Охарактеризуйте алюминиевые сплавы для поковок и штамповок

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 9Следующая ⇒

Алюминиевые сплавы для поковок и штамповок маркируют буквами АК. В Табл.1.3.2 представлены химический состав и свойства некоторых алюминиевых сплавов для поковок и штамповок.

Химический состав (%) и свойства некоторых алюминиевых сплавов для поковок и штамповок.

Таблица 1.3.2

Сплав	Содержание элементов,% (остальное Al)				Режим термообработки	Механические свойства
Сплав	Cu	Mg	Mn	Si	Режим термообработки	σ_в, МПа	σ_0,2,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	Закалка+ старение	480	380	10

По химическому составу сплавы близки к дюралюминам, отличаясь более высоким содержанием кремния. Поэтому упрочняющими фазами при старении являются кремнийсодержащие фазы - w-фаза (Alх Mg5 Cu5 Si4), силицид кремния b (Mg2Si) вместо фазы S в дюралюминах) и CuAl₂.

Охарактеризуйте технологические свойства и области применения алююминиевых сплавов для поковок и штамповок.

Эти сплавы 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.

Охарактеризуйте алюминиевые жаропрочные сплавы.

Жаропрочные сплавыиспользуют 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.1.3.3.), 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.

Химический состав (%) и свойства некоторых жаропрочных алюминиевых.

Таблица 1.3.3.

Сплав	Содержание элементов,% (остальное Al)					Режим термообработки	Механические свойства
Сплав	Cu	Mg	Mn	Si	Прочие		σ_в, МПа	σ_0,2,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	Закалка+ старение	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.

Охарактеризуйте технологические свойства и области применения алюминиевых жаропрочных сплавов.

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.).

Специальные литейные алюминиевые сплавы

Как классифицируют специальные литейные алюминиевые сплавы?

Специальные литейные алюминиевые сплавы можно разбить на четыре группы: сплавы системы Al –Si, Al – Cu, Al –Mg и жаропрочные сплавы.

Охарактеризуйте литейные алюминиевые сплавы системы AL-Si?

Литейные алюминиевые сплавы системы AL-Si,получившие название силумины, близки по составу к эвтектическому сплаву и поэтому отличаются высокими литейными свойствами, а отливки – большой плотностью. Наиболее распространен сплав АЛ2, содержащий 10-13% Si (рис. 1.1.2, 1.1.3), обладающий высокой коррозионной стойкостью.

Как уже отмечалось, этот сплав содержит в структуре эвтектику a+b и первичные кристаллы кремния. Кремний при затвердевании эвтектики выделяется в виде грубых кристаллов игольчатой формы, которые играют роль внутренних надрезов в пластичном a-твердом растворе. Такая структура обладает низкими механическими свойствами.

Для измельчения структуры эвтектики и устранения избыточных кристаллов кремния силумины модифицируют натрием (0,05-0,08%) путем присадки к расплаву смеси солей 67% NaF и 33% NaCl. В присутствии натрия происходит смещение линий диаграммы состояния и заэвтектический сплав АЛ2 (11-13% Si) становится доэвтектическим. В этом случае в структуре сплава вместо избыточного кремния появляются кристаллы a-твердого раствора. Эвтектика приобретает более тонкое строение и состоит из мелких кристаллов a-твердого раствора и кристаллов Si. В процессе затвердевания кристаллы кремния обволакиваются пленкой силицида натрия Na₂Si, который затрудняет их рост. Такие изменения структуры улучшают механические свойства сплава. Сплав АЛ2 не подвергают упрочняющей термической обработке.

Доэвтектические сплавы АЛ4 и АЛ9 дополнительно легированные магнием, могут упрочняться кроме модифицирования термической обработкой. Упрочняющей фазой служит Mg₂Si. При одновременном введении магния и меди могут образоваться фазы CuAl₂ и W(AlхMg₅Cu₄Si₄).

Средненагруженные детали из сплава АЛ4 подвергают только искусственному старению, а крупные нагруженные детали (корпуса компрессоров, картеры, блоки цилиндров двигателей) – закалке и искусственному старению. Отливки из сплава АЛ9, требующие повышенной пластичности, подвергают закалке, а для повышения прочности – закалке и старению

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1593; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 789 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!