Алюминиевые сплавы для ковки и штамповки

Сплавы этого типа отличаются высокой пластичностью при температурах ковки и штамповки (380-450⁰С) и удовлетворительными литейными свойствами, позволяющими получать качественные слитки. Химический состав АК6 Cu –1,8-2,6%, Mg – 0,4-0,8%; Mn –0,4-0,8%, Si – 0,7-1,2%.  У АК8 – Cu-3,9-4,8 остальное то же.

Их используют для деталей сложной формы и средней прочности (σ_В до 500МПа) – подмоторные рамы, крыльчатки, фитинги, лопасти винтов вертолетов, бандажи вагонов и т.д. Упрочняющими фазами у этих сплавов являются соединения Mg₂Si, S – фаза, CuAl₂ W – фаза (Al_xMg₅Cu₅Si₄).

АК6 закаливают с 505-525⁰С, а АК 8 с 495-505⁰С в воду с обязательной более продолжительной выдержкой при нагреве (из-за грубой вторичной фазы). После закалки алюминиевые сплавы для ковки подвергают искусственному старению при 150-165⁰С в течение 6-15 часов.

Жаропрочные алюминиевые сплавы (АК41, Д20).

Эти сплавы используют для деталей, работающих при температурах до 300⁰С (поршни, головки цилиндров, лопатки и диски осевых компрессоров активных турбореактивных двигателей, обшивки сверхзвуковых самолетов и т. д).

Для получения жаропрочного состояния алюминиевые сплавы этой группы легируют дополнительно Fe, Ni (0, 8-1, 3%) и Ti (0, 1-0, 2%), которые замедляют диффузионные процессы и тормозят процесс разупрочнения при высокой температуре. Фазами - упрочнителями жаропрочных сплавов Al являются θ- фаза (CuAl₂), Mg₂Si, S фаза(Al₂CuMg), а также Al₉FeNi и Al₆Cu₃Ni, которые выделяются при частичном распаде твердого раствора в виде дисперсных частиц, устойчивых против коагуляции.

Наибольшей жаропрочностью обладает сплав Д20, который используется для деталей, работающих длительное время при температуре 250-350⁰С.

Сплавы АК4-1 закаливают при 510-515⁰С, а Д20 при 535⁰С в воде и подвергают искусственному старению при 165-175⁰С в течение 15-20 часов.

Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой.

К этой группе относятся сплавы: АМц –сплавы системы Al-Mn (1-1,6%Mn). АМг – сплавы системы Al-Mg. Они характеризуются сравнительно невысокой прочностью (σ_В у АМц 130-170МПа у АМг6 – 300МПа), высокой пластичностью (δ=23% у АМц и δ=20% у АМг6) и коррозионной стойкостью.

Сплав АМц представляет собой твердый раствор Mn в Al, в котором в небольшом количестве присутствуют частицы соединения Al₆Mn. Сплавы АМг даже после медленного охлаждения не содержат избыточных фаз и состоят только из α – твердого раствора магния в алюминии. Термическую обработку (закалку и старение) для них не применяют, так как эффекта от ее применения практически нет.

Сплавы применяют в отожженном состоянии. Сплавы АМц и АМг легко штампуются, гнутся, хорошо свариваются аргоно - дуговой и контактной сваркой.

Областью их применения являются элементы конструкций, испытывающие сравнительно небольшие нагрузки и требующие высокого сопротивления коррозии (баки для бензина, палубные надстройки морских и речных судов, двери, оконные рамы и другие.)

Сплавы АМг5 и АМг6 используют для средненагруженных деталей и конструкций (рамы и кузова вагонов, нагруженные потолки, электромагниты, мачты судов и корпуса, лифты и т.д.).