книги из ГПНТБ / Хвойка И. Цветные металлы и их сплавы
.pdfТаблица 3
Тип сплава
Al—Mn
Al—Mg:
Al—Mg3
Al—Mg3—Si—Ti
Al—Mg5—6
Al—M g7-Si
AI—Mg9
Al—MglO
Al—Mg—Zn
Al—Zn—Mg
Al—Zn—Cu
Al—Cu:
Al—Cu—Mg—Ni
Al—Cu5—Mg
Al—Cu5—'Ti
Al—Cu—Mg
Al—Cu5—Si3
Al—Cu8—Si3
|
Наиболее широко распространенные |
|
Франция |
Италия (UNI) |
Швейцария |
(AFNOR) |
(VSM 10895) |
|
|
|
T |
A—M4 (4% Mn) |
G—ANÎ2M2 |
1 |
— |
||
|
(Pyral 2) |
|
|
UNI 6253 |
|
А- G 3T |
G—AG3 3059 |
Peraluman 34 |
|
|
Peraluman 37 |
A—G6 |
G—AG5 3058 |
|
|
|
Peraluman 75 |
•3—AG 10 3056
i
A—G4Z (4% M g+ + 1 % Zn)
A—Z5G
(5% Zn+
+0,5% Mg)
A--U4WT
A—U5GT
—
—
A—U8S
—
Unifont 5450
1
—
G—AIZn5MgCr
>
——
—G—AlCu5MgTi !
(Alufont 47)
G—AICu 5Ti (Alufont 40 и 42)
i
—
—
—
литеиные сплавы алюминия
ФРГ (DIN 1725) Англия (BS НЕЮ) США
— |
— |
Alcoa 406 |
|
|
|
(до 2% Zn) |
|
G—AlMg3 (3.3241) |
|
Alcoa |
214 |
G—AlMg3 |
|
|
|
(Cu) 3.3243 |
|
|
|
G—AIMg5 (3.2261) |
BS : LM5, BA28 |
|
|
|
Birmabright |
BB5 |
|
GD—AlMg9 (3.35921 |
BS : LM10 |
(Noral Alcoa 218 |
|
G—AIMgl 0(3.3591 )' |
350) |
Alcoa |
220 |
|
BA : 29 (Hidumini- |
|
|
|
LiiTi 90) |
|
|
|
|
Alcoa |
214A |
—
LM3 |
Alcoa 645 |
—LM14 (Noral 218, Alcoa 142 BA33, Hidumini-
um Y)
G—AlCu 4TiMg |
|
— |
— |
(3.1371) |
|
|
|
G—AlCu 4Ti (3.1841) |
LM11 |
(Noral 226, |
Alcoa 195 |
|
BA 32, |
Hidumini- |
|
|
um 80) |
|
|
|
L50 |
|
|
G—AlCu5—Si3 |
|
— |
Alcoa B 195 |
— |
LM1 (Noral 237) |
— |
|
|
|
|
СССР (ГОСТ 26S5—63)
—
_
—
АЛ28 Тип АЛ29
АЛ8
АЛ27
АЛ24
_
АЛ1
Тип АЛ21
Тип АЛ20
Тип АЛ 16В Тип АЛ 18В
Тип сплава
Al—Си7—Si3—Zn2
Al—Cu7—Zn2
Al—Cu4—Si3
Al—CulO—Si4
Al— Cu7—Si6
Al—Cu7—Si3
Al—CulO—Me;
Al—CulO—Si4—
Mg
Al—Si:
Al—Si5
Al—Si 13
Al—Si 12
Al—Si 12—Cu
AI—Si—Cu—Ni
Al—Si21—Cu—
Ni—Со
Al—Si5—Mg
Al—Si7—Mg
Al—Si9—Mg
Al—Si 10—MgCu
Al—SilO—Mg
Al—Si 12—Mg
Франция
(AFNOR)
A—U8SZ
—
—
—
A -U 8SZ
A-U10G
—
A—S 13
A—S 12
A -S12U
A—S12UN
A—S22UNK
A—S4G
A—S70
A—S9G
A—S10G
A—S9GU
A—S10G
Италия (UNI) |
Швейцария |
(VSM 10895) |
_ —
——
——
—— .
