Сплав силумин состав: Сплав железа с алюминием: история открытия, свойства, преимущества

Содержание

Сплав железа с алюминием: история открытия, свойства, преимущества

Сплавы железа с алюминием обладают уникальными свойствами, позволяющими применять их для изготовления деталей, подверженных термическим воздействиям, окислению или коррозии. Их использование имеет узкую направленность — они ориентированы на промышленные сферы эксплуатации.

Сплав железа с алюминием

История открытия

Первые попытки применения сплавов алюминия и железа были предприняты Фарадеем в 1820 году. Были попытки использовать сплав алюминия в качестве легирующего элемента для получения высокопрочной стали, но они оказались неэффективными.

Тщательные исследования были возобновлены после 1918 года в СССР, Германии, Англии. Было показано, что при добавлении Al возрастают жаропрочные свойства чугуна. Образцы обладают повышенной прочностью, хрупкостью, стойко переносят контакт с кислыми средами, не склонны к образованию окалин.

Было обнаружено, что появление окалин зависит от толщины оксидной плёнки на образцах: чем она толще, однороднее, тем выше защита поверхности. Важно, чтобы окислы не формировали эвтектическую фазу и не подвергались возгонке, а их ионная проводимость была минимальной.

Условием жаростойкости образца являются потери с окалиной в пределах 2-10-3–4-10-3 г/см2/ч.

Множество проведённых исследований сплавов Fe и Al закончились определением их химических и физических свойств. Это связано с проблемами газового насыщения образцов, угаром алюминия, формированием внутренних оксидных плёнок, разрушением образцов при нормальных условиях.

Наиболее перспективными оказались сплавы с содержанием от 16 до 20% Al и 3% углерода, получившие название «чугаль». Именно их начали выплавлять в СССР.

Позже группа изобретателей во главе с З. Эмингером разработала технологию производства качественных отливок железоалюминиевых образцов. Благодаря этому были получены новые данные.

Состав и структура

Структура сплава алюминия с железом представляет собой пересыщенный раствор Al в α-Fe с упорядочением структуры FeAl (тип В2), наличием включений Fe3AlCx. Свойства определяются упорядочением альфа-фазы и пересыщением. Чтобы сформировать однородный состав, необходим отжиг при температуре выше упорядочения состава с последующим регулируемым охлаждением.

При количестве Al 8–14% формируется столбчатая матричная структура. В процессе отжига структура немного упорядочивается: включения длиной до 150 мкм находятся вдоль границы зёрен. Выделение включений происходит при охлаждении из твёрдой фазы.

Метастабильное состояние фазы определяется количеством включений. Отжиг позволяет их сократить до 2%. Чем больше в составе алюминия, тем больше создаётся негомогенных областей, в результате чего понижается микротвёрдость матрицы до 0,4 ГПа и износостойкость образца.

С увеличением скорости отжига при водяном или воздушном охлаждении количество карбидных включений снижается.

14-20% сплав алюминия с железом имеет также матричную структуру, но карбидная фаза обеднена по Al и структура FeAl не упорядочена. При отжиге на воздухе количество карбидных включений возрастает, за счёт чего повышаются свойства износостойкости и прочности. Если проводить охлаждение в воде, то такого эффекта не наблюдается и образец получается хрупким.

При повышенном содержания в сплаве Al от 20 до 30% карбидной фазы становится меньше, при охлаждении образцов данная фаза отсутствует в структуре или не более 3%. За счёт большого количества алюминия образец приобретает высокую прочность и пластичность. Воздушное охлаждение после отжига стимулирует образование твёрдых износостойких фаз.

Увеличение содержания алюминия в расплаве становится причиной формирования интерметаллида Fe4Al13, который не устраняется после отжига, а образец становится непригодным для какого-либо практического применения.

Для улучшения свойств расплава в состав вводятся следующие легирующие элементы:

  • 0,1–10% Cr;
  • 0,1–0,2% Nb;
  • 0,1–2,0% Si;
  • 0,1–5% B;
  • от 50 до 200 мг/кг Zr.

Содержание углерода — от 100 до 500 мг/кг.

Температура плавления

Характеристики и свойства

Сплавы железа и алюминия имеют следующие характеристики:

  • количество циклов термического нагрева до 240, в зависимости от химического состава;
  • предел прочности на растяжение 100 МПа;
  • отличные литейные свойства сплава;
  • допустимо применение легирующих элементов: Cr, Ni, Ti, Mo, Cu, B, Si, Nb, Zr.

Свойства сплава:

  • хорошая свариваемость при условии термообработки выше +7000С;
  • высокая химическая стойкость;
  • необходимость формирования стабильной фазы расплава при температуре до 9000С;
  • коррозионная стойкость.

Изготовление

Сплав создаётся из отходов дюрали, алюминия и железа путём алитирования. В жаростойкую ёмкость (электродуговую печь) засыпают, очищенные от окалин и грязи, куски стали (степень очистки 99%), 49% смесь Al или алюминиевого сплава, содержащего 2% хлористого аммония, а затем спекают в атмосфере аргона. Температура термообработки может составлять от +9000С до +15000С.

Нагрев ёмкости осуществляют подачей тока на нагревательные элементы или через саму конструкцию, при условии её высокого омического сопротивления.

После нагрева выбирают оптимальный способ отжига, в зависимости от состава компонент, с последующим естественным охлаждением.

Где применяют?

Железоалюминиевые расплавы применяются при производстве деталей и агрегатов, которые подвержены следующим воздействиям:

  • термическому;
  • механическому;
  • окислительному.

Также сплавы заменяют никелевые сверхпрочные сплавы и специальные стали.

Изделия из сплава

Достоинства и недостатки

Преимущество сплава железа с алюминием — механические характеристики, которые сравнимы с некоторыми титановыми и никелевыми суперсплавами. Предел прочности при растяжении составляет до 100 МПа.

Другим достоинством является стойкость к окислению и коррозии при температурах до +7000С. При более высоких температурах допустимо применение таких конструкций, но без значительных механических нагрузок.

К недостаткам относят:

  • хрупкость, проявляемую при определённых условиях эксплуатации и зависящую от температуры и нагрузок;
  • при концентрации алюминия менее 12% сплав подвержен окислению, коррозии снижению пластичности;
  • сложность получения стабильной фазы с заданными характеристиками;
  • низкая прочность на растяжение.

Сплав легко расплавляется, что позволяет снизить расходы на его производство. Допустимо использование вторсырья, которое прошло соответствующие этапы очистки от примесей.

 

Что такое силумин? Свойства, производство, применение и цена силумина

 

Не на слуху, но на виду. В быту появляется все больше предметов из силумина. Это и краны, и кастрюли со сковородками. Список не полный. Но, ему мы уделим внимание в отдельной главе. Пока же, разберемся, что такое силумин. Судя по предметам, из него изготавливаемым, это сплав. Узнаем, чего и с чем.

Что такое силумин?

Сплав силумин основан на алюминии. Его в составе материала около 90%. Остаток приходится на кремний. В более известном дюралюминии в лигатуру входят уже медь, марганец и магний.

