Сплавы на основе алюминия. Марки дюралей, практическое применение.

Алюминиево-магниевыеAl-Mg - характеризуются сочетанием удовлетворительной прочности, хорошей пластичности, очень хорошей свариваемости и коррозионной стойкости. Кроме того, эти сплавы отличаются высокойвибростойкостью. В этих сплавах, содержащих до 6 % Mg, образуется эвтектика соединения Al₃Mg₂ c твердым раствором на основе алюминия. Наиболее широкое распространение в промышленности получили сплавы с содержанием магния от 1 до 5 %. Рост содержания Mg в сплаве существенно увеличивает его прочность. Для улучшения прочностных характеристик сплавы системы Al-Mg легируют хромом, марганцем, титаном, кремнием или ванадием. Попадания в сплавы этой системы меди и железа стараются избегать, поскольку они снижают их коррозионную стойкость и свариваемость.

Алюминиево-марганцевыеAl-Mn. Сплавы этой системы обладают хорошей прочностью, пластичностью и технологичностью, высокой коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью. Основными примесями в сплавах системы Al-Mn являются железо и кремний. Оба этих элемента уменьшают растворимость марганца в алюминии. Для получения мелкозернистой структуры сплавы этой системы легируют титаном. Присутствие достаточного количества марганца обеспечивает стабильность структуры нагартованного металла при комнатной и повышенной температурах.

Алюминиево-медныеAl-Cu (Al-Cu-Mg). Механические свойства сплавов этой системы в термоупрочненном состоянии достигают, а иногда и превышают, механические свойства низкоуглеродистых сталей. Эти сплавы высокотехнологичны. Однако у них есть и существенный недостаток — низкое сопротивление коррозии, что приводит к необходимости использовать защитные покрытия. В качестве легирующих добавок могут встречаться марганец, кремний, железо и магний. Причем наиболее сильное влияние на свойства сплава оказывает последний: легирование магнием заметно повышает предел прочности и текучести.

Алюминиево-кремниевые сплавы (силумины) лучше всего подходят для литья. Из них часто отливают корпуса разных механизмов.

Марки дюралей: Д1, Д16, Д18, В65, Д19, В17, ВАД1.

Применение: основной конструкционный материал в авиации и космонавтике, а также в машиностроении, строительстве.

58. ТО алюминиевых сплавов. Закалка. Старение.

Термическая обработка алюминиевых сплавов является операцией технологического процесса. Цель ее - изменить структуру и физико-химические свойства сплавов. Режим термической обработки выбирают в зависимости от сплавов и метода изготовления из них заготовок и деталей.

Термическая обработка деталей, изготовленных из алюминиевых сплавов, основана на том, что с понижением температуры растворимость многих элементов в твердом алюминии уменьшается. При нагреве под закалку алюминиевые сплавы неполностью кристаллизуются. Если сплав перегрет, в результате чего структура получилась с крупным зерном, то такой сплав бракуется.

Деформируемые алюминиевые сплавы подвергают таким видам термической обработки, как отжиг, закалка, старение.

Закалка – ТО, включающая нагрев стали выше критических температур, изотермическую выдержку и последующее охлаждение со скоростью выше критической.

Закалка деформируемых алюминиевых сплавов, в основном дюралюминия Д1, Д16 и Д18, состоит только из одной операции - нагрева с охлаждением в воде при температуре 30- 40°С. Температура закалки для Д1 берется равной 495-505°С, для Д16 - 490-500°С, для Д18 - 495-510°С. Выдержка при нагреве устанавливается в зависимости от размеров деталей.

Старение – изменения в свойствах некоторых металлов и сплавов, возникающие при комнатной температуре или при умеренном нагреве после предварительной термообработки (старение стали после закалки) или после операции холодной обработки (деформационное старение). Изменение в свойствах часто, но не всегда, происходит благодаря фазовым превращениям, но старение никогда не приводит к изменению в химическом составе металла или сплава.

Особенность дюралюминия заключается в том, что он проявляет повышенную восприимчивость к старению при комнатной температуре. Стабилизация свойств происходит примерно через четверо суток. Искусственное старение дюралюминия неблагоприятно сказывается на механических свойствах и коррозийной стойкости.