Ковано алуминиеви сплави 1
Ковано алуминиеви сплави съдържат легиращи елементи в количество не превишаващо границата на разтворимост на евтектичната температура. Тези сплави, когато температурата на деформация, имат следната структура на твърд разтвор еднофазен и имат сезон Coy пластичност, която позволява лечението налягане (търкаляне, екструзия, изтегляне, и т.н.). Сплави са широко използвани във всички отрасли (Таблица 4.1).
От деформируеми алуминиеви сплави правят листове, плочи, профили, тръби, кабели, фолиа и т.н.
Много сплави са засилени в резултат на пълното термична обработка - закаляване и стареене. Такива сплави са по-специално дуралуминиум - група от алуминиеви сплави с добавяне на 3-5% Си, 0,4-2,4% магнезий, 0,3-1,0% манган. Типични D1 дуралуминиум сплав е (3,8-4,8% мед, 0,4-0,8% магнезий, 0,8% Мп, останалото алуминий) и по-трайни D16 (3,8-4,9% мед; 1,2-1,8% магнезий; 0,3-0,9% Мп). В момента тип сплави група дуралуминиум могат да бъдат посочени сплави
химическия състав и свойства на някои алуминиеви сплави
бележи D1, D16, D19, D20, които са изработени от листове, плочи, профили, тръби, кабели, коване, фолио.
Лети D1 има следните механични свойства (SB = 42 кгс / mm 2. г = 15%). Широко приложение намерено сплав D16 (SB = 47 кгс / mm 2. г = 11%). Тази сплав се използва за производство на средна и висока якост на различните структурни части ielementov, работещи при променливи натоварвания: строителство на сгради не изискват висока устойчивост на корозия, конструкцията на въздухоплавателното средство (кофражисти, стрингери, рамки) на тялото на камиони.
Поради rastvorimostilegiruyuschih променливи елементи от алуминий (Fig.4.1) дуралуминиум втвърдяване топлинна обработка.
След охлаждане с температура от 500 ± 5 ° С във вода дуралуминиум структура се състои от а-свръхнаситен твърд разтвор на мед в алуминий (фигура 4.2, б). Втвърдяването се постига в резултат на естественото стареене в продължение на 4-5 дни поради разделяне на фазите и CuAl2 Al2 CuMg.
Фиг. 4.1. Диаграмата фаза на Cu системата - Al
Всички сплави на дуралуминиум химичен състав vayutsya-начин в следните граници: 2,5-6,0% мед; 0,4-2,8% магнезий; 0,4-1,0% Mn, почивка - алуминий.
Фигура 4.2. Микроструктура дуралуминиум D16 (X300):
и - чугунена сплав (# 945; -tv.rastvor - фаза.); б - деформирани сплав след закаляване (свръхнаситен # 945; -tv.rastvor); в - сплав след закаляване и стареене
Дуралуминиум придобива висока якост само след топлинна обработка: втвърдяване и следващо стареене, която се определя флаш сплав при стайна температура в продължение на няколко дни (естественото стареене) или за 30 минути или по-дълго при повишена температура от 120 ... 150 ° С (изкуствено стареене) ,
Втвърдяване сплав от охлаждане и евентуално стареене чрез промяна на разтворимостта на основния giruyuschego ле-елемент (Cu) в алуминий като температурата се увеличава от 0.5% (при стайна температура) до 5.7% при 548 ° С
При стайна температура, всяка закалена сплав съдържа zhaschy-0,5-5,7% Cu има двуфазова структура на + CuAl2. При загряване до температура над границата на линия солна разтворимост (500 ° С) се разтваря частици CuAl2 в алуминиева сплав и получава еднофазен структура на а-твърд разтвор на мед в алуминий.
Бързото охлаждане във вода забавено Vaeth избор CuAl2 а- частици от твърд разтвор сплав и при стайна температура се запазва еднофазен структура.
Полученото твърдо вещество свръхнаситен разтвор е много unst-chiv и вече при стайна температура започва samoproizvol-разпад от неговия (естественото стареене) е придружен Vyshen сила. Въпреки това, най-голямата втвърдяване ефект се постига в резултати-Tate стареене на сплавта гаси при температура от 100 ... 200 ° С (изкуствено стареене) за 20-30 минути. Алуминиева сплав, съдържаща 5% мед, след закаляване и изкуствен сто-рений има s0,2 = 11,9 кгс / mm 2. SRE = 22,3 кгс / mm 2; след закаляване и естественото стареене s0,2 = 32,6 кгс / mm 2. SRE = 47,5 кгс / тт2.
Прилагането повишена температура стареене предизвиква намаляване на устойчивост на корозия на сплавта, така че изкуствено стареене се препоръчва най-вече за продукти, работещи при повишени температури.
Разпадане на-твърдо решение по време на стареенето proish-ди в няколко стъпки:
1.In отделните атомни равнини, оформени зони обогатен медни атоми. Те имат формата на слоеве NEZ nachitelnoy дебелини и вътрешните напрежения, създадени на ръба-CE с разтвора на вещество, което повишава силата на сплавта. Този етап се нарича зона. Зона стареене етап също е характерно за началото на изкуствено стареене, която се развива по-нататък. В началния период на стареене произведени повишена концентрация зона мед, така наречените Guinier-Preston зони (GP).
