63) Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термообработкой. Их состав, маркировка, способы упрочнения структура, свойства, применение.
К этим сплавам относятся сплавы алюминия с марганцем (АМц2), содержащие 1 … 1,6% Mn, и магнием (АМг2, АМг6), содержащие 2…7%Mg. Структура этих сплавов в равновесном состоянии – твердый раствор легирующих элементов в алюминии. Упрочняют сплавы путем пластической деформации (нагартовки).
Свойства: 1)Легко обрабатываются давлением; 2)хорошо свариваются; 3) обладают высокой коррозионной стойкостью; 4) обработка резанием затруднена.
Применяются эти сплавы для изготовления строительных конструкций (витражи, двери, оконные рамы и т.д.), емкостей для жидкостей (баки для бензина) и т.д.
66) Старение дуралюминов. Стадии старения и механизмы упрочнения. Изменение механических свойств в процессе старения. Явление возврата.
Для повышения прочности закаленного сплава проводят старение. Старение – это упрочнение закаленного сплава за счет распада пересыщенного твердого раствора и выделения избыточных вторичных фаз в мелкодисперсном виде. Естественное старение – выдержка закаленного сплава при комнатной температуре 5…7 суток. Искусственное – в выдержке при повышенной температуре 100…200 градусов в течении 10…24 часов. Процесс старения идет в 3 стадии:
1) Атомы меди образуют скопления в кристаллической решетке a-твердого раствора – зоны Гинье-Престона (зоны ГП) , что вызывает искажения кристаллической решетки и, следовательно, повышение прочности сплава.
2) По мере выдержки сплава при повышенных температурах образуется метастабильная тетта' фаза, близкая по составу к CuAl2 , имеющая свою кристаллическую решетку, которая сохраняет когерентные связи с решеткой a-твердого раствора. Это усиливает искажения кристаллической решетки, твердость и прочность сплава увеличиваются.
3)Происходит срыв когерентности и выделение частиц стабильной тетта фазы. Искажения кристаической решетки частично снимаются, и прочность сплава понижается.
При естественном старении происходит только первая стадия старения, а при искусственном могут и все 3 (зависит от температуры). Высокий уровень упрочнения достигается при естественном старении.
Возврат – кратковременный (2…3 мин) нагрев естественно состаренного сплава до 230…250 градусов с последующим быстрым охлаждением. При этом зоны ГП растворяются, структура и свойства возвращаются к свежезакаленному состоянию, упрочнение полностью снимается.
67)Литейные алюминиевые сплавы – силумины: их состав, маркировка, структура. Диаграмма алюминий-кремний. Способы упрочнения. Влияние модифицирования на строение и свойства силуминов.
Силумины – сплавы алюминия с кремнием (АК12, АК9, АК7). Диаграмма состояния системы Al –Si:
Распространенный силумин АК12 содержит 11…13% Si . В равновесном (литом) состоянии сплав является заэвтектическим и состоит из эвтектики (a+Si) крупноигольчатого строения и включений хрупких первичных кристаллов кремния.
Для повышения механических свойств силуминов проводят модифицирование. В расплав вводят соли натрия – 67% NaF и 33% NaCl. Натрий – поверхностно-активный элемент, способствует измельчению первичных кристаллов кремния и эвтектики. Кроме того в присутствии натрия точка эвтектики смещается в сторону больших концентраций кремния, так что сплав АК12 становится доэвтектическим. Структура будет: кристаллы a-твердого раствора и мелкозернистая эвтектика.
Доэвтектические сплавы АК9 и АК7 дополнительно содержат магний (до 0,3…0,4%Mg) и могут упрочняться закалкой с последующим старением за счет выделения частиц упрочняющей фазы Mg2Si.
Применяют силумины для изготовления литых деталей.