Так что, у алюминия в металлургии несколько ипостасей. Сегодня внимание силумину. Наличие кремния в нем читается из названия. Взято «Си» от научного имени элемента. В таблице Менделеева он записан силициумом. К алюминию примешивается, главным образом, для упрочнения.

Максимальное содержание кремния в силумине равно 15%. Поэтому, внешне сплав сложно отличить от чистого металла. У кремния такой же белесый цвет. Есть незначительное затемнение, больше напоминающее чугун. Правда, внимание на этот нюанс обращают, как правило, лишь профессионалы, скупщики лома.

Плотность кремниевой составляющей силумина выше, чем у алюминия, равна 3,2 грамма на кубический сантиметр. Значит, и вес силициума больше. Однако, в масштабах 15-процентной лигатуры кремний влияет на вес алюминия незначительно. Сплав остается легким и светлым. Общая плотность материала не достигает 3-ех граммов на сантиметр в кубе.

Свойства силумина

Алюминий «Силумин» сравнивают по свойствам с нержавеющей сталью. Герой статьи легче нее. Это одно из немногих отличий и безусловный плюс. В остальном, материал силумин почти столь же прочен и устойчив к коррозии. От разрушения сплав защищает оксидная пленка, образующаяся на поверхности в окислительных средах, то есть, в присутствии кислорода.

Удельная прочность силумина – это отношение его твердости к плотности. У сплава алюминия с кремнием показатель близок к 15-ти. У сталей он, как правило, не превышает 17-ти.

Разница незначительна, при этом, масса материалов отличается. Учитывая, что удельная прочность показывает, насколько надежной будет конструкция при заданном весе, силумин выигрывает.

Выигрывает силумин и по пластичности. Сплав легко повторяет самые сложные формы, заполняя их равномерно. В итоге, литье силумина упрощается, а значит, и удешевляет процессы производства.

Именно поэтому на соединение алюминия и кремния сделали ставку китайцы. Из силумина они делают бюджетные версии многих бытовых товаров. Часть из них низкопробные, а часть уступает прототипам лишь в цене. Откуда такая разница?

Силумин свойства имеет, зависящие рот марки сплава и соблюдения технологии его производства. Основных маркировок у материала 5. Это:  АЛ2, АЛ3, АЛ4, АЛ5 и АЛ9.

Однако, по цифровым обозначениям можно догадаться, что есть и другие. У каждой есть плюсы и минусы. Далеко не везде состав силумина ограничивается лишь алюминием и кремнием.

Порой, и марганец с магнием добавляют. Иногда, ничего не примешивают, а попросту, не избавляются от изначально присутствующих в шихте примесей. В этом случае, металл силумин получается загрязнен железом, кальцием, цинком.

Вот и возникают нарекания к качеству сплава и его подходящести для той, или иной сковороды. Однако, есть отрасли, где производители не ведут подобных игр с силумином. Риски слишком велики. Вместо гневных отзывов домохозяек можно нарваться на людские смерти и государственные выговоры.

Применение силумина

Применение силумин нашел еще и в областях машино — и авиастроения. Ставка на сплав алюминия с кремнием сделана благодаря его легкости. Для воздушных кораблей она является залогом подъема в небо, маневренности.

Для обычных авто вес становится одной из категорий ценообразования. За тяжесть приходится доплачивать. К тому же, массивные машины разбивают дорожное покрытие. Забота об его качестве заставляет промышленников и автомобилистов использовать силумин для производства деталей двигателей, поршней, цилиндров и корпусов.

 

Все чаще сплав используют оружейники. Так, сварка силумина стала основной фазой производства пневматических винтовок таких брендов, как Cuno Melcher, Umarex, Stalker, Crosman и Walther.

Из сплава алюминия с кремнием указанные бренды делают, как минимум, ствольные коробки, а порой, и все узлы винтовок. В новом  исполнении они стали легче и проще в обращении.

Силумин – состав крепкий, но хрупкий, и это – главный минус материала. Изделия из него не желательно ронять. Винтовку приходится аккуратно класть на землю, прислонять к дереву.

Авто может отправиться на солидный ремонт после небольшого удара. Кастрюля, по неосторожности кинутая ребенком, трескается. Вероятность, конечно, не 100-процентная, но должна держаться в голове.

Несмотря на определенные риски, плавление силумина заказывают для генераторов газотурбинных установок. Они состоят из пластинчатых теплообменников.

Температура плавления силумина в 670 градусов позволяет такое применение материала. А вот в космос сплав алюминия с кремнием не пустишь. В ракетостроении нужны металлы, выдерживающие жар в тысячи градусов.

Производство силумина

Купить силумин предлагают не только крупные металлургические предприятия, но и небольшие лаборатории. Последние проводят эксперименты по усовершенствованию производства сплава.

Стандартный способ его получения – смешение алюминия с кремнием и их совместная переплавка. Металлы для шихты добывают из руды. Заглянем в «Банк Патентов» и узнаем, что получить силумин можно, так же, на основе золы, остающейся на ТЭЦ страны в качестве отхода производства.

Зола от бурого угля может быть восстановлена. Нужны лишь электролизер и криолит. В присутствии последнего осуществляется реакция. Не секрет, что кроме кремния с алюминием в золе масса иных компонентов.

Интересно, что они почти не влияют на качество сплава, не значительны. Многовато в золе лишь железа. Однако, его присутствие в силумине допускается в качестве лигатуры. Феррум по ГОСТам разрешен в количестве 0,8-1,5%. Примерно столько и есть в отходах ТЭЦ.

Если промышленники возьмут на вооружение новый метод производства силумина, будет искоренено давнишнее противоречие. Оно заключается в предписанном природой дуэте алюминия и кремния.

Элементы изначально находятся рядом, к примеру, в бокситовой руде. Однако промышленники сначала тратят деньги на выделение каждого

СИЛУМИН — это… Что такое СИЛУМИН?

  • СИЛУМИН — легкие литейные сплавы Al (основа) с Si (3 13%, иногда до 26%) и некоторыми др. элементами (Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Изготовляют детали сложной конфигурации, главным образом в авто и авиастроении …   Большой Энциклопедический словарь

  • СИЛУМИН — см. Алюминиевые сплавы. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • силумин — сущ., кол во синонимов: 2 • альпакс (1) • сплав (252) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • СИЛУМИН — общее название группы лёгких литейных сплавов на основе алюминия, содержащих от 4,5 до 14% кремния, а также некоторые др. элементы; обладают кислото и коррозионной стойкостью, по своей прочности соизмеримы со сталью, но значительно легче её.… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Силумин — [silumin] общее название группы литейных сплавов на основе Al, содержащего 4 13 % Si, в некоторых марках до 23 %; обладают повышенной коррозионной стойкостью во влажной и в морской атмосферах. Эвтектический силумин (11,7 % Si), известный как… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • силумин — (лат. sil(ex) кремень + алюминии) общее название группы легких литейных сплавов на основе алюминия, содержащих кремний (силиций) от 4,5 до 14%, а также магний (до 0,6%), марганец (до 0,5%), железо (до 1%), в отдельных случаях медь, цинк; обладают …   Словарь иностранных слов русского языка

