Химический состав жаропрочных алюминиевых сплавов (гост 4784-97)

Сплав	Содержание элементов, %
	Cu	Mg	Mn	Si	Ti	Zr	Ni	Fe
АК 4 -1	1,9-2,5	1,4-1,8	–	0,33-0,37	0,02-0,10	–	1,0-1,5	1,0-1,5
Д 20	6,0-7,0	–	0,4-0,8	0,25-0,35	0,10-0,20	0,19-0,21	–	–

Сплав АК 4-1, кроме основных легирующих компонентов (медь и магний), содержит практически нерастворимые в алюминии железо и никель. Эти элементы при нормальной температуре не только не улучшают механические свойства, а даже несколько снижают пластичность. Но при повышенных температурах они увеличивают гетерогенность структуры, тем самым, повышая механические свойства. Поэтому сплавы системы Al–Cu–Mg с добавками железа и никеля используются в изделиях, работающих при повышенных температурах.

Железо и никель находятся в виде включений фазы Al₉FeNi, которая в закаленном сплаве, равномерно распределяясь по объему матрицы, увеличивает сопротивление пластической деформации при повышенных температурах.

Сплав АК 4-1 подвергается закалке с температуры 530±5 С в холодной или горячей (для уменьшения внутренних напряжений) воде с последующим искусственным старением при 190…200 С в течение 12…24 часов. После термической обработки сплав, как правило, имеет рекристаллизованную структуру. Железо и никель повышают температуру рекристаллизации деформированных изделий, но гораздо меньше, чем марганец, хром и цирконий. Поэтому пресс-эффект для сплава АК 4-1 практического значения не имеет.

Сплав Д 20 закаливается нагревом до температуры 535±5 С и охлаждением в воде. После этого производится искусственное старение при температуре 170…190 С в течение 12…18 часов.

Жаропрочные сплавы используются для изготовления изделий, работающих при температурах до 300 С: головки и поршни двигателей внутреннего сгорания, лопатки и диски компрессоров турбореактивных двигателей, трубы, обшивка сверхзвуковых самолетов и др.

Литейные алюминиевые сплавы. Использование в промышленности того или иного вида алюминиевого сплава определяется его эксплуатационными и технологическими свойствами. К последним относятся литейные свойства, способность к обработке давлением, обрабатываемость резанием, свариваемость и др. Имеются случаи, когда сплав с хорошими эксплуатационными свойствами не находит применения из-за низких технологических свойств.

Для литейных сплавов значение технологических факторов особенно важно. Они должны быть жидкотекучими, обладать низкой усадкой, не иметь склонности к образованию горячих трещин и усадочной пористости. Все дефекты литой структуры, зависящие от литейных свойств, сохраняются в готовом изделии.

Наиболее широкое использование в качестве литейных находят сплавы на основе системы Al–Si (табл. 12).

Таблица 12