Сплави на основі міді

Легкі сплави Сплави на алюмінієвій основі

Алюміній — це сріблясто-білий метал, який має щільність 2,7 г/см³, температуру плавлення 660 °С. У відпаленому стані він має а_в=80...100 МПа, велику пластичність (б = 35...40 %), високу корозієстійкість, електро- і теплопровідність, 25...30 НВ. Алюміній широко використовують в електротехніці для виготовлення шин, дроту і кабелів.

Чистий алюміній виробляють таких марок: А999 (99,999 % А1), А995 (99,995 % А1), А99 (99,99 % А1), А97 (99,97 % А1), А95 (99,95 % А1), алюміній технічної чистоти (для технічних сплавів) позначають А85, А8, А7, А6, А5.

Технічний алюміній виготовляють у вигляді листів, профілів, прутків, дроту. У відпаленому стані алюміній легко обробляється тиском. Зварюється всіма видами зварювання.

У сучасній техніці широко застосовують сплави на алюмінієвій основі, які за технологічними властивостями поділяють на три гру­пи: ливарні сплави, з яких виготовляють деталі ливарним способом; сплави, що деформуються, з яких виготовляють різні напівфабрика­ти прокатуванням, пресуванням, волочінням, куванням і штампу­ванням; сплави, що одержують способом порошкової металургії — спіканням (САП — спікання алюмінієвих порошків, САС — спікан­ня алюмінієвих сплавів).

Ливарні алюмінієві сплави містять підвищену кількість силіцію, міді, магнію або цинку. Ці сплави повинні мати високу рідко-текучість, невелику усадку і малу здатність до утворення тріщин при гарячій пластичній деформації.

Ливарні алюмінієві сплави маркують так: АЛ1...АЛ9, АЛ19, АЛ32 та ін. Літерами АЛ позначають алюмінієвий ливарний сплав, цифри означають умовний номер.

Сплави алюмінію і силіцію АЛ2, АЛ4, АЛ9 називають силумін­ми. Вони містять від 6 до 13 % Si. Ці сплави застосовують для виготовлення деталей складної конфігурації і середньої навантаженості. Силуміни, які містять 9... 14 % Si, для підвищення їхніх механічних властивостей піддають модифікуванню натрієм.

Сплави алюмінію і магнію АЛ8 (9,5... 11 % Mg), АЛ13 (4,5...5,5 % Mg) після термічної обробки набувають високої міцності і пластичності, мають високу стійкість до корозії. їх застосовують для виготов­лення деталей, які зазнають значних ударних навантажень або працюють за високих температур.

Сплави алюмінію і міді АЛ7, АЛ12 застосовують для виробництва фасонного лиття. Найкращі ливарні і механічні властивості має сплав із вмістом 8 % Сu.

Алюмінієві сплави, що деформуються, поділяють на зміцнювані і незміцнювані термічною обробкою.

До незміцнюваних належать сплави алюмінію з магнієм і алю­мінію з манганом. У сплавах алюмінію з манганом міститься до 1,5 % Мп, а в сплавах алюмінію з магнієм — 7 % Mg і 0,8 % Мп. Для підвищення їх міцності додатково вводять до 2 % V (АМг5В). Ці сплави характеризуються високою пластичністю, добре зварюються, стійкі до корозії. З них виготовляють штамповані і зварні вироби (труби, баки, резервуари та ін.).

До сплавів, які зміцнюються термообробкою, належать дуралюміни. Вони містять 2...5 % Сu і до 1,8 % Mg; 1 % Мn; 0,7 % Si; 1 % Fe. Позначають дуралюміни літерою Д і умовним номером сплаву, на­приклад Д1, Д16 (3,8...4,9 % Сu, 1,2...1,8 % Mg, 0,3...0,9 % Мn, решта — А1). Їх застосовують для виготовлення лонжеронів літака, си­лових каркасів, будівельних конструкцій, кузовів вантажних авто­мобілів та ін. Дуралюміни зазнають термічної обробки: гартування і старіння. Для гартування дуралюміну Д16 нагрівають до темпера­тури 495...505 °С, а марки Д1 —до 505...510 °С і охолоджують у воді при 40 °С. Після гартування проводять старіння (витримують за кімнатної температури протягом 4 ...7 діб), при цьому міцність і твердість дуралюміну підвищується.

Алюмінієві сплави для кування і штампування маркують літе­рами АК. Вони досить пластичні і стійкі до утворення тріщин при гарячій пластичній деформації (450...475 °С). Сплав АК6 (1,8...2,6 % Сu; 0,4...0,8 % Mg; 0,4...0,8 % Мп; 0,7... 1,2 % Si) використовують для деталей складної форми і середньої міцності (<т_в = 360 МПа), які виготовляють у гарячому стані (крильчатки, спеціальні кріпильні деталі тощо). Сплав АК8 пропонується для дуже навантажених штампованих деталей (стикових вузлів, поясів лонжеронів, лопастей гвинтів гелікоптера та ін.). Сплави АК також зазнають гартування і штучного старіння.

Високоміцні алюмінієві сплави маркують літерою В. Вони харак­теризуються високою міцністю (600...700 МПа), але меншою плас­тичністю, ніж дуралюмін, і містять, крім міді, мангану і магнію, цинк та хром. Маркують ці сплави так: В95 і В96 (2,2...2,8% Сu, 2,5...3,2 % Mg, 0,2...0,5 % Мn, 7,6...8,6 Zn). їх застосовують для на­вантажених конструкцій, що працюють в умовах стиску (обшивка, лонжерони літаків, силові каркаси будівельних споруд тощо).

Алюмінієві сплави, одержані спіканням на основі Al — AI2O3, мають назву САП і САС. Містять велику кількість легувальних елементів. Наприклад, САС1 (25...30% Si, 5...7% №, решта — А1) застосовують для виготовлення деталей приладів, які працюють у парі зі сталлю за температури 20...200 °С, вони потребують поєд­нання низького коефіцієнта лінійного розширення і малої теплопровідності. Сплави типу САП — жароміцні при тривалому нагріванні (до 500°С).