  • силумин — лёгкие литейные сплавы Al (основа) с Si (3 13%, иногда до 26%) и некоторыми другими элементами (Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Изготовляют детали сложной конфигурации, главным образом в авто и авиастроении. * * * СИЛУМИН СИЛУМИН, легкие литейные сплавы …   Энциклопедический словарь

  • силумин — siluminas statusas T sritis chemija apibrėžtis Al lydinys su 3–26% Si, 1–4% Cu, 0,2–1,3% Mg, 0,2–0,9% Mn, kartais su 2–4% Zn, 0,8–2% Ni, 0,1–0,4% Cr, 0,05–0,3% Ti ir kitais priedais. atitikmenys: angl. silumin rus. силумин …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Силумин — (от лат. Silicium кремний и Aluminium алюминий)         общее название группы литейных сплавов на основе алюминия, содержащих кремний (4 13%, в некоторых марках до 23%). В зависимости от желательного сочетания технологических и эксплуатационных… …   Большая советская энциклопедия

  • Силумин — м. Сплав алюминия с кремнием, обладающий кислотоупорностью, высокими литейными свойствами; применяется в машиностроении и химической промышленности. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • Силумин Википедия

    Силуми́н — сплав алюминия с кремнием. Химический состав — 4-22 % Si, основа — Al, незначительное количество примесей Fe, Cu, Mn, Ca, Ti, Zn, и некоторых других. Некоторые силумины модифицируются добавками натрия или лития. Добавка всего 0,05 % лития или 0,1 % натрия позволяет увеличить содержание кремния в эвтектическом сплаве с 12% до 14 %. Сплавы Al-Si (силумины) обладают наилучшими

    [источник не указан 940 дней] литейными свойствами. В двойных сплавах Al-Si эвтектика состоит из твёрдого раствора и кристаллов практически чистого кремния. В легированных силуминах (АК9ч) помимо двойной эвтектики имеются тройные и более сложные эвтектики. В двойных силуминах с увеличением содержания кремния до эвтектического состава снижается пластичность и повышается прочность.

    Маркировка

    АК##@@, где:

    Встречается другая маркировка: АЛ##, где:

    • АЛ — алюминий литейный,
    • ## — номер сплава.

    Наиболее распространённые марки:

    Механические свойства

    Плотность силуминовых сплавов от 2,5 до 2,94 г/см3.
    По сравнению с алюминием обладают бо́льшей прочностью и износоустойчивостью, но уступают в этом дюралям — сплавам алюминия с медью, магнием и марганцем. Материал хрупок, при обработке крошится без образования длинной гибкой стружки в отличие от алюминия и меди.

    Химические свойства

    В отличие от дюралюминия, силумины устойчивы к коррозии во влажной атмосфере и морской воде, в слабокислой и щелочной среде.

    Применение

    Применяются для литья деталей в авто-, мото- и авиастроении (напр., картеров, блоков цилиндров, поршней), и для производства бытовой техники (теплообменников, санитарно-технических запорных арматур, мясорубок), в скульптурной технике, в дешёвых электропневматических репликах оружия, иногда изготовляют ключи.

    Недостатком силумина является высокая пористость и грубая крупнозернистая эвтектика отливок, что сильно отражается на воспроизводимости (стабильности) прочностных свойств получаемых деталей.[1]

    См. также

    Примечания

    Ссылки

    Силумин — Википедия (с комментариями)

    Материал из Википедии — свободной энциклопедии

    Силуми́н — сплав алюминия с кремнием. Химический состав — 4-22 % Si, основа — Al, незначительное количество примесей Fe, Cu, Mn, Ca, Ti, Zn, и некоторых других. Некоторые силумины модифицируются добавками натрия или лития. Добавка всего 0,05 % лития или 0,1 % натрия позволяет увеличить содержание кремния в эвтектическом сплаве с 12% до 14 %. Сплавы Al-Si (силумины) обладают наилучшими литейными свойствами. В двойных сплавах Al-Si эвтектика состоит из твёрдого раствора и кристаллов практически чистого кремния. В легированных силуминах (АК9ч) помимо двойной эвтектики имеются тройные и более сложные эвтектики. В двойных силуминах с увеличением содержания кремния до эвтектического состава снижается пластичность и повышается прочность.

    Маркировка

    АК##@@, где:

    Встречается другая маркировка: АЛ##, где:

    • АЛ — алюминий литейный,
    • ## — номер сплава.

    Наиболее распространённые марки:

    Механические свойства

    Плотность силуминовых сплавов от 2,5 до 2,94 г/см

    3.
    По сравнению с алюминием обладают бо́льшей прочностью и износоустойчивостью, но уступают в этом дюралям — сплавам алюминия с медью, магнием и марганцем. Материал хрупок, при обработке крошится без образования длинной гибкой стружки в отличие от алюминия и меди.

    Химические свойства

    В отличие от дюралюминия, силумины устойчивы к коррозии во влажной атмосфере и морской воде, в слабокислой и щелочной среде.

    Применение

    Применяются для литья деталей в авто-, мото- и авиастроении (напр., картеров, блоков цилиндров, поршней), и для производства бытовой техники (теплообменников, санитарно-технических запорных арматур, мясорубок), в скульптурной технике,в дешёвых электропневматических репликах оружия.

    Недостатком силумина является высокая пористость и грубая крупнозернистая эвтектика отливок, что сильно отражается на воспроизводимости (стабильности) прочностных свойств получаемых деталей.[1]

    См. также

    Напишите отзыв о статье «Силумин»

    Примечания

    1. [uas.su/books/spesialmethodsforcasting/331/razdel331.php Технология литья в кокиль.Отливки из цветных сплавов]

    Ссылки

    • [www.uzcm.ru/spr/1583/ ГОСТ 1583-93. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия]

