Ливарні алюмінієві сплави з цинком та магнієм
Алюмінієві сплави бувають деформованими та ливарними. Вихідні зливки сплавів, що деформуються, піддають обробці методами обробки металів тиском - прокатки, пресування (екструзії) або кування.
Ливарні сплави алюміній-цинк-магній
Алюмінієві ливарні сплави, леговані цинком та магнієм, термічно зміцнюються у процесі звичайного вилежування, тобто природного старіння. При цьому максимальна міцність досягається через 20-30 діб після розливання та при витримці при кімнатній температурі. Цей процес зміцнення може бути прискорений штучним старінням.
В принципі для досягнення оптимальних властивостей ці сплави не вимагають високої температури нагрівання під загартування і різкого охолодження як інші термічно зміцнювані сплави, наприклад, сплав алюміній-мідь і кремній-магній-алюміній. Однак через проблеми у цих сплавах з мікросегрегацією фази магній-цинк зазвичай їх піддають швидкому затвердінню.
Алюмінієві сплави ливарні серії 7хх.х
За американською класифікацією ці метали ставляться до серії 7хх.х. Вони мають властивості міцності від середніх до високих. Шляхом відпалу забезпечується непогана стабільність розмірів. Евтектична точка сплавів цієї групи є високою, що сприятливо для деталей, які піддаються паянню. Ці сплави мають хорошу механічну оброблюваність. Їх характерна висока корозійна стійкість при певної схильності до корозії під напругою. Їх не рекомендують для застосування за підвищених температур. Міцні властивості цих сплавів підвищуються при кімнатній протягом декількох тижнів після розливання в результаті зміцнення механізму виділення вторинної фази. Цей процес триває і після кількох тижнів, але вже зшвидкістю, що зменшується. До сплавів 707.0, 771.0 та 772.0 можуть застосовуватися термічні обробки типу Т6 та Т7.
Ливарні властивості
Ливарні властивості ливарних алюмінієвих сплавів системи алюміній-цинк-магній дуже посередні. Тому для отримання хороших виливків потрібний жорсткий контроль затвердіння. Щоб запобігти усадочним дефектам застосовують охолодження з помірними та високими температурними градієнтами. Найчастіше для цих сплавів застосовують лиття у піщані форми, а при лиття у постійні форми можна зіткнутися зі значними труднощами.
Ливарний алюмінієвий сплав 771.0
Хімічний склад
Формула сплаву: 7Zn-0,9Mg-0,13Cr
- мідь: 0,10% макс.;
- магній: 0,8-1,0%;
- марганець: 0,10% макс.;
- кремній: 0,15% макс.;
- залізо: 0,15% макс.;
- хром: 0,06-0,20%;
- цинк: 6,5-7,5%;
- олово: 3,5% макс.;
- титан: 0,10-0,20%;
- інші: 0,05% кожного, 0,15% у сумі макс.;
- алюміній: інше.
Властивості: механічні та фізичні
Типові механічні властивості (Т5):
- міцність на розтяг: 290 МПа;
- межа плинності: 260 МПа;
- відносне подовження: 1,5%;
- модуль пружності: 71,0 ГПа.
- щільність: 2,823 г/см 3 ;
- температура ліквідусу: 645 ºС;
- температура солідусу: 605 ºС.
Термічна обробка
Цей сплав можна термічно обробляти стану Т2, Т5, Т51, Т52 і Т71
Термічна обробка на стан Т5:
- витримка при 180 С протягом 3-5 годин;
- охолодження поза печі на спокійному повітрі.
Термічна обробка на стан Т51:
- витримка при205 ºС протягом 6 годин;
- охолодження поза печі на спокійному повітрі.
Термічна обробка на стан Т6:
- витримка при 580-595 С протягом 6 годин;
- охолодження поза печі на спокійному повітрі до кімнатної температури;
- старіння шляхом витримки протягом 3 годин при температурі 130 С;
- охолодження на спокійному повітрі.
Механічна обробка
Сплав 771.0 в стані Т5 має хорошу стабільність та оброблюваність різанням. Його можна фрезерувати у 5 разів швидше, а свердлити у 2 рази швидше, ніж такі сплави як 356.0 та 319.0.
Може зварюватися газовим дуговим зварюванням вольфрамовим або металевим електродом із застосуванням алюмінієвого зварювального сплаву 5356. Залежно від термічного стану виливки після зварювання може виникнути необхідність спеціальної термічної обробки.
У стані Т5 зварювання не виробляють. Для подальшого зварювання виробляють термічну обробку стан Т51.
Джерело: Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1996