2020-09-24
915
Алюминиевые сплавы для поковок и штамповок маркируют буквами АК. По химическому составу сплавы близки к дюралюминам, отличаясь более высоким содержанием кремния. Поэтому упрочняющими фазами при старении являются кремнийсодержащие фазы - w-фаза (AlхMg5Cu5 Si4), силицид кремния b (Mg2Si) вместо фазы S в дюралюминах) и CuAl2.
В табл.1.4 представлены химический состав и свойства некоторых алюминиевых сплавов для поковок и штамповок.
Таблица 1.4
Химический состав (%) и свойства некоторых алюминиевых сплавов для поковок и штамповок.
| Сплав | Содержание элементов,% (остальное Al) | Режим термооб работки | Механические свойства | |||||
| Cu | Mg | Mn | Si | σв, МПа | σ0,2, МПа | δ, % | ||
| АК6 | 1,8-2,6 | 0,4-0,8 | 0,4-0,8 | 0,7-1,2 | Закалка+ старение | 420 | 300 | 12 |
| АК8 | 3,9-4,8 | 0,4-0,8 | 0,4-1,0 | 0,8-1,2 | 480 | 380 | 10 | |
Сплавы для поковок и штамповок обладают хорошей пластичностью и стойки к образованию трещин при горячей пластической деформации. Ковку и штамповку этих сплавов проводят при температуре 450-475°С. Все сплавы для поковок и штамповок используют только в закаленном (500-575°С) и искусственно состаренном (150-165°С 6-15 ч) состоянии.
Сплавы с пониженным содержание меди (АК6) отличаются лучшей технологической, но меньшей прочностью (sв =360 МПа). Их используют для средненагруженных деталей сложной формы: крепежные детали фитинги, качалки. Сплавы с повышенным содержанием меди (АК8) хуже обрабатываются давлением, но более прочны и применяются для высоконагруженных штампованных деталей несложной формы: подмоторные рамы, стыковые узлы.
1.6.3. Алюминиевые жаропрочные сплавы
Жаропрочные сплавы используют для деталей, работающих при температуре до 300°С (поршни, головки цилиндров, лопатки и диски осевых компрессоров турбореактивных двигателей, обшивка сверхзвуковых самолетов и т.д.). Жаропрочные сплавы имеют более сложный химический состав (Табл.1.5.), чем рассмотренные выше алюминиевые сплавы. Их дополнительно легируют железом, никелем и титаном. Высокая жаропрочность сплава Д20 достигается благодаря высокому содержанию меди, а также марганца и титана, замедляющих диффузионные процессы. Кроме того, титан задерживает процесс рекристаллизации.
Таблица 1.5
Химический состав (%) и свойства некоторых жаропрочных
алюминиевых
| Сплав | Содержание элементов,% (остальное Al) | Режим термообра ботки | Механические свойства | ||||||
| Cu | Mg | Mn | Si | Прочие | σв, МПа | σ0,2, МПа | δ, % | ||
| АК4-1 | 1,9-2,5 | 1,4-1,8 | - | 0,35 | 0,8-1,4 Fe 0.8-1.4 Ni 0.02-0.1Ti | Закалка+ старение | 430 | 280 | 13 |
| Д20 | 6-7 | - | 0,4-0,8 | - | 0.1-0.2Ti | 400 | 250 | 12 | |
Фазами – упрочнителями жаропрочных сплавов являются q-фаза (CuAl2), S-фаза (Al2CuMg), фаза Al2Mn2Cu, а также Al9FeNi и Al6Cu3Ni. При частичном распаде твердого раствора они выделяются в виде дисперсных частиц, устойчивых к коагуляции, что обеспечивает повышенную жаропрочность.
Сплавы АК4-1 закаливают при 530±5 °С в холодной или горячей воде и подвергают старению при 200 °С. Характерными для сплава АК4-1 при нагружении (Т=130 °С) являются постоянная скорость ползучести в течение 40 000 ч. и малая скорость распространения трещин в деталях с концентраторами напряжений. Поэтому сплав АК4-1 применяется в сверхзвуковом самолетостроении для деталей реактивных двигателей (диски, лопатки, крыльчатки, колеса компрессора, воздухозаборники и др.), длительно работающих при температурах до 200-250°C. Из этого сплава изготовляют не только поковки, но и прокат (листы, плиты, полосы, трубы и др.).
Литейные алюминиевые сплавы
Литейные алюминиевые сплавыможно разбить на четыре группы: сплавы системы Al –Si, Al – Cu,
Al –Mg и жаропрочные сплавы.