    Отрывок, характеризующий Силумин

    – Vois tu, St. Thomas, qu’il me disait l’autre jour: Kiril c’est un homme qui a de l’instruction, qui parle francais; c’est un seigneur russe, qui a eu des malheurs, mais c’est un homme. Et il s’y entend le… S’il demande quelque chose, qu’il me dise, il n’y a pas de refus. Quand on a fait ses etudes, voyez vous, on aime l’instruction et les gens comme il faut. C’est pour vous, que je dis cela, monsieur Kiril. Dans l’affaire de l’autre jour si ce n’etait grace a vous, ca aurait fini mal. [Вот, клянусь святым Фомою, он мне говорил однажды: Кирил – это человек образованный, говорит по французски; это русский барин, с которым случилось несчастие, но он человек. Он знает толк… Если ему что нужно, отказа нет. Когда учился кой чему, то любишь просвещение и людей благовоспитанных. Это я про вас говорю, господин Кирил. Намедни, если бы не вы, то худо бы кончилось.]
    И, поболтав еще несколько времени, капрал ушел. (Дело, случившееся намедни, о котором упоминал капрал, была драка между пленными и французами, в которой Пьеру удалось усмирить своих товарищей.) Несколько человек пленных слушали разговор Пьера с капралом и тотчас же стали спрашивать, что он сказал. В то время как Пьер рассказывал своим товарищам то, что капрал сказал о выступлении, к двери балагана подошел худощавый, желтый и оборванный французский солдат. Быстрым и робким движением приподняв пальцы ко лбу в знак поклона, он обратился к Пьеру и спросил его, в этом ли балагане солдат Platoche, которому он отдал шить рубаху.
    С неделю тому назад французы получили сапожный товар и полотно и роздали шить сапоги и рубахи пленным солдатам.
    – Готово, готово, соколик! – сказал Каратаев, выходя с аккуратно сложенной рубахой.
    Каратаев, по случаю тепла и для удобства работы, был в одних портках и в черной, как земля, продранной рубашке. Волоса его, как это делают мастеровые, были обвязаны мочалочкой, и круглое лицо его казалось еще круглее и миловиднее.
    – Уговорец – делу родной братец. Как сказал к пятнице, так и сделал, – говорил Платон, улыбаясь и развертывая сшитую им рубашку.
    Француз беспокойно оглянулся и, как будто преодолев сомнение, быстро скинул мундир и надел рубаху. Под мундиром на французе не было рубахи, а на голое, желтое, худое тело был надет длинный, засаленный, шелковый с цветочками жилет. Француз, видимо, боялся, чтобы пленные, смотревшие на него, не засмеялись, и поспешно сунул голову в рубашку. Никто из пленных не сказал ни слова.
    – Вишь, в самый раз, – приговаривал Платон, обдергивая рубаху. Француз, просунув голову и руки, не поднимая глаз, оглядывал на себе рубашку и рассматривал шов.

    Силумины Химический состав — Энциклопедия по машиностроению XXL

    Марка силумина Химический, состав в % Применение  [c.123]

    Многократные исследования диаграммы состояния системы А1 81 показали, что алюминий и кремний не образуют соединений. В жидком состоянии А1 и 31 полностью растворимы друг в друге, а в твердом образуют эвтектическую смесь двух ограниченных твердых растворов. Отсутствие химических соединений в системе А1—51 подтверждено рентгеноструктурным анализом. Определение растворимости 81 в А в твердом состоянии различными методами показало, что она резко уменьшается с понижением температуры и при комнатной температуре не превышает нескольких сотых долей процента. Резкое падение растворимости 81 в А1 с понижением температуры и коагуляция выделяющейся дисперсной фазы при температуре дисперсного распада твердого раствора (200—300° С) исключают возможность повышения механических свойств двойных сплавов А1—81 путем термической обработки [2, 3]. Таким образом, микроструктура двойных сплавов А1—81 может состоять лишь из двух фаз а-твердого раствора и эвтектики а -Ь 81. Поскольку растворимость А1 в 81 ничтожно мала (параметр решетки чистого кремния а = 5,4163 А, а твердого раствора А1 в 51—5,4176 А), зерна твердого раствора А1 в 81 рассматриваются как зерна кремния. По мере освоения силуминов химический состав их подвергался изменениям с целью повышения механических свойств после термической обработки.  [c.339]


    Чушковое олово — Химический состав 6 — Чушковые цветные металлы — Химический состав 6 — 7 Чушковый алюминий 6 — 8 Чушковый силумин СЛМ 6 — 10 Чушковый цинк 6 — 9  [c.344]

    СПЛАВ АЛ2 (СИЛУМИН ЭВТЕКТИЧЕСКИЙ) Типичный химический состав в %  [c.134]

    Технические литейные цветные сплавы — латунь, бронза, силумин, магниевые сплавы—представляют собой двойные и более сложные системы, характеризующиеся ограниченной растворимостью в твердом состоянии. Химический состав большинства этих сплавов для обеспечения хороших литейных свойств должен быть близок к эвтектике.  [c.710]

    Силумины — сплавы алюминия с кремнием, добавляемым в количестве от 4 до 13 %. Для повышения прочности в некоторые силумины вводят медь, магний и другие элементы. В начале марки литейного алюминиевого сплава пишут буквы АЛ, что означает алюминиевый литейный сплав . За буквами следует цифра, определяюш,ая химический состав сплава, например, АЛ2, АЛ4 и т. д.  [c.233]

    Основным видом сырья для получения алюминиевых литейных сплавов служит силумин (сплав алюминия с кремнием), марки и химический состав которого даны в табл. 23.  [c.123]

    Химический состав силумина в чушках (по ГОСТ 1521-50)  [c.123]

    Силумин в чушках — Химический состав 123  [c.979]

    Химический состав [% (мае. доля) ] силумина в чушках (А1 — основа содержание Si 10—13)  [c.166]

    Марки и химический состав силуминов приведены в табл. 16.61.  [c.686]

    ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СИЛУМИНА, %  [c.381]

    Технические литейные цветные сплавы — латунь, бронза, силумин, магниевые сплавы — представляют собой двойные и более сложные системы, характеризующиеся ограниченной растворимостью в твёрдом состоянии. Химический состав большинства этих сплавов.  [c.992]

    Силумин, марки и химический состав в %  [c.129]

    Литейные сплавы алюминия — сплавы системы А1— 51, которые называются силуминами. Маркируются силумины буквами АЛ, за которыми следуют условные цифры. Химический состав силуминов приведен в табл. 43.  [c.202]

    Силумины маркируют буквами АЛ и порядковой цифрой, не характеризующей ни состав, ни свойства сплава АЛ2, АЛЗ, АЛ 13 и т. д. Химический состав силуминов приведен в приложении, табл. 18.  [c.371]

    Силумин в чушках (химический состав в % по ГОСТ 1521—50)  [c.297]

    Марки и химический состав силуминов  [c.128]


    В табл. 24 приведены основные характеристики чушковых цветных металлов (ГОСТ, марка, химический состав, маркировка и назначение), в табл. 25—27—бронз вторичных, в табл. 28—силумина в чушках, в табл. 29— лигатур алюминиевых и в табл. 30—лигатур медных.  [c.20]

    Химический состав силуминов  [c.8]

    Химический состав силумина в чушках. %  [c.34]

    В работе [85 ] приведены данные по изучению влияния обработки тлеющим разрядом, а также нагрева в вакууме на состояние поверхности (фазовый состав и изменение толщины окисной пленки) силумина. Под действием тлеющего разряда удаляется аморфная пленка окислов, образованная после химической подготовки поверхности. Нанесение хромового покрытия на такую поверхность даже при комнатной температуре позволяет получить хорошую адгезию ( 0,055 ГПа).  [c.110]

    Сплавы алюминиевые деформируемые подразделяют на силумины (ГОСТ 1521—68), кото

    Силумин (сплав) Состав, свойства

    Группа литейных сплавов на основе алюминия с содержанием кремния от 4 до 22%, называемых силумином. Сплавы обладают высокой устойчивостью к коррозии во влажной среде и морской воде. В состав силумина (сплава) также входит небольшое количество марганца, цинка, титана, железа, меди и кальция. Обладают хорошими литейными и механическими свойствами, легко режутся. Внешний вид больше напоминает чугун, и узнать его, не имея с ним опыта, сложно.

