Алюминиево-кремниевые сплавы (силумины)

Силумины - это сплавы, содержащие в своем составе алюминий и кремний. Возможны также небольшие добавки меди и марганца. Структура силуминов -твердым раствором и эвтектикой, существующей припредставлена температуре 577°С и содержащей 12,5% кремния. В твердом растворе при этой же температуре растворяется еще 1,6% Si. Небольшая добавка натрия улучшает процесс кристаллизации, но в таком случае следует избегать наличия примесей магния. Возможно также введение в сплав фосфора. Силумины, имеющие в своем составе только алюминий и кремний, при термической обработке не упрочняются. Введение небольшого количества магния в сплав силумина позволит термически его упрочнить. Небольшое присутствие железа оказывает на силумин отрицательное воздействие, которое можно уменьшить, добавив в сплав марганец. Железо с кремнием образует хрупкие пластинчатые соединения. Марганец в сочетании с железом образует менее хрупкие кристаллические соединения. Легирование силумина медью и магнием позволяет добиться лучших результатов в термическом упрочнении.

Для производства авиационных узлов и деталей используют в основном деформируемые сплавы. Литейные сплавы ввиду сложного технологического процесса применяют реже. Тем не менее, они все же нашли свое применение в сварно-литых конструкциях воздушных судов. Алюминиевые жаропрочные сплавы

Основное и наиболее ценное свойство жаропрочных алюминиевых сплавов - температурный диапазон обработки материала соответствующий 200-400' С. Алюминиевые сплавы - это ценнейшие материалы, широко используемые практически во всех отраслях промышленности. В них ценятся: невысокий показатель плотности (порядка 3 г/см3); отличная антикоррозийная стойкость; высокая теплопроводность и электрическая проводимость; прочность; светоотражение; и другие свойства. Жаропрочность алюминиевого сплава определяется следующими факторами:

I. Степенью сопротивления ползучести. При высокой температуре жаропрочный сплав должен выдерживать определённые пределы прочности на ползучесть. Длительность процесса зависит от структуры и состава компонентов сплава. Наилучшие показатели представляют многофазные структуры, имеющие отчётливые границы зёрен алюминия.

II. Объёмной долей уплотняющих фаз. Включённые в состав сплава присадки: Si, Mn, Mg, Си, Zn, Zr и другие, создают твёрдые растворы: Mg2Si, CuAl2 и другие, которые и обеспечивают фактор уплотняющей фазы. Основные представители жаропрочных составов являются Al-Cu-Mn; Al-Се. Большой интерес представляют Al-Mg, получившие название - магналии; Al-Si - силумины; Al-Mg-Si - авиали.

III. Термической стабильностью. Под термической стабильностью понимается степень устойчивости материала при коагуляции или растворении в среде высоких температур.

Теоретические аспекты производства

К существенным структурным показателям, оказывающим влияние на жаропрочные характеристики, относятся:

• Количество и свойства деформаций в кристаллических решётках и силы их взаимодействия с легирующими компонентами.

• Размеры зёрен в растворе и состояние их границ.

• Особенности процесса кристаллизации во II фазах, зависящего от расположения частиц и их состояния во время нагрева твёрдого раствора;

• Устойчивости среды и скорости, с которой в ней происходит формирование и увеличение продукта распада.

В зависимости от структурного состояния и уплотняющих фазовых различий сплава получаются материалы с различными механическими свойствами.