Повишената концентрация зони мед кристалната решетка е изкривен в кристал с големи натоварвания, което увеличава твърдостта и здравината на метала. По-нататъшното развитие на стареене Guinier-Preston зони се увеличава, и след това се освобождава малки частици на интерметални съединения, които впоследствие се коагулирани. Процесът на формиране на зони Guinier-Престън и постигане на т.нар стъпка predvydeleniya води до максимално втвърдяване.
2.Uchastki обогатен с мед, се превръща в междинно съединение tonkoplastinchatye нестабилна фаза подобно по състав на съединението CuAl2. но като твърд разтвор на а-общ интерфейс.
3.Neustoychivye подаване фаза на нормална фаза CuAl2, което е типично за стареене на ТЕМ peratures 100 ... 150 ° С Тази фаза се нарича фаза на стареене.
Увеличаването на стареене температура над 200 ° С води до коагулация (разширяване) CuAl2 частици, които се придружават от намаляване на якостта и еластичността на сплавта. Има така наречените "overaging" сплав.
Нагряване на сплав се подлага на термична обработка за темпо-perature 350 ... 370 ° С води до пълно разграждане на а-твърд разтвор на мед в алуминий и коагулация на диспергирани частици състояние CuAl2 .Това реагира по-кука. Сплавта в темперирани състояние има ниска якост, еластичност nohoroshuyu. Се деформира полуготови дуралуминиум темперирани при температура от 350 ... 420 ° С в продължение на 2-4chasov да се получи висока пластичност. Така процес дуралуминиум втвърдяване осигурява структурни трансформации.
Готова тип дуралуминиум магнезиеви сплави в количество от 0.8-1.8% образува комплекс химични съединения значително увеличаване на силата на сплавта в закалени и възраст състояние.
Основното съединение е Al2 CuMg, притежаващо променлива разтворимост в алуминия.
Манган повишава устойчивостта на сплавите срещу корозия. От дуралуминий вид сплав най-широко използваните в момента получи Alloy D16. Потушената и възраст състояние споменатата сплав е повишена здравина.
Лети D16 има трикомпонентна евтектична с точка на топене от около 507 ° С Сплавта гаси от температури 495 ... 505 ° С, за да се избегне прегаряне (оксиди-ement и частично топене на границите на метал зърно). Охлаждането се извършва чрез охлаждане във вода.
Полуфабрикати от сплав D16 е изложен най-вече на естественото стареене (4-7 дни). Изкуствен стареене (150 ... 170 ° С, в продължение на 6-12 часа) се използва в случай на артикули, при повишени температури.
D16 сплав се използва за производството на корпуси и shpangou-ING, рамки за сигурност, ферми, конструкции, Кузо острови автомобили и т.н.
2. леене алуминиеви сплави
Химичният състав се различават следните групи гласове алуминиеви сплави: Al-Mg; Al-Si; Al-Cu; Al-Si-Cu и др. Най-разпространени са Al-Si сплави, наречен Silumin. Леярски сплави са широко използвани в производството на (Таблица 4.2).
Леене алуминиеви сплави (ГОСТ 2685-75)
На Фигура 4.3 е диаграма на състояние система на алуминий сплави - силиций.
Фигура 4.3. Част от сплави на фазова диаграма на алуминий - силициев
В Fig.4.4 показва микроструктура от лят алуминий клас сплав AK12 (AL2) с добра течливост, ниска порьозност и висока плътност.
Фигура 4.4. Микроструктурата на отливка от алуминиева сплав (Силумин) марка AK12 на: а - преди модификация (стопено състояние); б - след модификация (х200)
Алуминиеви леярски сплави съдържат легиращи елементи в количество близо до евтектични, което осигурява добра течливост поради образуването на евтектични сплави. Най-широко използваната система на леярски сплави Ал - Si. Количеството на силиций в тези сплави в близост до евтектичната 6-13% (AK7, AK9, AK12). AK12 сплав, съдържаща 10-13% Si, леене има най-добри качества. Неговата структура е в състояние на отливката се състои от първични кристали и евтектична Si (а-Si твърд разтвор в Al).
На hypoeutectic сплави с повишено съдържание на силиций намалява еластичността и увеличава силата. големи първични Si кристали в структура появата на причинява намаляване на якост и еластичност въпреки повишената разтворимост на силиций от 0.05% при 200 ° С и 1,65% в евтектичната температура. Binary сплави не се втвърдява с топлинна обработка, единственият начин за подобряване на механичните свойства е чрез промяна на структурата на изисканост.
Силиконовата време на втвърдяване на евтектични образуване игловидни кристали, които играят ролята на тези вътрешни-резки. Тази сплав има ниски механични свойства.
За смилане структура Силумин модифициран чрез добавки на стопилка смес на сол 67% NaF и 33% NaCl. На натриеви Пре настъпва внесат държавни диаграма линии компенсират и hypoeutectic сплав става. В структурата, вместо над силициев появява а- Si твърд разтвор в алуминия. Евтектичната получава фина структура, съставена от силиций фини кристали IA-твърд разтвор. Острови свойствата на сплавта значително подобрени BV = 24 кгс / mm 2 (240 МРа), г = 12% (Fig.4.5).
Фигура 4.5. Зависимостта на механичните свойства на модифициран (---) и nemodi на - персонализиране на (-) Силумин съдържанието на силиций
Silumin използвани за производство на кутии и панели с инструменти, кутии, двигателни блокове, корпуси компрес-Ing.