    Основные свойства

    По свойствам часто сравнивают со сталью (нержавеющей). Следует отметить, что по сравнению с последним он имеет меньший удельный вес. Силумин — сплав алюминия с кремнием. Обладают следующими свойствами:

    • Удельная прочность. Показатели и у легированных сталей с близкими значениями, но с учетом того, что вес силумина меньше, конструкция у него лучше;
    • Устойчивость к износу;
    • Коррозионная стойкость. На металлической поверхности образует защитную пленку, защищающую ее от негативного воздействия окружающей среды;
    • Низкий удельный вес, равный 2.8 г / см 3 ;
    • Пластичность. При заполнении форм из сплава получают детали сложной конфигурации. Благодаря хорошей отливке процесс литья снижает стоимость;
    • Низкая температура плавления. Это около 6000 градусов по Цельсию, что значительно ниже температуры плавления стали. Это свойство также влияет на отливку и снижает стоимость операций;
    • Доступная цена.

    Эти свойства силумина (сплава) показывают, что этот материал выгодно использовать при изготовлении различных изделий.Однако следует отметить, что он отличается высокой хрупкостью. Осенью изделие из силумина, может потрескаться.

    Рекомендовано

    Происхождение славян. Влияние разных культур

    Славяне (под этим именем), по мнению некоторых исследователей, появились в повести только в 6 веке нашей эры. Однако язык национальности несет в себе архаичные черты индоевропейского сообщества. Это, в свою очередь, говорит о том, что происхождение славян h …

    Маркировка

    Силумин — это сплав на основе алюминия.В них добавляют кремний и некоторые другие элементы для улучшения свойств. Для быстрого и точного подбора материала с определенным составом и процентным соотношением входящих в него элементов была разработана этикетка сплавов.

    Состоит из комбинации цифровых и буквенных символов. Буквами обозначены включенные характеристики, а цифрами — их процентное соотношение, кроме алюминия. Буквы расположены в порядке убывания процентного содержания элемента. Запись АК12Ц3 означает, что сплав содержит 12% кремния, 3% цинка, а все остальное — 85% алюминия.

    Типы силумина

    Силумин в цветной металлургии делится на:

    • Деформируемый (доаутентичный и эвтектический). При литье доаутентифицированных сплавов используется только легированный кремний 4–10%. Иногда небольшое количество примесей, меди и марганца. В эвтектике около 13% кремния.
    • Литой (заэвтектический). Они обладают высокой текучестью, что обеспечивает получение отливок сложной формы с тонкими стенками, малой усадкой, малой склонностью к образованию трещин.Содержание кремния до 20%.

    Ремонт силумина

    Силумин — сплав с повышенной хрупкостью, поэтому изделия из него в процессе эксплуатации могут треснуть.

    Для их восстановления использовали эпоксидный клей. Внешний вид восстанавливается, но использовать при больших нагрузках нет необходимости. Для склеивания следует:

    • Обезжирить то место, на которое будет наноситься клей, дать высохнуть;
    • Клей растворить в соответствии с прилагаемой инструкцией и нанести на обезжиренную поверхность;
    • Плотно соедините сломанные детали и забудьте о них на сутки.

    Ремонт сваркой

    В некоторых случаях поврежденное изделие лучше сварить. Данную процедуру проводят самостоятельно в домашних условиях или по направлению к специалисту. Когда рабочая температура материала повышается, в результате на сплаве появляется оксидная пленка, препятствующая соединению частей изделия. Для устранения этих негативных явлений при сварке используют аргон, обеспечивающий защиту от негативных факторов. Для работы необходимо:

    • Подготовить неплавящиеся вольфрамовые электроды и припой для сварки конструкций из алюминия;
    • Обезжирить поверхность;
    • Исправление продукта;
    • Разогрейте поверхность до 220 градусов Цельсия.Для отвода тепла сварной металл

    эвтектический силумин: алюминий для колес

    Европейский алюминиево-кремниевый сплав Al Si11 (44000) с содержанием кремния ниже эвтектического (от 10,0 до 11,8%). Широко применяется для изготовления колес методом литья под низким давлением. На этой основе специально для изготовления литых дисков были разработаны сплавы:

    • Силумин-Каппа Sr (10,5-11,0% кремния) и
    • Силумин-Бета Sr (кремний 9,0-10,5%).

    Химический состав алюминиевого сплава показан на рисунке 1.

    Рисунок 1 — Химический состав доэвтектического силумина для колес

    Отливка доэвтектического силумина

    Эти алюминиевые литейные сплавы:

    • Обладает хорошей текучестью,
    • высокая пластичность и
    • хорошая коррозионная стойкость.

    Литой сплав Силумин-Каппа Sr имеет оптимальное содержание кремния 10,5 на 11,0%. В сплаве Силумин-Бета Sr интервальное содержание кремния составляет от 9,0 до 10,5%.

    Рисунок 2 — технологические и функциональные свойства
    доэвтектический силумин

    Рисунок 3 — Физические свойства силуминов

    Рисунок 4 — Механические свойства силумина

    Обычно эти сплавы модифицированы стронцием на стадии производства чушек, и поэтому они не требуют такой модификации непосредственно в литейной промышленности.Добавки стронция в эти сплавы колеблются от 0,020 до 0,030%.

    Модификация эвтектического кремния, то есть образование модифицированной микроструктуры, необходимой для улучшения пластичности колес с литой структурой, которая изготавливается из этих сплавов. Уровень сальника и других примесей сильно влияет на пластичность литой конструкции — характеристики удлинения.

    Влияние магния на силумины

    При необходимости эти сплавы можно лить с содержанием магния от 0,05 до 0,45%.С увеличением содержания магния прочность сплава незначительно увеличивается, а также немного снижается пластичность. С другой стороны, добавки магния улучшают обрабатываемость этих сплавов резанием, так как они способствуют образованию стружки и ее удалению при обработке колес.

    Придает колесным дискам более привлекательный вид. Кроме того, Mg увеличивает коррозионную стойкость дисков, но снижает адгезию защитных лакокрасочных покрытий к поверхности обода колеса.

    Термическая обработка силуминов бета и каппа

    Только некоторые сплавы типа «силумин-бета» являются термически упрочняющими. Термически упрочняющие круги из сплавов силумин-каппа обычно не рекомендуются из-за возможного частичного охрупчивания, которое может снизить усталостную прочность материала.

    Рисунок 5 — Термическая обработка отливок

    Силумин Al Si7Mg для колесных дисков

    Обода алюминиевые термически упрочняемые из алюминиевого сплава Al Si7Mg (коммерческое наименование — Pantal 7).затвердевание этого типа сплава — доэвтектическое. При застывании происходит переход от жидкого к пастообразному. При последующем затвердевании дендриты алюминия переходят в жидкий расплав. Они образуют переплетенную сеть, а полость между ними заполнена высокотекучей эвтектики AlSi, которая затем затвердевает. Если состав этих «пустот» по какой-либо причине недостаточен, то возникают такие дефекты, как микропористость. диапазон затвердевания составляет около 35-40 ° C.

    Очистка расплава силумин

    Очистка расплавов данного типа осуществляется продувкой только инертными газами или вакуумной обработкой.Обработка расплава материалов, содержащих хлор, не допускается, так как при этом происходит выщелачивание расплава стронция.

