Литейные сплавы

Сплав, применяемый в литейном процессе, должен легко заполнять все части литейной формы и затвердевать без слишком большой усадки. Некоторая неизбежная усадка не должна приводить к разрывам затвердевшего сплава. Выбор сплава влияет на процесс литья. В песочном литье скорость охлаждения относительно малая, а с литьем в пресс-форму, когда металл вводится под давлением, она намного больше. Скорость охлаждения влияет на предел прочности конечного литья. Следовательно, алюминиевый сплав, который подходит для песочного литья, может не подходить для такого же литья в пресс-форму.

Группа сплавов, которые применяются в условиях «как литье», т. е. с негорячей обработкой, имеют кремний в качестве основного сплавляемого элемента (см. на Рис. 4.1 равновесную диаграмму). Добавка кремния улучшает текучесть жидкого металла. Эвтектика сплавов алюминий—кремний находится при содержании кремния 11.6%. Сплав этого состава изменяется от жидкого состояния к твердому без какого-либо изменения температуры, а сплавы, близкие к этому составу, затвердевают в узком температурном диапазоне. Благодаря этому они более всего подходят для литья в пресс-форму, когда требуется быстрое изменение от жидкого состояния к твердому, что позволяет выталкивать их из пресс-формы с высокой скоростью. Микроструктура эвтектического состава имеет крупные кристаллы кремния, что вызывает снижение прочности и пластичности. Структуру можно сделать мельче путем модификации при добавке пример-

Рис. 4.1. Равновесная диаграмма алюминий—кремний но 0.005...0.15% натрия и этим повысить механические свойства сплава. Такое же изменение эвтектического состава вызовет добавка около 14% кремния (см. штриховую линию на Рис. 4.1).

Другие литейные сплавы, которые не обрабатываются в горячем виде, — это сплавы алюминий—кремний—медь и алюминий—магний—марганец. Сплавы алюминий—кремний—медь могут быть отлиты как в песок, так и в формы, сйлавы алюминий—магний—марганец подходят только для песочного литья.

Добавка меди к сплавам алюминий—кремний позволяет подвергать литье горячей обработке. Добавка малого количества магния к сплавам алюминий—кремний также дает возможность проводить горячую обработку материала.

(См. Система кодирования составов литейных сплавов, Система кодирования отпусков, Составы литейных сплавов, Отжиг, Горячая обработка литейных сплавов, Электрические свойства, Механические свойства, Применения литейных сплавов.)

Ковкие сплавы

Обычно применяемые не обрабатываемые в горячем виде ковкие алюминиевые сплавы — это сплавы алюминий—марганец и алюминий—магний (на Рис. 4.2 показана необходимая нам часть равновесной диаграммы). Широко применяемая группа обрабатываемых в горячем виде сплавов базируется на основе сплава алюминий—медь (на Рис. 4.3 показана часть относящейся к этим сплавам равновесной диаграммы). Когда такой сплав, как известно из научной литературы, с 3% меди немного охлажден, структура при 540°С твердого раствора a-фазы дает преципитаты соединения медь—алюминий, если температура уменьшается ниже линии солидуса. В результате при комнатной температуре будет твердый раствор a-фазы с этими преципитатами. Преципитаты скорее крупные, но их можно изменить нагревом сплава выше 500°С, выдержать при этой температуре, и тогда при затвердевании получается пересыщенный твердый раствор как раз a-фазы без преципитатов. Эта обработка, известная как обработка на твердый раствор, дает устойчивое состояние. Со временем образуются тонкие преципитаты. Нагрев вы-

Рис. 4.2. Равновесная диаграмма сплавов алюминий—магний


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