Сплавы системы Al-Cu.

РИС. 7

При Т = 548^ОС в Al может раствориться 5,65% Cu. При комнатной Т – 0,1% Cu.

Сплавы системы Al-Cu подвергаются Т. обработке по той причине, что при Т. эвтектики растворимость Cu – 5,65% а при комнатной Т. – 0,1%. В промышленные сплавы вводится до 12-15%, но в основном 4,5-6,5%.

Структура сплавов зависит от содержания Cu:

А) в литом состоянии в неравновесных условиях кристаллизации (реальная V охлаждения): до 3% Cu – α твердый раствор; > 3% Cu – (α + CuAl₂).

Б) после Т. обработки: до 5,65% - α твердый раствор; > 5,65% Cu – α + CuAl₂

Влияние примесей на сплавы Al-Cu:

Основные неизбежные примеси Fe и Si, не желательны для этих сплавов. Zn – находится в твердом растворе, фаз не образует.

Mn – до 0,5% находится в твердом растворе, если > 0,5%, то образуется фаза MnAl₆ и … Т фаза (Al₁₂Mn₂Cu), … обе эти фазы способствуют повышению жаропрочности.

Mg в присутствии Si образует фазу Mg₂Si, которая может растворяться в твердом растворе и упрочнять сплав. Mg так же может образовывать более сложные фазы: фаза S(AlMgCu) и фаза W₁(Al_xMg_ySi_z). Фазы S и W₁ плохо растворяются в твердом растворе, т.е. не могут служить упрочнителями при Т. обработке, но повышают жаропрочность.

Физические свойства:

Cu увеличивает плотность сплава (γ=2900 кг/м³ при 12% Cu).

Теплопроводность и коэффициент линейного расширения уменьшается при увеличении количества Cu.

Максимум механических свойств соответствует сплавам, содержащим 5-5,5% Cu.

На механические свойства оказывают влияние примеси и Л.Э.:

Mg – до 0,5% повышает прочность, и практически не влияет на пластичность, т.к. при Т. обработке растворяется в α твердом растворе, в литом состоянии снижается пластичность.

Zn – до 0,5% находится в твердом растворе и повышает и прочность и пластичность.

Zr и Ti – модификаторы, повышающие и прочность и пластичность (модификаторы для измельчения зерна).

Fe и Si – снижают механические свойства.

Коррозионная стойкость: вследствие большой разницы электрохимических потенциалов Al и Cu коррозионная стойкость Al-Cu сплавов не высокая. Несколько лучше она у гомогенных сплавов (до 5% - гомогенные, ж. выше – гетерогенных для Т. обработанных сплавов).

Общая характеристика литейных свойств:

Сплавы эвтектического состава обладают хорошими литейными свойствами, механические свойства низкие, поэтому сплавы не получили широкого применения в промышленности.

Промышленные сплавы содержащие до 6% Cu имеют плохие литейные свойства т.к. кристаллизуются в широком интервале температур (100-120^О). имеют большой коэффициент линейного расширения.

ε_кр = 1,2-1,3% - линейная усадка.

Q = 7,5% - объемная усадка. Реализуется в виде пористости.

Al-Cu сплавы хорошо взаимодействуют с газами, но сравнительно хорошо дегазируются. Хорошо обрабатываются резанием, свариваемость удовлетворительная.

Большая склонность к ликвации, большая предрасположенность к образованию горячих трещин.

Повышенная чувствительность к термическим напряжениям. Плохая жидкотекучесть. Небольшая склонность к окисным включениям.

Дата добавления: 2015-08-17