Властивості ливарних алюмінієвих сплавів та області їх застосування
Властивості ливарних алюмінієвих сплавів та області їх застосування.
Ливарні алюмінієві сплавимають ряд особливостей: підвищену рідину, що забезпечує отримання тонкостінних і складних за конфігурацією виливків; порівняно невисоку лінійну усадку; знижену схильність до утворення гарячих тріщин. Крім того, алюмінієві сплави мають високу схильність до окислення, насичення воднем, що призводить до таких видів шлюбу виливків, як газова пористість, шлакові включення та оксидні включення. Тому при розробці технології плавки та виготовлення фасонних виливків будь-яким із способів лиття необхідно враховувати особливості окремих груп алюмінієвих сплавів. Найбільше поширення в промисловості мають сплави А1-Si, Al-Si-Mg (АК12, АК9ч, АК9пч, АК7ч, АК7пч, АК8л, АК9, АК7), які відрізняються хорошими технологічними властивостями,
Застосовують сплави АК9ч, АК7ч, АК9, АК7 для найбільш відповідальних виливків, складних та великогабаритних деталей, що працюють при великих навантаженнях (картер двигуна внутрішнього згоряння), для лиття мало та середньонавантажених деталей приладів, агрегатів та двигунів, а також для побутових виробів. Сплави схильні до взаємодії з газами та утворення газової пористості. Герметичні великогабаритні виливки одержують в автоклавах при надмірному тиску або застосовують комбіноване рафінування (фільтрацію, вакуумування). Сплави АК7пч, АК9пч зміцнюються з допомогою добавок Fe, Mg, Ti і Be. Сплав АК8л має гарні ливарні властивості, його міцність перевершує міцність інших силумінів. Отримані з цього металу виливки високогерметичні. Сплав АК8л призначений для лиття складних конфігурації корпусних деталей, що працюють під високим тиском (до 45 МПа) і температурі не вище 200 °С.
Сплави на основі системи Al-Si-Сu (АК5М2, АК5М, АК5Мч, АК5М7, АК6М2, АК8м)містять крім кремнію та міді магній. Ці сплави відрізняються високою жароміцністю (робочі температури 250-275 ° С), але поступаються сплавам А1-Si і Al-Si-Mg за ливарними властивостями, корозійної стійкості та герметичності; не вимагають модифікування та кристалізації під тиском. Сплав АК5м і АК5Мч має більш високу жароміцність, ніж сплави АК9пч і А7пч, за рахунок легування структури міддю, а сплаву АК5Мч-титаном (до 0,15%). Сплав АК5М в термічно обробленому стані застосовують для лиття середньонавантажених корпусних деталей, що працюють при підвищених температурах і тиску до 23 МПа, а також при температурах до 250 ° С (наприклад, головки двигунів циліндрів повітряного охолодження, деталі агрегатів і т. д.). Сплав АК5М7, що володіє більш гетерогенною структурою, ніж сплави та АК5М, виготовляють із вторинних відходів. Хімічний склад металу варіюється в широких межах, тому його фізико-хімічні властивості нестабільні. Застосовують для лиття поршнів. Ливарні властивості та жароміцність сплаву АК5М7 значно нижчі, ніж у поршневих сплавів АК12М2МгН, АК12ММгН та ін. Сплави АК5М2, АК7М2 легують різними елементами; властивості близькі до властивостей сплаву АК5М7 застосовують для малонавантажених деталей. Сплав АК8М за властивостями аналогічний сплаву АК9ч, але має жароміцність нижче; застосовують при лиття під тиском.
Евтектичні спеціальні силуміни (АК12ММгН, АК12М2МгН), володіючи хорошими ливарними властивостями, відрізняються більш високою жароміцністю, оскільки містять 0,8-1,3% Ni, що утворює складні фази у вигляді жорсткого каркасу; Добавка титану покращує технологічні властивості. Сплави мають малу схильність до об'ємних змін у процесі експлуатації за підвищенихтемпературах; застосовуються виготовлення поршнів; у цьому випадку виливки використовують без загартування. Для зняття внутрішньої напруги поршні термічно обробляють.
Заевтектичнийсилумін АК21М2Н2,5має гарну рідину, твердість і зносостійкість. Структура сплаву складається з первинних кристалів кремнію та евтектики. Добавки нікелю та хрому забезпечують високу жароміцність до 300-320 °С. Застосовують сплав для лиття поршнів та інших відповідальних деталей, що працюють за підвищених температур.
Цинковий силумін АК7Ц9, що містить 7-12% Zn, який добре розчинний у твердому алюмінії, створює розчинне зміцнення, що дозволяє використовувати сплав у литому стані (без термічної обробки). Сплав АК7Ц9 має хороші технологічні властивості, здатність зберігати міцність, твердість і опір дії знакозмінних навантажень після короткочасних і тривалих нагрівів до температур 300-500 °С. Застосовують сплав для литих деталей у моторобудуванні та інших галузях промисловості. Сплав АК7Ц9 використовують при литті піщано-глинисті форми, кокіль і під тиском. Має знижену корозійну стійкість та порівняно високу щільність.