Литейные алюминиевые сплавы

Наибольшее распространение получили литейные сплавы на основе систем Al-Si и A1-Си. Маркируются литейные сплавы буквами АЛ и цифрой, указывающей номер сплава.

Лучшими литейными свойствами обладают сплавы Al-Si (силумины), для которых характерны высокая жидкотекучесть, малая усадка, отсутствие или низкая склонность к образованию горячих трещин и хорошая герметичность. Плотность большинства силуминов составляет 2650 кг/м³.

Механические свойства зависят от химического состава, технологии изготовления, а также термической обработки. В двойных силуминах с увеличением содержания кремния до эвтектического состава (12…13%) снижается пластичность и повышается прочность. Появление в структуре сплавов крупных кристаллов первичного кремния вызывает снижение прочности и пластичности.

Несмотря на переменную растворимость кремния (от 0,05% при 200°С до 1,65% при эвтектической температуре), двойные сплавы не упрочняются термической обработкой, что объясняется высокой скоростью распада твердого раствора, частично происходящего уже при закалке. Единственным способом повышения механических свойств этих сплавов является измельчение структуры путем модифицирования натрием. Помимо модифицирующего действия натрий сдвигает эвтектическую точку в системе Al-Si в сторону больших содержаний кремния. Благодаря этому эвтектический по составу сплав (АЛ2) становится доэвтектическим. В его структуре помимо мелкокристаллической эвтектики появляются пластичные выделения первичного алюминия. Все это приводит к увеличению пластичности и прочности.

Для легирования силуминов часто используют Mg, Cu, Mn, Ti и др...

Магний и медь , обладая переменной растворимостью в алюминии, способствуют упрочнению силуминов при термической обработке, состоящей, как правило, из закалки и искусственного старения. Температура закалки различных силуминов находится в пределах 515…535°С, температура старения – 150…180°С. Из легированных силуминов средней прочности наибольшее применение в промышленности нашли сплавы с добавками магния (АК7ч), магния и марганца (АК9ч).

Сплавы системы А1-Сu (АМ4, АМ5) хорошо обрабатываются резанием и свариваются. Они характеризуются высокой прочностью при обычных и повышенных температурах (до 300°С, но обладают плохими литейными свойствами). Это объясняется образованием в данной системе эвтектики при высоком содержании меди (33%),которое не достигается в промышленных сплавах. Литейные и механические свойства улучшаются в результате легирования титаном и марганцем (АМ5). Марганец, образуя пересыщенный твердый раствор при кристаллизации из жидкого состояния, способствует значительному упрочнению сплава.