Структура, властивості та призначення сплавів на основі Al
Ливарні алюмінієві сплави. Основні вимоги до сплавів для фасонного лиття - це поєднання хороших ливарних властивостей (високої рідкотекучисті, слабкої усадки, малої схильності до утворення гарячих тріщин і пористості) з оптимальними механічними і хімічними (опір корозії) властивостями. Кращими ливарними властивостями володіють сплави евтектичного типу : Аl-Si, Al-Si-Mg (АК12, АК9ч, АК9пч, АК7ч, АК7пч, АК8, АК9, АК7), які відрізняються хорошими технологічними властивостями.
Рисунок. 1.1 – Діаграма стану системи Al-Si [32]
Такі сплави мають ряд особливостей: підвищену рідкотекучість, що забезпечує отримання тонкостінних і складних по конфігурації відливків; порівняно невисоку лінійну усадку; знижену схильність до утворення гарячих тріщин. Крім того, алюмінієві сплави мають високу схильність до окислення, насичення воднем, що призводить до таких видів браку виливків, як газова пористість, шлакові і оксидні включення. Тому при розробці технології плавки і виготовленні фасонних виливків будь-яким із способів лиття необхідно враховувати особливості окремих груп алюмінієвих сплавів.
Перевагою сплавів на основі системи Al-Si є підвищена корозійна стійкість у вологій та морській середовищах (АК12, АК9ч і АК7ч). Недоліки цих сплавів - підвищена газова пористість і знижена жароміцність. Технологія лиття цих сплавів більш складна і вимагає застосування операцій модифікування і кристалізації під тиском в автоклавах. Особливо це відноситься до сплаву АК9ч. З сплаву АК12 (евтектичний) виготовляють малонавантажені деталі (приладів, агрегатів і двигунів, побутових виробів) литтям в піщані форми, кокіль, під тиском, в оболонкові форми і по виплавлюваних моделях. Дані сплави не часто використовують для виготовлення картерів кермового механізму,тому, що виробництво таких деталей – масове,а методи лиття сплавів АК9 та АК12 потребують великих затрат коштів та часу. Отримувані виливки щільні, герметичні, мають концентровану усадкову раковину. Доевтектичні силуміни (АК9ч, АК7ч, АК7, АК8) дещо поступаються за технологічними властивостями евтектичних сплаву АК12, але мають більш високі механічні властивості за рахунок утворення з'єднання Mg2Si, яке впливає на міцність сплаву. Застосовуються сплави в загартованому і штучно зістареному стані. Знижений вміст кремнію дозволяє використовувати сплави без модифікування в тих випадках, коли необхідні підвищені швидкості охолодження - лиття під тиском і в кокіль. При лиття в піщані форми і по виплавлюваних моделях силуміни модифікують. Сплави АК7 і АК9 відрізняються від сплавів АК9ч і АК7ч підвищеним вмістом домішок, але меншою пластичністю. Тому їх не рекомендують для деталей, що працюють в умовах підвищених вібрацій.
Застосовують сплави АК9ч, АК7ч, АК9, АК7 для найбільш відповідальних виливків, складних і великогабаритних деталей, що працюють при великих навантаженнях (картер двигуна внутрішнього згорання,картера кермового управління), для лиття мало і середньонавантажених деталей приладів, агрегатів і двигунів. Сплави схильні до взаємодії з газами і утворення газової пористості. Герметичні великогабаритні виливки отримують в автоклавах при надлишковому тиску або застосовують комбіноване рафінування (фільтрацію, вакуумування). Сплави АК7ч, АК9ч зміцнюються за рахунок домішок Fe, Mg, Ti і Be. Сплав АК8 має гарні ливарні властивості, його міцність перевершує міцність інших силумінів. Отримані з цього сплаву високогерметичні виливки. Сплав АК8 призначено лиття складних по конфігурації корпусних деталей, що працюють під високим тиском (до 45 МПа) і температурі не вище 200 ° С,але він має менш стійкі корозійні властивості аніж сплави АК9ч та АК7ч.
Не зважаючи на широке поширення сплаву АК7ч, закономірності структуроутворення, фазовий склад та властивості сплаву досліджені недостатньо.
В зв’язку з цим в даній роботі поставлені наступні задачі:
дослідити структуру та фазовий склад сплаву АК7ч ;
дослідити вплив мікролегування Sr і Sc на морфологію евтектичного кремнію ;
дослідити вплив мікролегування Sr і Sc на структуру і фазовий склад сплаву АК7ч ;
дослідити вплив мікролегування Sr і Sc на властивості сплаву АК7ч.