    Рисунок 6 — Типовые технологические параметры литья

    См. также

    Сварка алюминиевых колес

    Литые диски

    Кованые алюминиевые диски

    Температура плавления алюминия и его сплавов

    Температура плавления чистого алюминия

    Плавка алюминия , как и других веществ, происходит с подводом к нему тепловой энергии, снаружи или непосредственно в его объеме. Как это происходит, например, при индукционном нагреве.

    Температура плавления алюминия зависит от его чистоты:

    • Температура плавления сверхчистого алюминия 99,996%: 660,37 ° C.
    • При содержании алюминия 99,5% Плавление начинается при 657 ° С.
    • При содержании алюминия 99,0% Плавление начинается при 643 ° С.

    Температура плавления металлов

    Металлы и неметаллы

    Любой кусок металла, например алюминий, состоит из миллионов отдельных кристаллов, называемых зернами.Каждое зерно имеет уникальную ориентацию кристаллической решетки, но вместе зерна ориентированы внутри этого фрагмента случайным образом. Такая структура называется поликристаллической.

    аморфных материалов, например, стекла, отличных от кристаллических материалов, например алюминия, по двум важным отличиям, которые связаны друг с другом:

    • Отсутствие дальнего порядка в структуре молекулы
    • различий в характере плавления и теплового расширения.
    • Разницу в молекулярной структуре

    можно увидеть на Рисунке 1.Слева показана плотно упакованная и упорядоченная кристаллическая структура. Справа показан аморфный материал: менее плотная структура со случайным распределением атомов.

    Рисунок 1 — Структура кристаллических (а) и аморфных (б) материалов. Кристаллическая структура
    : упорядоченная, повторяющаяся и плотная,
    аморфная структура — более рыхлая упаковка
    беспорядочное расположение атомов.

    плавка металла

    Это различие в структуре проявляется при плавке металлов, в том числе при плавлении алюминия различной чистоты и его сплавов.Менее плотно упакованные атомы дают увеличение (снижение плотности) по сравнению с тем же металлом в твердом кристаллическом состоянии.

    Металлы при плавлении увеличиваются в объеме. В чистых металлах это изменение объема происходит очень быстро и при постоянной температуре плавления, как показано на рисунке 2. Это описание

    , химические свойства и применение

    Практически во всех отраслях промышленности используется алюминиевый сплав. Применяется везде, от изготовления посуды до изготовления запчастей для автомобилей.

    Силумин

    Начнем с того, что существует несколько различных сплавов, в которых используется алюминий. Однако этот считается самым популярным среди других. Силумин — следующая ступенька после алюминия. Его получают путем добавления к этому химическому элементу сплава кремния. Комбинация этих двух элементов обеспечивает полученному сплаву повышенную твердость, а также повышенную стойкость к износу деталей, полученных из сплава.

    Содержание кремния в таких сплавах составляет от 4 до 22%.Также стоит упомянуть, что можно добавить еще несколько элементов. В их состав входят медь, цинк, титан, железо или кальций. Также известно, что силумин содержит от 5 до 14% кремния.

    Свойства силумина

    Важно, что силумин — это все сплавы, которые были получены на основе кремния и алюминия, но необходимо понимать, что не все конечные материалы обладают одинаковыми свойствами. Необходимо знать, что с увеличением процентного содержания кремния конечная прочность материала повышается, но увеличивается и его хрупкость.Основные преимущества, которые можно выделить у этого сплава:

    • Высокая прочность.
    • Малый физический вес.
    • Высокая износостойкость материала.
    • Устойчивость к коррозии.
    • Одним из важных плюсов является цена силумина, которая считается довольно низкой. Допустим, кухонная утварь из этого материала стоит от 250 р. до 2000-3000 руб.

    Все эти преимущества вместе и смогли обеспечить высокую популярность этого материала.

    Недостаток этого материала только один — это его повышенная хрупкость. Если говорить о механическом воздействии силумин, он способен выдерживать высокие нагрузки, однако, если, например, уронить изделие из этого сплава, оно, скорее всего, лопнет. Также стоит отметить, что температура плавления силумина не слишком высока — всего 580 градусов по Цельсию.

    Маркировка

    Поскольку силумин представляет собой сплав алюминия и кремния, а также всего лишь одну из его разновидностей, была разработана специальная маркировка, позволяющая быстро и легко определить процентное содержание компонентов, а также какие химические элементы использовались. в изготовлении сплава.Для маркировки сплава силумина используются буквенные и цифровые обозначения. Например, АК12 или АК9Ц7. Первая буква всегда указывает на содержание алюминия в сплаве, а вторая — на содержание кремния. Цифры показывают, какой процент этого химического элемента содержится в силумине. В данном случае это 12%. Так как другие элементы могут быть добавлены, также указывается их буква. Второй пример показывает маркировку алюминия — А, кремния — К 9% и цинка — С 7%.

    Также важно отметить, что сплав обладает повышенной текучестью в расплавленном состоянии, а также хорошей свариваемостью.Если учесть, что температура плавления силумина составляет всего 580 градусов по Цельсию, то это можно отнести к списку преимуществ материала.

    Типы силумина

    Чаще всего говорят, что силумин — это аллоалюминий и кремний. Однако это неверное утверждение. Это название используется для сплавов, в которых содержание такого элемента, как кремний, находится в районе 12-13%. Такую группу сплавов обычно называют эвтектическим, нормальным или обыкновенным силумином. Однако существует и другая классификация этого материала.

    • Первый тип сплава называется доэвтектическим. Характерной особенностью этой группы является то, что содержание кремния в процентах всего от 4 до 10% от общего количества. Кроме того, могут быть добавлены такие элементы, как магний, марганец или медь.
    • Группа износостойких силуминов — содержание кремния повышается до 20% от общего количества сплава.
    • Для выполнения конкретных задач изготавливаются специальные силуминовые сплавы, например, цинк.

    Свойства нормального силумина

    Первая группа силумина из эвтектического алюминия.Их прочностные параметры невелики, но преимущество у этого типа другое. Имеет отличные параметры литья. Материалы из такого сплава используются при отливке тонких изделий, которые в будущем будут применяться в условиях повышенной вибрации или под воздействием ударных нагрузок.

    Также важно отметить, что при литье этой группы сплавов к ней могут предъявляться такие требования, как удлинение микроструктуры. Чтобы выполнить это требование, необходимо модифицировать силумин натрием во время операции литья в форму или в форму.

    Также важно отметить, что высокой стойкостью к воздействию на сплав агрессивной среды обладают только те, которые характеризуются высокой чистотой состава. Другими словами, в таких материалах должно быть минимальное содержание различных примесей, например, железа и других.

    Группы сплавов

    Есть несколько групп, на которые делится силумин. Это разделение проводится с использованием этого материала для различных целей.

    Эвтектический силумин, имеющий маркировку АК12, то есть с содержанием кремния всего 12%, а также не затвердевающий термической обработкой и не формирующий прочности на усадку, рекомендуется использовать для изготовления герметичных частей устройств или агрегаты низкой нагрузки.

