правда, он же наименее технологичный из-за повышенной доли меди в составе. Для фигурных или высокоточных деталей средней прочности вроде крепежа или фитинга используют АК5. К слову, сплав алюминия АК5 – а заодно дюрали типа Д20 и Д21 – относят к жаропрочным. Из него производят головки цилиндров, детали турбореактивных двигателей, а также обшивку сверхзвуковой авиатехники.

 

ЛИТЕЙНЫЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

Фигурные, детализированные изделия, особенно фасонные (фитинги), гораздо сподручнее отливать в формы, а не резать или штамповать. Так и точность проще соблюсти, и расход материала меньше: при фасонном литье теряется 10%, тогда как при штамповке – 50%. В случае с резкой потери особенно велики: стружкой становится больше половины металла.

 

Силумины

Сплавы алюминия с кремнием (4-22%) и незначительной долей примесей, в первую очередь Fe, Mn, Cu, Zn и Ti. Самая ходовая марка – АК12 (АЛ2) с 10-13% кремния в составе.

 

По физическим свойствам силумин напоминает нержавеющую сталь, но втрое легче ее. Если сравнивать с дюралем, силумин даже вполовину не так прочен, зато куда устойчивей к коррозии, в том числе в проблемных средах – морской, щелочной и слабокислой. Что же до недостатков, среди таковых можно назвать пористость, зернистость и хрупкость от одной отливки к другой. Причем упрочнить силумин термообработкой невозможно из-за нерастворимости кремния в алюминии. В том числе поэтому марки типа АК12 используют для литья слабонагруженных деталей: корпусов помп, теплообменников, трубопроводной арматуры, мясорубок, бытовых изделий и т. д.

 

Сплавы алюминия с медью

Литейные сплавы алюминий-медь – это марки типа АК7 (АЛ7), АМ5 (АЛ19) с долей меди ~4-5,5% от состава. Из остальных легирующих добавок и примесей здесь Si (до 8%), Fe (до 1,6%), Mn (до 0,8%) и Zn (до 0,6%).

 

Что особенного в этих сплавах? После термообработки они хорошо режутся и свариваются, имеют отличные механические свойства и жаростойки: верхний предел температур – +300°С. В то же время жидкотекучесть и ликвация у них заметно хуже, чем у тех же силуминов, и применение ограничено несложными формами.