Литые алюминиевые сплавы

Сплавы для фасонного литья должны обладать высокой жидкотекучестью, сравнительно небольшой усадкой, малой склонностью к образованию горячих трещин и пористости в сочетании с хорошими механическими свойствами, сопротивлением коррозии.

Высокими литейными свойствами обладают сплавы, содержащие в своей структуре эвтектику. Эвтектика образуется во многих сплавах, в которых содержание легирующих элементов больше предельной растворимости в алюминии. Чаще применяют сплавы Al - Si, Al - Cu, Al - Mg, которые дополнительно легируют небольшим количеством меди и магния (Al - Si), кремния (Al - Mg), марганца, никеля, хрома (Al - Cu).

Сплавы Al - Si. Эти сплавы, получившие название силумины, близки по составу к эвтектическому и потому отличаются высокими литейными свойствами, а отливки – большей плотностью. Обладают высокой коррозийной стойкостью.

Из силуминов изготавливают крупные нагруженные детали (корпуса компрессоров, картеры и блоки цилиндров двигателей).

Сплавы Al - Si сравнительно легко обрабатываются резанием. Заварку дефектов можно производить газовой и аргонодуговой сваркой.

Сплавы Al - Cu. Эти сплавы после термической обработки имеют высокие механические свойства при комнатной и повышенных температурах и хорошо обрабатываются резанием. Литейные свойства сплавов низкие. Эти сплавы используют для отливки небольших деталей простой формы. Они склонны к хрупкому разрушению вследствие выделения по границам зерен грубых частиц CuAl₂ и Al₂Cu₂Fe, поэтому сплавы Al - Cu применяют в закаленном состоянии, когда эти соединения переведены в твердый раствор. Если от отливок требуется повышенная прочность. То их после закалки подвергают искусственному старению при 150С.

Сплавы Al - Cu малоустойчивы против коррозии, поэтому отливки обычно анодируют.

Сплавы Al - Mg. Сплавы алюминий с магнием имеют низкие литейные свойства, так как не содержат эвтектики. Характерной особенностью этих сплавов является хорошая коррозийная стойкость, повышенные механические свойства и обрабатываемость резанием. Добавление к сплавам модифицирующих присадок (Ti, Zr) улучшает механические свойства, а бериллия уменьшает окисляемость расплава, что позволяет вести плавку без защитных флюсов.

Эти сплавы предназначены для отливок, работающих во влажной атмосфере, например в судостроении и авиации. Добавление к сплавам Al - Mg кремния улучшает литейные свойства в результате образования тройной эвтектики.

Жаропрочные сплавы. Структура этих сплавов состоит из твердого раствора, содержащего Cu, Mg и Ni, и избыточных фаз Al₂CuMg и Al₆Cu₃Ni. Отливки применяют после закалки и кратковременного старения при 175С.

Добавочное легирование жаропрочных сплавов кремнием улучшает литейные свойства. Для увеличения жаропрочности и измельчания структуры сплавы легируют Fe, Ti, Cr и Mn. Для стабилизации размеров и снятия внутренних напряжений сплав подвергают отжигу при 300С. Для достижения максимальной жаропрочности отливки закаливают и подвергают старению при 230С. Жаропрочные сплавы применяют к деталям, длительно работающим при 250 - 270С.