Лети алуминиеви сплави
Действащият GOST 1583-93 "Лити алуминиеви сплави" предвижда разделянето на лети алуминиеви сплави на 5 групи:
I - сплави на базата на системата A1 - Si (A1 - Si - Mg)
II - сплави на базата на системата Al - Si - Cu
III - сплави на базата на системата Al - Cu
IV - сплави на базата на системата Al - Mg
V - сплави на базата на системата алуминий - други компоненти.
Таблица 7 показва някои марки сплави от тази група и техния химичен състав.
Таблица 7 - Степени и химичен състав на някои ляти алуминиеви сплави
| Група сплави | Степен на сплав | стара сплав | Масова част на легиращи елементи, % | |||||
| мг | Si | Мн | Cu | Ти | други | |||
| аз | AK12 AK8L | AL2 AL34 | – – | 10 - 13 6,5 - 8,5 | – – | – – | – – | |
| II | AK5M AK8M | AL5 AL32 | 0,5 0,4 | 5,0 8,0 | – 0,4 | 1.2 1.2 | – 0,2 | |
| III | AM5 AM4,5Kd | AL19 VAL10 | – – | – – | 0,8 0,6 | 5.0 4.8 | 0,3 0,3 | CD - 0.2 |
| IV | AMg5c AMg10 | AL13 AL27 | 5.0 | 1.1 - | 0,3 - | – – | – 0,1 | – Be – 0,1 Zr – 0,12 |
| V | АК7Ц9 АЦ4Мг | AL11 AL24 | 0,2 | - | 0,3 | - | 0,15 | Zn-9 Zn-4 |
Характерен представител на алуминиевите леярски сплави сасилумините- това са сплави на алуминий със силиций. Диаграмата на състоянието на системата "алуминий - силиций" се отнася до евтектичен тип (Фигура 13).
Микроструктура на лятихипоевтектични силуминисъдържащи до12% Si, състои се от леки дендрити на α-твърд разтвор на силиций в алуминий и двойна (α + Si) игловидна евтектика, фиг. 14, а.
Обяснение: тъй като разтворимостта на Al в Si при стайна температура е 0,05%, приемливо е да се приеме, че структурата на сплавите при ниски температури не съдържа β-твърд разтвор на алуминий в силиций, а почти чист силиций. Следователно евтектиката е механична смес от кристали на α-твърд разтвор и кристали Si.
Фигура 13 - Диаграма на състоянието "алуминий - силиций":
b) след въвеждането на модификатора.
Фигура 14 - Микроструктурата на силумините (вдясно е схематично изображение): а) хипоевтектична, б) евтектична
в) хиперевтектичен, г) модифициран.
Микроструктурата наевтектичнасплав се състои от евтектика (a + Si). При обичайния метод на леене тази евтектика има груба структура (фиг. 14b). Силицият в него е под формата на груби игли.
В силуминитес хиперевтектиченсъстав първично кристализират полиедрични големи Si кристали със светлосив цвят (фиг. 14c). Силицият е крехък, така че силумините имат ниски механични свойства (sv = 120–160 MPa, d=1–2%).
За да се отървете от грубите евтектики и големите кристали на първичния Si и, следователно, за да подобрите механичните свойства,силумините се модифицират, т.е. преди изливане в стопилкатасе въвежда малко количество модификатор: натрий (0,05 - 0,08% от теглото на сплавта) или калций, бор. В резултат на модификацията (фиг. 13 - пунктирана линия) концентрацията на силиций в евтектиката се увеличава (от 11,7% на 15%) и сплавите се преохлаждат спрямо равновесната евтектична температура от 577°C. Силумини с хиперевтектичен състав,съдържащи 11,7 - 15% Si стават хипоевтектични и в тяхната структура вместо първични крехки силициеви кристали има дендрити на пластичен a-твърд разтвор (фиг. 14d). Преохлаждането също води до образуване на финозърнеста евтектика в структурата.
Модификацията подобрява не само механичните свойства на силумините (sv = 170–200 MPa, d = 3–5%), но и свойствата на леене. Модифицираните силумини са добре заварени и имат висока устойчивост на корозия.
За повишаване на якостта двойните силуминисе легиратс магнезий, мед и се подлагат на термична обработка.
По предназначениеконструкционните лети алуминиеви сплави условно се разделят на следните групи: 1) сплави, характеризиращи се с висока непропускливост (АК12, АК8); 2) високоякостни топлоустойчиви сплави (AM5, AK5M); 3) устойчиви на корозия сплави (AMg10; AC4Mg).
Куестове
1. Начертайте фрагмент от диаграмата на състоянието Al - Cu (до 10% Cu). Назовете вида му и посочете фазовия състав на областите на диаграмата. Определете границите на разтворимост на медта в Al според фазовата диаграма на Al - Cu при Troom и при Teutectics.
2. Начертайте диаграма на микроструктурата на проби от дуралуминий в закалени и стари състояния.
3. Начертайте фазова диаграма Al–Si – равновесие и след модификация (пунктирана линия).
4. Начертайте диаграма на микроструктурите на четири силуминови проби: хипоевтектичен, евтектичен, свръхевтектичен и модифициран. Обяснете структурните промени.
1. Кои са най-характерните свойства на алуминия?
2. В каква решетка кристализира алуминият?
3. Каква е корозионната устойчивост на алуминия, какво я осигурява?
4. Къде се използва технически алуминий?
5. Как се маркира алуминият?
6. Каквопостоянни примеси съдържа алуминий? Как примесите влияят на свойствата на алуминия?
7. Каква е разликата между микроструктурата на алуминия с висока и техническа чистота?
8. За какво е кован алуминий?
9. Какво определя механичните свойства на алуминия?
10. Какви технологични свойства има алуминият?
11. Какви компоненти обикновено се използват за легиране на алуминиеви сплави?
12. Как се класифицират индустриалните алуминиеви сплави?
13. Кои деформирани сплави са термично незакалени и кои са термично закалени?
14. Каква е структурата на сплавта AMts?
15. Какво е криогенно втвърдяване?
16. Какви сплави се наричат магнали? Какви са техните предимства?
17. Какви сплави се наричат дуралумини?
18. На каква втвърдяваща топлинна обработка се подлага дуралуминий?
19. Какво е закаляване? Какво определя необходимата скорост на охлаждане по време на втвърдяване? При каква температура се наблюдава максималната скорост на трансформация по време на закаляване на алуминиеви сплави?
20. Каква е структурата на закалените сплави?
21. Какво е остаряването?
22. По какво се различава естественото стареене от изкуственото?
23. Как се променя якостта на опън в Al-Cu сплави след термична обработка?
24. Какъв е инкубационният период на Al - Cu сплави и как се използва?
25. Как се променя силата на дуралуминия по време на изкуствено стареене в зависимост от температурата?
26. Какво е престаряване?
27. Какво е възвръщаемост в естествено състарени сплави?
28. Какви сплави се наричат силумини?
29. Какво е модификация?
30. С каква цел и как се модифицират силумините?
31. Каква е структурата на модифициранитесилумин?
32. Какви компоненти легират силумините?