Деформируемые алюминиевые сплавы

Эти сплавы маркируют условным образом. К сплавам, не упрочняемым термической обработкой, относят сплавы систем Al-Mg и Al-Mn (АМг3, АМц и др.). Их используют в отожженном, полунагартованном и нагартованном состояниях для изделий, получаемых деформацией, от которых требуются высокая коррозионная стойкость и хорошая свариваемость (трубопроводы для бензина и масел, сварные баки).

Сплавы, упрочняемые термообработкой, достаточно многообразны.

Сплавы нормальной прочности представлены дуралюминами, которые относятся к системе Al-Cu-Mg c добавками марганца. Структура сплава Д16 в отожженном состоянии состоит из твердого раствора на основе алюминия (фаза α) и включений интерметаллидов Al₂Cu (фаза θ ) и Al₂CuMg (фаза S). Закалку этого сплава проводят от температур 490-500^оС. Естественное старение продолжается 5-7суток. Искусственное старение проводят при температуре 190^оС в течение 8-12 ч. В результате образуются дисперсные выделения интерметаллидов. Свойства искусственно состаренного сплава Д16 приведены в табл.2. Прочность прессованных заготовок оказывается выше из-за влияния пресс-эффекта. Из сплава Д16 изготовляют обшивку, шпангоуты, стрингера и лонжероны самолетов, силовые каркасы, строительные конструкции т.д.

Высокопрочные алюминиевые сплавы имеют предел прочности 550-700 МПа, но меньшую пластичность, чем дуралюмины. К этим сплавам относится В95 системы Al-Cu-Mg-Zn (см. табл.2). Структура сплава состоит из α - твердого раствора и интерметаллидов MgZn₂, Al₂CuMg (S фаза) и Al₂Mg₃Zn₃ (T фаза). Закалка производится от температур 465-475^оС, старение при - 140^оС в течение 16ч. Рабочая температура ограничена 120^оС. Сплав рекомендован для высоконагруженных деталей без концентраторов напряжений.

Сплавы на основе системы Al-Mg-Si АВ, АД31 и др. отличаются лучшей пластичностью и коррозионной стойкостью, чем дуралюмины. Сплавы системы Al-Cu-Mg-Si АК6 иАК8 –ковочные - разработаны специально для изготовления поковок и штамповок. Жаропрочные сплавы АК4-1 и Д20 содержат в качестве дополнительных легирующих элементов железо и никель (первый) и титан (второй), что позволяет использовать их до 250-300^оС.

Существуют и другие сплавы, не рассмотренные в данной работе.

Алюминиевые сплавы, содержащие медь, нуждаются в защите от коррозии.

Составы и свойства некоторых деформируемых алюминиевых сплавов приведены в табл. 2.

Литейные алюминиевые сплавы

Эти сплавы применяются для фасонного литья. Наиболее широко распространены сплавы силумины на основе системы Al-Si (простые и сложные), для которых характерны малые интервалы кристаллизации и очень хорошие литейные свойства. В качестве литейных применяют также сплавы на основе систем Al-Cu, Al-Mg и другие более сложные сплавы, которые по составу похожи на аналогичные деформируемые, но содержат несколько больше Cu, Mg, а также тугоплавкие добавки (титан, никель). Однако эти сплавы обладают худшими литейными свойствами, поэтому далее будут рассмотрены только силумины (см.табл.2). Маркировка литейных сплавов производится в соответствии с их химическим составом.

Таблица 2

Химический состав и механические свойства некоторых алюминиевых сплавов

Марка сплава	Содержание легирующих элементов, %	Состояние	Предел прочнос-ти при растяже-нии σв,МПа	Предел текучес- ти σт, МПа	Относи-тельное удлине- ние δ,%
АМг3	3,2-3,8 Мg, 0,3-0,6 Mn, 0,5-0,8 Si	Отожженное	220	110	20
Д16	3,8-4,8 Cu, 1,2-1,8 Mg, 0,3-0,9 Mn	Закаленное и состаренное	440	330	18
В95	1,4-2,0 Cu, 1,8-2,8 Mg, 0,2-0,6 Mn, 5/0-7/0 Zn	Закаленное и состаренное	540	470	10
АК12	10,0-13,0 Si	Литье в песчаную форму, модифицирование	180	80	6
АК9ч	8-10,5 Si, 0,15-0,3 Mg, 0,2-0/5 Mn	Закаленный и состаренный	260	200	4
АК21М2,5Н2.5	21 Si 2,6 Cu 2,5 Ni 0,35 Mg, 0,3 Mn 0,2 Ti 0,3 Cr	Литье в кокиль, отжиг	170	-	-