    В качестве примера доэвтектического силумина можно взять сплав АК9х. Для его изготовления уже применяется закалка при температуре 530 градусов с выдержкой от 2 до 6 часов. После этого материал охлаждается в горячей воде и активируется процесс старения при температуре 175 градусов, который длится 15 часов. Использование силумина этой группы осуществляется для изготовления нагруженных и крупногабаритных деталей.

    Третья группа сплавов — это высоколегированный сверхэвтектический силумин, маркировка которого — АК21М2.В состав этого материала входит поршневая группа сплавов. Этот материал предназначен для работы в среде с повышенными температурами, поскольку отличается повышенной термостойкостью, высоким коэффициентом износостойкости.

    Ремонт

    Так как может случиться так, что на деталях из этого сплава будут трещины или такие же неисправности, то есть возможность проведения ремонта. Чаще всего для проведения этого вида работ используют специальное вещество — эпоксидный клей.Однако в том случае, если деталь должна эксплуатироваться в среде с повышенными нагрузками, лучше всего использовать сварку. Однако необходимо учитывать состав сплава, так как не все они способны выдерживать температуру сварочного аппарата, некоторые из них могут просто плавиться.

    Сварка

    Ремонт силумина в домашних условиях с помощью аргонодуговой сварки считается наиболее простым методом. Однако все признают, что лучшее решение для ремонта деталей по-прежнему придется по душе профессионалам, но и самостоятельная сварка тоже вполне реальна.Важно отметить, что работы по аргонно-дуговой сварке следует проводить в среде инертных газов.

    Модификация силумина электровзрывным методом

    [1] Строганов Г.Б., Ротенберг В.А., Гершман Г.Б. 1977 Алюминиевые сплавы с кремнием (М .: Металлургия) с.272.

    [2] Белов Н.А., Савченко С.В., Хван А.В. 2008 Фазовый состав и структура силуминов (М .: МИСиС) с.282.

    [3] Поршневые силумины: Учебник. Эд В К Афанасьев 2005 (Кемерово: Полиграф) с.161.

    [4] Грибков В.А., Григорьев Ф.И., Калин Б.А., Якушин В.Л. 2001 Перспективные радиационно-лучевые технологии обработки металлов (М .: Круглый год) с.528.

    [5] 2016 Эволюция структуры поверхностного слоя стали, подвергнутой электронно-ионно-плазменной обработке Эд Н. Н. Коваль, Ю. Ф. Иванов (Томск: НТЛ) с.298.

    [6] 2016 Электронно-ионно-плазменная модификация поверхности цветных металлов и сплавов Эд Н. Н. Коваль, Ю. Ф. Иванов (Томск: НТЛ) с.312.

    [7] Багаутдинов А.Я., Будовских Е.А., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е. 2007 Физические основы электровзрывного легирования металлов и сплавов (Новокузнецк: СибГИУ) с.301.

    [8] Громов В.Е., Иванов Ю.Ф., Будовских Е.А. Структура, фазовый состав и свойства поверхностных слоев титановых сплавов после электровзрывного легирования и электронно-лучевой обработки 2012 (Новокузнецк: Интер-Кузбасс) с.435.

    [9] Будовских Е.А., Сарычев В.Д., Громов В.Е., Носарев П.С., Мартусевич Е.В. 2002 Основы технологии обработки поверхности материалов импульсной гетерогенной плазмой (Новокузнецк: СибГИУ) с.170.

    [10] Золоторевский В.С., Белов Н.А. 2005 Металлургия алюминиевых литейных сплавов (М .: МИСиС) с.376.

    [11] Лякишев Н.П. 1996-2000 Диаграммы состояния бинарных металлических систем (М .: Машиностроение) 1-3.

    [12] Геск К. А., Гшнайднер-младший и Колдервуд Ф. В. 1988. Системы Al-RE (алюминий-редкоземельный элемент), Bull.Фазовые диаграммы сплавов 9 658-68.

    DOI: 10.1007 / bf02883161

    [13] Массальский Т. В 1986-1987 Фазовые диаграммы бинарных сплавов.Американское общество металлов (Огайо: парк металлов) 1, 2 с. 2224.

    [14] Вилларс П., Калверт Л. Д. Справочник Пирсона по кристаллографическим данным для интерметаллических фаз 1985 г. (Огайо: Металл Парк) 1, 2, 3 стр.3258.

    [15] Муравьева А.А. Фазовые равновесия и кристаллические структуры в тройных системах алюминий-кремний (германий) -редкоземельный элемент, Автореф.Dis. Канд. Хим., Автореф. Дис., Наук, Львов, 1-22.

    [16] Янсон Т. И. Исследование кристаллической структуры силицидов и германидов алюминия редкоземельных металлов, Автореф.Dis. Канд. Хим., Автореферат диссертации, Львов, Науки, 1-22.

    [17] Муравьева А.А., Заречнюк О.С., Гладышевский Е.И. Соединения типа La2O2S в системах: редкоземельный металл-алюминий-кремний, 1972, Висн.Львовск. Univ. Сер. Хим. 13 С. 14-16.

    [18] Дубенко И.С., Евдокимов А.А., Титов Ю.Н. Соединения Ln6Al3Si, 1985.J. Inorg. Chem., 30 P 1707-09, пер. С Ж. Неорг. Хим. 30 2996-97.

    [19] Дриц М.Е., Кузьмина В.И., Тылкина Н.И. Фазовые равновесия в алюминиевых сплавах системы алюминий-кремний-иттрий // Журн.Металл. 3 П 178-81, пер. Из Изв. Акад. Наук СССР, Мет. 3 P 212-16.

    [20] Ран Q 1987 Термодинамические расчеты диаграмм конституции в системе Mg-Y-Al-C-Si-N-O Тезис, Univ.Штутгарт, ФРГ P 1-217.

    [21] Ласковнев А.П., Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А. и др. 2013 Модификация структуры и свойств эвтектического силумина электронно-ионно-плазменной обработкой (Минск: Белорусская наука) с.287.

    [22] Орован Э. 1948. Условия дислокационного прохождения выделений, Proc.Symp. Междунар. Напряжение в металлах и сплавах (Лондон: институт, мет.) P 451-54.

    Алюминиевые сплавы 101 | The Aluminium Association

    Quick Read

    Алюминиевый сплав — это химический состав, в котором к чистому алюминию добавляются другие элементы для улучшения его свойств, в первую очередь для повышения его прочности.Эти другие элементы включают железо, кремний, медь, магний, марганец и цинк в количествах, которые вместе могут составлять до 15 процентов сплава по весу. Легирование требует тщательного смешивания алюминия с этими другими элементами, пока алюминий находится в расплавленной — жидкой — форме.

    Полезные факты

    • В области химии
      На свойства алюминия, такие как прочность, плотность, обрабатываемость, электропроводность и коррозионная стойкость, влияет добавление других элементов, таких как магний, кремний или цинк.
    • Боевая машина Bradley
      Военная боевая машина Bradley изготовлена ​​из двух различных алюминиевых сплавов: серии 7xxx и серии 5xxx. Алюминий, которому доверяют обеспечивать безопасность и мобильность солдат, также используется во многих других военных транспортных средствах.
    • Наша любимая тара для напитков
      Самая любимая в Америке тара для напитков, алюминиевая банка, изготавливается из различных алюминиевых сплавов. Корпус банки состоит из 3004, а крышка — из 5182.Иногда для изготовления одного повседневного предмета требуется более одного сплава.
    • Горячие и холодные
      Алюминиевые сплавы можно сделать более прочными с помощью термообработки или холодной обработки. Свойства конкретного сплава различаются из-за добавок и обработки.

