Al сплавы.

Al сплавы имеют низкую плотность: γ = 2500-2900 кг/м³

Имеют хорошую теплопроводность и удовлетворительную электропроводность.

Механические свойства:

σ_в = 150-600 МПа

δ = 1-30%

НВ = 500-1500 МПа

Жаропрочность до 350^ОС

Е = 60000-70000 – модуль упругости.

Очень высокая коррозионная стойкость.

Большинство сплавов можно плавить без применения защитных средств

Тпл = 550^О-660^ОС

Основной недостаток: некоторая дефицитность, не дешев (дороже чугуна).

Некоторые физические свойства Al:

Al – 3-х валентный Ме с гранецентрированной кристаллической решеткой.

Тпл = 600^ОС

γ₂₀^о = 2700 кг/м³ = 2,7 г/см³

ρ – скрытая теплота плавления: ρ = 389370 Дж/кг

удельная теплоемкость при 20^ОС: С₂₀^о = 900 Дж/кг_*град

теплопроводность: λ₂₀^о = 213 Вт/м_*град

коэффициент линейного расширения: α_20-100 = 23,86*10^-6 мм/м_*град; α_100-400 = 26,5*10^-6

Е = 70000 МПа

σ_в = 100 МПа

σ_0,2 = 50 МПа (предел текучести)

δ = 30%

НВ = 250 МПа

Классификация Al сплавов:

I. По составу:

1. Al-Si: АЛ2; АЛ4; АЛ9; АЛ34

2. Al-Si-Cu: АЛ3; АЛ5; АЛ6; АЛ32; В12Ч; ВАЛ8

3. Al-Cu: АЛ7; АЛ19; АЛ33; ВАЛ-10

4. Al-Mg: АЛ8; АЛ13; АЛ22; АЛ23; АЛ27; АЛ28; АЛ29

5. Al-Zn: АЛ11; АЛ24

6. прочие сложные сплавы: АЛ1; АЛ20; АЛ21; АЛ25

II. По эксплуатационному признаку:

1. сплавы общего назначения

2. высокопрочные

3. коррозионностойкие

4. теплопрочные

5. поршневые

Из всех применяемых в промышленности Al сплавов:

50% приходится на силумины.

20% приходится на Al-Si-Cu.

По 10% приходится на Al-Cu и Al-Mg.

10% остальных – 5 и 6 групп.

I. Al-Si сплавы.

Сплавы этой группы содержат от 3% до 30% Si. Кроме этого Л.Э. в эти сплавы добавляют: Mg, Mn, Cu, Be, Ti, Zr, Ni, Na, B. РИС. 5

Структура двойных сплавов:

Доэвтектические сплавы: αтв.р-р + эвтектика (α+Si). (чем больше Si, тем больше (α+Si)).

Эвтектические сплавы: эвтектика (α+Si).

Заэвтектические сплавы: Si + эвтектика (α+Si).

Si не образует с Al химических соединений и растворимость его в Al незначительна.

Структура сплавов состоит из эвтектики и α твердого раствора или кристаллов первичного кремния. Поскольку промышленные сплавы системы Al-Si близки к эвтектике (<6% не бывает), то они обладают хорошими литейными свойствами, однако, прочностные свойства этих сплавов невелики; сплавы не подвергаются Т обработке, т.к. эффект ее не велик.

Влияние примесей и других элементов на структуру Al-Si сплавов.

1. Элемент – Fe образует в сплавах β фазу: β(AlFeSi). β кристаллизуется в игольчатой и пластинчатой форме и очень сильно снижает механические свойства сплава. Устранить вредное влияние Fe можно за счет:

1) уменьшить концентрацию Fe до величин, при которых эта фаза не образуется (чистые шихтовые материалы).

2) Применение высоких скоростей кристаллизации. За счет этого измельчаются образовавшиеся фазы.

3) В сплав вводят специальные легирующие добавки, которые связывают эту фазу в соединения, кристаллизующиеся в более благоприятной форме (Co, Mn, Cr, Be).

Например, Mn образует фазу α(AlMnFeSi). Mn хороший, полезный элемент в Al сплавах (чистый Л.Э.).

2. Элемент - Mg образует в Al-Si сплавах фазу Mg₂Si, эта составляющая способна растворяться в α растворе при Т обработке. За счет этого существенно повышаются прочностные свойства, однако, при этом пластичность. По этому, количество Mg в этих сплавах не велико (до 1,5%).

3. Элемент – Cu образует фазу CuAl₂ или W(AlSiMgCu) - если присутствует Mg. Эта фаза способна растворяться при Т обработке, что способствует повышению прочности, но несколько снижает пластичность.

4. Элемент – Ni действует аналогично Cu.

5. Элемент – Na добавляется в небольших количествах (в тысячных долях) как модификатор. Измельчает эвтектическую составляющую. Na снижает коррозионную стойкость.

6. Элемент – Zn не ухудшает коррозионную стойкость, немного повышает прочность и пластичность. Это связано с тем, что у Zn хорошая растворимость в Al. Zn фаз не образует.

Mg и Mn положительно влияют на коррозионную стойкость.

Дата добавления: 2015-08-17