Литейные алюминиевые сплавы

Литейные алюминиевые сплавы должны иметь хорошую жидкотекучесть, малую усадку, низкую склонность к образованию горячих трещин и пористости, а также высокие механические и коррозионные свойства.

Лучшие литейные свойства имеют сплавы, содержащие в своей структуре эвтектику. Эвтектика обеспечивает наибольшуюжидкотекучесть при минимальной пористости, минимальной неоднородности и минимальном трещинообразовании.

В качестве литейных чаще применяют сплавы на основе систем AI-Si, AI-Cu и AI-Mg.

Диаграмма состояния системы Al-Si: 1- немодифицированные сплавы,
2- модифицированные сплавы.

Наилучшими литейными свойствами и малым удельным весом обладают сплавы системы AI-Si, называемые силуминами (АЛ2, АЛ4, ВАЛ5). Согласно диаграмме состояния AI-Si эвтектика (a +Si) образуется при 11,6%Si. Сплав АЛ2, содержащий 10-13%Si, практически целиком состоит из эвтектики, имеет наилучшие литейные свойства и применяется для мелкого и тонкостенного литья (деталей агрегатов и приборов). Термической обработкой не упрочняется. Для улучшения механических свойств сплава АЛ2 его подвергают модифицированию путем введения в жидкий сплав перед разливкой ~1% смеси солей фтористого и хлористого натрия. Модифицирование вызывает переохлаждение и увеличение содержания кремния в эвтектике. В результате структура эвтектики измельчается и появляются округлые зерна пластичных кристаллов твердого раствора кремния в алюминии. При этом в 1,5 раза повышается прочность и в 2-3 раза относительное удлинение.

Механические свойства литейных сплавов ниже по сравнению с деформируемыми (s В= 180-330 МПа, s 0,2= 80-280 МПа, d =3-6%), особенно низки показатели пластичности и вязкости.

Для повышения механических свойств отливки из алюминиевых сплавов подвергают следующим видам термической обработки: Т1 - искусственное старение обычно при 175 ±5оС, выдержка 5-20 ч без предварительной закалки, так как при литье сплавов в песчаную форму или в кокиль происходит частичная закалка, Т2- отжиг при 300 ±10оС, выдержка 5-10 ч, охлаждение на воздухе; ТЗ, Т4 - закалка и естественное старение. Т6 - закалка и полное искусственное старение до максимальной твердости (чаще проводят при 200оС в течение 3-5 ч); Т7 - закалка и стабилизирующее старение при 230 или при 250оС в течение 3-10 ч; Т8 - закалка и смягчающее старение при 240-250оС в течение 3-5 час.

Сплавы ВАЛ5, АЛ27 и АЛЗ2 относятся к высокопрочным литейным сплавам.

AI-Si и особенно AI-Mg сплавы резко разупрочняются при нагреве. Поэтому при повышенных температурах применяют жаропрочные литейные сплавы АЛ1, АЛ19, АЛ20, АЛ21, ВАЛ1 и др. Так сплав АЛ20 предназначен для литья деталей, работающих при температурах до 300оС. К недостаткам сплава относятся пониженная коррозионная стойкость и пластичность.