    Алюминиевый сплав 101

    Что такое алюминиевый сплав

    Алюминиевый сплав — это химический состав, в котором к чистому алюминию добавляются другие элементы для улучшения его свойств, в первую очередь для повышения его прочности.Эти другие элементы включают железо, кремний, медь, магний, марганец и цинк в количествах, которые вместе могут составлять до 15 процентов сплава по весу. Сплавам присваивается четырехзначный номер, в котором первая цифра обозначает общий класс или серию, характеризующуюся его основными легирующими элементами.

    Технически чистый алюминий

    1xxx Серия

    Сплавы серии 1xxx состоят из алюминия чистотой 99% или выше. Эта серия имеет отличную коррозионную стойкость, отличную обрабатываемость, а также высокую тепло- и электропроводность.Вот почему серия 1xxx обычно используется для линий электропередачи или линий электропередач, которые соединяют национальные сети по всей территории Соединенных Штатов. Стандартные обозначения сплавов в этой серии: 1350 для электрических применений и 1100 для лотков для упаковки пищевых продуктов.

    Термообрабатываемые сплавы

    Некоторые сплавы упрочняются термообработкой на твердый раствор с последующей закалкой или быстрым охлаждением. При термической обработке твердый легированный металл нагревается до определенной точки. Элементы сплава, называемые растворенными веществами, равномерно распределяются с алюминием, превращая их в твердый раствор.Затем металл резко охлаждают или быстро охлаждают, в результате чего растворенные атомы замерзают на месте. Следовательно, растворенные атомы объединяются в мелкодисперсный осадок. Это происходит при комнатной температуре, которая называется естественным старением, или при работе печи при низкой температуре, которая называется искусственным старением.

    2xxx Серия

    В серии 2xxx в качестве основного легирующего элемента используется медь, которая может быть значительно усилена путем термообработки на твердый раствор. Эти сплавы обладают хорошим сочетанием высокой прочности и ударной вязкости, но не обладают такой стойкостью к атмосферной коррозии, как многие другие алюминиевые сплавы.Поэтому эти сплавы обычно окрашивают или плакируют для таких воздействий. Обычно они плакированы сплавом высокой степени чистоты или сплавом серии 6ххх, чтобы значительно противостоять коррозии. Сплав 2024, пожалуй, самый широко известный авиационный сплав.

    6xxx Серия

    Серия 6xxx универсальна, поддается термообработке, легко поддается формованию, сварке и имеет умеренно высокую прочность в сочетании с отличной коррозионной стойкостью. Сплавы этой серии содержат кремний и магний для образования силицида магния внутри сплава.Экструзионные продукты серии 6xxx — лучший выбор для архитектурных и строительных приложений. Сплав 6061 является наиболее широко используемым сплавом этой серии и часто используется в рамах грузовиков и морских судов. Кроме того, экструзия iPhone 6 была сделана из сплава серии 6ххх.

    7xxx Серия

    Цинк является основным легирующим агентом для этой серии, и когда магний добавляется в меньшем количестве, в результате получается термически обрабатываемый высокопрочный сплав. Другие элементы, такие как медь и хром, также могут быть добавлены в небольших количествах.Наиболее широко известны сплавы 7050 и 7075, которые широко используются в авиастроении. Алюминиевые часы Apple®, выпущенные в 2015 году, были изготовлены из специального сплава серии 7xxx.

    Сплавы без термической обработки

    Сплавы без термической обработки упрочняются холодной обработкой. Холодная обработка происходит во время методов прокатки или ковки и представляет собой действие по «обработке» металла, чтобы сделать его прочнее. Например, при прокатке алюминия до более тонких размеров он становится прочнее. Это связано с тем, что при холодной обработке образуются дислокации и вакансии в структуре, что затем препятствует перемещению атомов друг относительно друга.Это увеличивает прочность металла. Легирующие элементы, такие как магний, усиливают этот эффект, что приводит к еще большей прочности.

    3xxx Серия

    Марганец является основным легирующим элементом в этой серии, часто с добавлением меньшего количества магния. Однако только ограниченный процент марганца может быть эффективно добавлен в алюминий. 3003 — популярный сплав общего назначения, поскольку он имеет умеренную прочность и хорошую обрабатываемость, и его можно использовать в таких устройствах, как теплообменники и кухонная утварь.Сплав 3004 и его модификации используются в корпусах алюминиевых банок для напитков.

    4xxx Серия
    Сплавы серии

    4ххх комбинируются с кремнием, который может быть добавлен в достаточных количествах для снижения температуры плавления алюминия без создания хрупкости. Благодаря этому серия 4xxx производит превосходную сварочную проволоку и припои там, где требуется более низкая температура плавления. Сплав 4043 — один из наиболее широко используемых присадочных сплавов для сварки сплавов серии 6ххх в конструкционных и автомобильных приложениях.

    5xxx Серия

    Магний является основным легирующим агентом серии 5xxx и одним из наиболее эффективных и широко используемых легирующих элементов для алюминия. Сплавы этой серии обладают прочностными характеристиками от умеренных до высоких, а также хорошей свариваемостью и устойчивостью к коррозии в морской среде. Из-за этого алюминиево-магниевые сплавы широко используются в строительстве, резервуарах для хранения, сосудах высокого давления и морских применениях. Примеры распространенных применений сплавов включают: 5052 в электронике, 5083 в судостроении, анодированный лист 5005 для архитектурных применений и 5182 для изготовления алюминиевых крышек банок для напитков.Боевая машина США Брэдли изготовлена ​​из алюминия серий 5083 и 7xxx.

    Создание новых сплавов

    Более 60 лет назад Алюминиевая ассоциация через свой Технический комитет по стандартам на продукцию (TCPS) создала систему обозначений деформируемых сплавов, которая была принята в США в 1954 году. Три года спустя система была утверждена как американский национальный стандарт h45. 1. Эта система обозначений была официально принята странами, подписавшими Декларацию согласия в 1970 году, и стала международной системой обозначений.В том же году Комитет по стандартам h45 на алюминиевые сплавы был уполномочен Американским национальным институтом стандартов (ANSI), при этом Ассоциация выполняла функции секретариата. С тех пор Ассоциация является основной организацией, устанавливающей стандарты для мировой алюминиевой промышленности.

    Система регистрации сплавов в настоящее время находится в ведении TCPS ассоциации. Весь процесс, от регистрации нового сплава до присвоения нового обозначения, занимает от 60 до 90 дней. Когда нынешняя система была первоначально разработана в 1954 году, список включал 75 уникальных химических составов.На сегодняшний день зарегистрировано более 530 активных композиций, и это число продолжает расти. Это подчеркивает, насколько универсальным и повсеместным стал алюминий в нашем современном мире.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.