——
——
—
—
— |
|
— |
|
G—AS 13 4514 |
Silalont 15,15 |
||
— |
|
|
|
— |
G—AISi 11CU |
||
|
(Silalont 46; 86) |
||
G—AISi 12,7 |
Silafont 74 |
|
|
NiMgCu |
|
|
|
(UNI 6250) |
|
|
|
Termafond S 122 |
|
|
|
Stantufond 22 |
|
|
|
(UNI 6251) |
|
|
|
G—AS4,5Mg |
Anticorodal |
34, |
|
|
64, |
65 |
|
G—AS7GM |
Anticorodal |
12, |
|
(UNI 3599) |
70, |
71 |
|
|
Silafont 30, |
35 |
|
— |
G—AS9Mg |
! |
|
|
|||
— |
|
— |
|
— |
|
— |
1 |
|
1 |
G—AS12Mg (UNI 3049)
i
ФРГ (DIN 1725) Англия (BS 1-190) СШ A
— |
|
|
— |
|
Alcoa |
113 |
|
|
|
|
|
||
— |
|
|
— |
|
Alcoa |
112 |
— |
|
|
— |
|
Alcoa |
108 |
— |
|
|
— |
|
Alcoa |
138 |
— |
|
|
— |
|
Alcoa |
152 |
— |
|
LM12 |
(Noral |
252, |
Alcoa |
122 |
|
|
Birmalite) |
|
|
|
|
— |
|
|
*\ |
|
Alcoa |
13S |
|
|
|
|
|
|
|
— |
|
LM 18 |
(Noral |
123, |
Alcoa |
43 |
|
|
BA 45, Alar 00,5) |
|
|
||
G—AISi 12(3.2581 ) |
|
— |
|
Alcoa |
13, A13 |
|
G— AISi 12 (3.2583) |
|
— |
|
|
— |
|
G—A1SÏ13 |
CuNi |
LM13 (BS 1470), |
Alcoa |
132 |
||
|
|
Noral |
162, BA 42 |
|
|
|
KS280 |
(фирма |
|
— |
|
|
— |
Schmidt) |
|
|
|
|
|
|
G—AlSi5Mg (3.2341) |
LM 8 |
(Hidumini- |
Alcoa |
355 |
||
|
|
um 40) |
|
|
|
|
G—AlSi7Mg |
|
|
|
Alcoa |
356 |
|
G—AlSi9 Mg |
|
|
|
Alcoa 356, A356 |
||
G—AlSilOMg |
|
|
|
|
|
|
(3.2381) |
|
|
|
|
|
|
G—AlSiMg |
(Cu) |
|
— |
|
|
|
(3.2383) |
|
|
|
|
|
|
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
LM 9 (Noral |
161, |
|
|
|
|
|
BA 41) |
|
|
|
|
СССР (ГОСТ 2685—63)
_
—
АЛ 15В
—
АЛ 10В
—
—
—
АЛ2
АЛ2
—
АЛ25
Тип АЛ26
—
АЛ9В-
АЛ4
Тип АЛ32
Тип АЛ4В ЛА4
Тип сплава |
Франция |
(AFNOR) |
|
А!—Si—Си: |
A -S 5 U |
А1—Si5—СиЗ |
|
А1—Si5—СиЗ—Zn |
A—S5UZ |
Al—Si7—СиЗ |
— |
AI—Si9—СиЗ |
— |
Al—SilO—Си |
A -S10U 4 |
Особые сплавы:
ПОДШИПНИКО ВЫЙ сплав
сплавы для о б работки со снятием ст р у ж ки
♦ ГОСТ 1413—69.
