3.12 Силумины

Конструкционные литейные алюминиевые сплавы называются силумины из-за легирующей добавки кремния (Si – силициум), который придает им хорошие литейные свойства: высокая жидкотекучесть, малые усадка и пористость, что позволяет изготавливать из них литьём заготовки для деталей небольшого веса и сложной формы, малопластичны, то есть появляется такое отрицательное свойство как хрупкость. Некоторые марки силуминов имеют невысокую плотность 2500 кг/м³ и, вследствие этого, относительно высокую удельную прочность, а оба эти свойства важны для деталей транспортных машин, испытывающих нагрузки. Удовлетворительно обрабатываются резанием и свариваются контактной сваркой. Некоторые сплавы (АЛ4, АЛ24, АЛ32) хорошо свариваются в среде аргона или гелия.

Марки: АЛ2; АЛ3 и до АЛ34.

Буквы обозначают: «А» – алюминий, «Л» – литейный сплав; число – условный номер.

Прочность на растяжение и сжатие 160...400 МПа.

Силумины по назначению классифицируются на три группы со специальными свойствами:

1) обладающие повышенной герметичностью – АЛ2, АЛ4, АЛ9, АЛ32, АЛ34;

2) жаропрочные (до 250 °С) – АЛ3, АЛ5, АЛ19, АЛ33;

3) коррозионностойкие – АЛ8, АЛ22, АЛ24, АЛ27.

Механические свойства силуминов повышаются термической обработкой: нагрев до 450...535 °С, закалка в воду и искусственное старение (выдержка при температуре 150...200 °С от 3 до 15 часов) для снятия внутренних напряжений.

Применение: согласно назначению для ответственных деталей двигателей внутреннего сгорания (блоки цилиндров, головки блоков, поршни), корпусов механизмов и приборов, работающих в сложных условиях эксплуатации: повышенные нагрузки, пониженные и повышенные температуры, агрессивная окружающая среда.

3.13 Сплавы титана

Чистый титан (Ti) относится к металлам с невысокой плотностью 4500 кг/м³, но является тугоплавким, так как имеет температуру плавления 1668 °С, имеет высокую прочность и удельную прочность, а также коррозионную стойкость вследствие образования на поверхности деталей из титановых сплавов химически инертной пленки оксида титана (TiО₂), хладоустойчив, хорошо сваривается в среде инертных газов и контактной сваркой, плохо обрабатывается резанием, имеет низкую антифрикционность, нежаропрочен. Но сплавы титана (легирующие элементы Al, Cr, Mo и др.) выборочно имеют заданные свойства, необходимые для эксплуатации изготовленных из них деталей: высокую прочность и удельную прочность, пластичность, жаропрочность и хладоустойчивость (от минус 253 до плюс 500 °С).

Марки: ВТ1, (ВТ1Л) и так далее до ВТ14, (ВТ14Л), ВТ20, ВТ22.

Буквы обозначают: «В» – высокой чистоты, «Т» – титан, «Л» – литейный сплав; число – условный номер.

Прочность на растяжение и сжатие 320...350 МПа.

Сплавы титана классифицируются по следующим категориям:

по технологии изготовления заготовок для деталей – деформируемые (марки: ВТ1, ВТ3, ВТ5, ВТ6, ВТ8, ВТ9, ВТ14, ВТ16, ВТ22) и литейные (марки ВТ1Л, ВТ3-1Л, ВТ5Л, ВТ6Л, ВТ9Л, ВТ14Л);

по прочности – малой прочности (ВТ1 – до 700 МПа), среднепрочные (ВТ3, ВТ5 – 750...1000 МПа) и высокой прочности (ВТ6 и так далее – более 1000 МПа);

по возможности упрочнения термической обработкой –неупрочняемые (ВТ1, ВТ5, ВТ20, а также литейные сплавы) и упрочняемые (остальные марки).

Процесс упрочнения сплавов титана термической обработкой заключается в следующем: нагрев до 900 °С, закалка в воду и искусственное старение (выдержка при температуре 500 °С от 1 до 16 часов) для снятия внутренних напряжений.

Прочность на растяжение и сжатие 1000...1360 МПа.

Литейные сплавы отличаются от деформируемых иным количеством тех же легирующих элементов и имеют несколько меньшую прочность.

Однако, и те и другие сплавы титана обладают рядом полезных свойств, в перечне которых:

физическое – невысокая плотность;

химическое – высокая коррозионная стойкость;

механическое – прочность на уровне значений прочности высоколегированных сталей, высокая удельная прочность;

технологические – ковкость, обрабатываемость резанием, возможность литья,

эксплуатационное – хладностойкость, жаропрочность.

Всё это позволяет широко использовать сплавы титана в самолёто- и ракетостроении, судостроительной, а также химической промышленности.