47. Алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой. Их состав, термическая обработка, структура и свойства. Области применения.

ОТВЕТ. Классификация алюминиевых сплавов:

4. Деформируемые сплавы:

   • сплавы, не упрочняемые термической обработкой;

   • сплавы, упрочняемые термической обработкой.

5. Литейные сплавы.

6. Порошковые сплавы.

Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термообработкой

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:

• легко обрабатываются давлением;

• хорошо свариваются;

• обладают высокой коррозионной стойкостью;

• обработка резанием затруднена.

Применяются эти сплавы для изготовления строительных конструкций (витражи, двери, оконные рамы и т.д.), емкостей для жидкостей (баки для бензина), палубных надстроек речных и морских судов.

Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термообработкой

Дуралюмины (Д1, Д3, Д6, Д16 и т.п.) – сплавы системы Al-Cu. Основным легирующим элементом является медь. Сплав Д1 содержит 3,8…4,8%Cu, 0,5…1,5% магния, ~0,5% марганца. Согласно диаграмме Al-Cu (рис. 9.1.) в сплавах образуются следующие фазы:

α – твердый раствор меди в алюминии, максимальная растворимость Cu в Al составляет 5,7%;

θ –твердый раствор на основе химического соединения СuAl₂, содержащего 54,1%Cu.

Структура сплава Д1 в равновесном состоянии (после литья) α + θII, причем частицы θII располагаются по границам зерен и охрупчивают сплав (рис. 9.2. а).

Рис.9.1. Диаграмма состояния Al-Cu.

48. В стали У12 после закалки получена структура мартенсит  40% А_ост. Объясните, как была проведена закалка и чем вызвано наличие большого количества А_ост. Назначьте режим термообработки, при котором будет уменьшено количество остаточного аустенита.

49. Подшипниковые сплавы. Применение в автомобильных деталях.

Распространенные подшипниковые сплавы - баббиты – сплавы на основе олова или свинца. Они используются для заливки вкладышей подшипников скольжения, их свойства:

• низкий коэффициент трения между валом и подшипником;

• высокая износостойкость деталей трущейся пары;

• способность деформироваться под влиянием местных напряжений;

• способность удерживать смазку на поверхности;

• хорошая теплопроводность и устойчивость против коррозии.

Оловянные баббиты – это сплавы системы олово-сурьма (Sn–Sb), содержащие, как правило, добавки меди. Например, сплав Б83 содержит 83%Sn, 11%Sb, 6%Сu.

В тройной системе Sn–Sb-Cu образуются следующие фазы:

•  - твердый раствор сурьмы и меди в олове;

• ′ - твердый раствор на основе химического соединения SnSb;

•  - химическое соединение Cu3Sn.

Структура баббита (рис. 52) представляет собой мягкую основу -твердого раствора с твердыми включениями ′-фазы и химического соединения Cu3Sn. Такая структура обеспечивает высокие антифрикционные свойства, так как в процессе изнашивания мягкая основа истирается, образуются микроскопические каналы, по которым циркулирует смазка, и контакт трущихся поверхностей происходит по вершинам твердых включений.

Сплавы Sn–Sb склонны к ликвации по плотности. Кристаллы химического соединения SnSb, обладая низкой плотностью, всплывают в верхнюю часть слитка, вызывая его неравномерное строение. Для устранения ликвации в состав баббита добавляют медь, образующую тугоплавкое соединение Cu3Sn, дендритные кристаллы которого кристаллизуется первыми, сдерживая ликвацию кристаллов SnSb.