А1—Sn
A l+8% Si+ +0,5% Cu+ +0,5% M g+ +0,75% Pb+ +0,75% Bi
Италия (UNI) |
Швейцария |
|
(VSM 10895) |
||
|
G-AS5CG |
— |
|
(UNI 3600) |
|
|
|
— |
Cuprasil 75 |
G—AS8.5C |
Cuprasil 95, 96, |
|
|
|
97 |
|
— |
— |
4 |
|
|
G—AlSnöSiCu |
|
|
(Al+1% Cu+ |
|
|
+ 1 % S i+ |
|
|
+6% Sn) |
|
|
(UNI |
6252) |
|
Lubral |
SN6 |
|
отношения этих содержаний (рис. 4). Присадка 0,01% бора вызывает снижение содержания титана и ванадия в твердом растворе на 15—25% от их первоначального содержания [5, 6].
Маркировка деформируемых алюминиевых сплавов приведена в табл .1.
Алюминий и его сплавы — очень важные конструкци онные материалы, применяющиеся для строительства оборудования в химической промышленности. Сплавы, применяемые для этих целей, приведены в табл. 2, а ли тейные сплавы — в табл. 3.
В большинстве стран Западной Европы уже пере шли на стандартизацию сплавов, которым присваивается
ФРГ (DIN 1725) |
Англия (BS 1-190) |
США |
СССР (ГОСТ |
2385—G3) |
G—AlSi6 Cu4 |
LM 4 (Nora 1 |
117, Alcoa 319, |
85 |
АЛ6 |
(3,2151) |
Hiduminium |
20) |
|
|
|
|
|
|
АЛ 16В |
GD—AlSiGCu3 |
— |
Alcoa 319 |
|
АЛ14В |
G—AlSi8Cu3 |
LM 24M |
Alcoa 333, |
380 |
— |
|
|
и A380 |
|
|
— |
— |
Alcoa 384 |
(114)* |
— |
— |
— |
. |
|
Тип АОЗ-1* |
— |
— |
— |
— |
системное цифровое обозначение. В 1969 г. такая система
:была принята в Канаде, где обозначение состоит из пяти цифр. Цифры в марке обозначают следующее [7]:
1- я цифра — металл (например, 1 — алюминий, 2 — медь, 3 — марганец, 4 — кремний и т. д.);
2- я цифра — содержание основных легирующих эле ментов или обозначение группы сплавов;
3- я цифра — следующий важный легирующий элемент
или обозначение, характеризующее содержание легиру
ющих компонентов. Для |
лигатур |
1 обозначает |
железо, |
||
2 — медь, 3 — марганец, |
4 — кремний, 5 — никель, 6 — |
||||
титан, |
7 — бор, |
8 — хром. |
различные |
варианты |
|
4- я |
и 5-я |
цифры обозначают |
se
Рис. 1. Механические и электрические свойства алюминия (согласно некото рым стандартам):
I — прочность на |
растяжение, кГ/иш3; |
||||
II *—электропроводность, |
м/іом-мм7); |
||||
/ / / — относительное |
удлинение, |
%; |
|||
а — СССР, |
ГОСТ |
6132; |
б — ЧССР, |
||
ЭСЧ |
178; |
в — ВНР; г - |
США, |
ASTM |
|
В 230; |
д — Канада, |
CSA С-49; е — ФРГ, |
D/N 48200
Содертамиег%
Рис. 2. Влияние содержаний железа, кремния, титана и бора и комбинаций этих элементов на электропровод ность алюминия:
/ — бор; 2 — Fe+Sl и Fe+
-hSi+B; |
J — F e+ S i+ T i+ B |
{Ti : B <1); |
4 — F e+ S l-ЬТі; |
5 - T i |
|
£
І
0,0260 LV_
& |
|
Рис. 3. Влияние |
содержания бора |
|
|
на удельное электрическое сопротив |
|||
0,0270 |
|
Sfl |
ление алюминия |
(99,5%) |
Ca Jr> |
|
Ca |
|
|
<4 |
Ca |
:> |
Ca |
|
Ca' |
ca |
<: |
|
|
Ca' |
Ca' |
ca' |
Ca' |
|
Содержание ffopа, %
ОOJ 0.2 0,3 Ор
Содержание крепкая, %
Рис. 4. Влияние содержаний железа и кремния на элект ротехнические свойства алюминия:
а — 99,5% |
AI: / — 0,1% Fe; 2 - 0 ,2 % Fe; 3 - 0 ,3 % Fc; |
4 — 0,4% |
Fe; 6 — 99,99% AI |
сплавов (00—59 —■деформируемые сплавы, 60—99 — ли тейные сплавы).
Примеры: Сплав 66050: 6—Mg2Si; 6 — ЮХсодержание Mg (т. е. 0,6%); 0 — стехиометрическое соотношение Mg : Si; 50 — деформируемый сплав.
Сплав 25560: 2 — Си (т. е. сплав А1—Си); 5 — 5% Си; 5 — следующим легирующим элементом является Mg (тогда А1—Cu5—Mg); 60 — литейный сплав.
В 1969 г. в Англин вступили в действие новые стан дарты на деформируемые алюминиевые сплавы. К этим стандартам относятся: BS 1470—1969 (катаные полуфаб рикаты), BS 1471—1969 (тянутые трубы), BS 1472— 1969 (заготовки для поковок и штамповок), BS 1473— 1969 (заклепки и материалы для соединительных частей), BS 1474—1969 (прессованные полуфабрикаты) и BS 1475—1969 (проволока). В Англии стандартизованы так же сплавы, получаемые из алюминия повышенной чисто ты (А1 99,99 и А1 99,8%).
Важное значение имеет деятельность комитетов по стандартизации в рамках СЭВ, так каю унификация стан дартов стран — участниц СЭВ является основой для бо- > лее тесного сотрудничества, специализации производства полуфабрикатов и необходимой экономической интегра ции экономики стран — участниц СЭВ.
Развитие производства и совершенствование сплавов алюминия в последние годы происходит в следующих на правлениях:
1. Повышение стойкости против коррозии под напря жением сплавов типа А1—Zn—Mg—Cu.
2. Улучшение механических свойств сплавов, напри мер сплава 2219 (6,3% Си+0,3% Mg+0,3% М п+ +0,1% V+0,15% Zr), сплава 2020 (4,5% Cu+0,5% M n+ + 1,1% Li+0,2% Cd), которые применяются в конструк ции самолетов «Конкорд».
3. Для осуществления программы НАСА (Американ
ский центр |
космических исследований) |
был разработан |
||||
сплав Х-2021, имеющий следующий химический |
состав: |
|||||
6,3% Си+0,15% Cd+0,05% Sn+0,06% |
Ti+0,2% |
M n+ |
||||
+0,18% |
Zr+0,1% |
V [8]. |
|
|
|
|
4. Разработка |
сплавов, термообработка которых и л и |
|||||
часть |
этой |
обработки объединена с |
обжигом |
ла |
||
ков, применяемых для их поверхностной отделжгг+и-ме---- |
||||||
іотся в виду сплавы типа Рогсеііоу фирмы À-Tqàn,)...:,, |
.„ |
|||||
2— 226 |
|
|
I |
,-а О |
||
|
|
G:..: .. |
./ |
-+7 |
||
|
|
|
|
ііП А П Ь Н О ГО |
.»Л ">' |
5. Дальнейшее улучшение свойств сплавов А1—Zn— —Mg (например, сплава 7039: 4% Zn+2,8% M g+ +0,25% Mn+0,2% Cr и X-7007: 6,5% Zn+1,8% M g+ +0,25% Mn+0,15% Cr+0,15% Zr).
6.Улучшение свойств сплавов Al—Mg путем легиро вания компонентами, способствующими твердению. На пример, советский сплав, содержащий 4—7% Mg и 1,5— 2,6% Li* (основной упрочняющей фазой является в этом сплаве ALLiMg). Достигаемый предел прочности состав ляет 49 кГ/мм2 при относительном удлинении 8%. Этот сплав обладает высокими свойствами и при повышенных температурах.
7.Быстро расширяется применение низколегирован ных сплавов А1—Mg—Si, которые обладают хорошей штампуемостью (сплавы, содержащие около 0,3% Mg и 0,4% Si). Для улучшения электропроводности эти спла вы можно дополнительно легировать бором. Чтобы пре
дел прочности штамповок достигал значений выше 16 кГ/мм2, материал выдерживают после прессования в течение 8 ч при комнатной температуре, а затем осуще ствляют искусственное старение при 185° С в течение 6 ч.
8. Благоприятное влияние на ускорение процессов уп рочнения оказывает присадка серебра к сплавам А1— —Си—Mg и А1—Zn—Mg. Благодаря такому легирова нию достигается также повышение стойкости против кор розии под напряжением. Серебро повышает также тем пературную устойчивость сплавов А1—Си—Mg и оказы вает благоприятное влияние на свойства сплавов А1—Mg [9].
9. Широкое применение находят сплавы типа А1—Zn— —Mg, обладающие хорошей свариваемостью. Одним из них является сплав следующего состава: 2,7% Zn, 1,5% Mg, 0,1% Cr, 0,25% Mn, остальное Al.
10. Развивается производство прессованных полуфаб рикатов из низколегированных сплавов А1—Zn—Mg, ко торые обладают хорошей прессуемостыо и прочностью примерно среднего уровня (30—35 кГ/мм2). Например, сплавы с содержанием 3,5—4,5% Zn и 0,6—1% Mg, ко торые подвергают обычному охлаждению после выхода прессизделия из матрицы [ 10].
11. Итальянские сплавы марок Cergal 3 и Cergal 4
1 Сплав 01420. Прим. ред.
(сплавы Al—Zn—Mg—Cu) легированы дополнительно 0,2% Zr и 0,06% Ti [11].
Алюминиевые сплавы являются важным конструкци онным материалом для сооружения установок, работаю щих в условиях очень низких температур. На рис. 5 при ведены все основные меха
|
( а |
80 |
|
нические свойства сплавов |
зо ». |
з у |
6 0 |
зС |
Al—Mg3, Al—Cu—A'lgl и Al |
|
—Zn—Mg—Cu при темпера |
|||
20 |
|
|
|
|
го |
|
20 |
|
турах до —200° С. |
о
-200 О 200 WO
Температура, °С
-200 О 200 000 |
-200 О 200 000 |
|
Теппература°С |
|
Температура^ |
Рис. 5. Механические свойства сплавов |
А1—Mg 3 (а), |
|
ЛІ—Cu—Mg I (б) и AI—Zn—Mg—Cu (б) |
при |
низких н по |
вышенных температурах: |
|
|
1 — прочность; 2 — предел текучести; |
3 — относительное |
|
удлинение |
|
|
В ФРГ (фирма VAW) внедрено производство новых видов литейных сплавов алюминия, обозначенных мар ками Veral 100G и Ѵегаі 100. Сплав Veral 100G получают из алюминия 99,9%, а Veral 100 — из алюминия 99,5%. Они легированы 1% Mg, 0,5% Si и 2% Zn. Применяют их в основном в автомобильных конструкциях. Для достиже ния твердости 80—100 кГ/мм2 применяют следующую термическую обработку: нагрев до 565±5° С, 1—2 ч, за калка в воду и искусственное старение при 160—200°С в течение 1—24 ч.
На основе алюминия уже в течение длительного вре мени получают дисперсионно твердеющие сплавы и на лажено производство полуфабрикатов и изделий из спла вов типа САП. Под дисперсионным твердением, которое