Гомогенизация Al-сплавов.

Устраняет неравновесные структурные составляющие, появляющиеся в результате неполноты протекания дифф. процессов. Из-за высокой скорости кристаллизации в литом металле наблюдается ликвация ХЭ, появляется дендритная ликвация. Неоднородность литой структуры значительно снижает пластичность. В результате такого отжига выравнивается хим. состав по сечению каждого зерна и всего слитка.

Различают: а) низкотемпературный (ниже неравновесного солидуса), б) высокотемпературный (выше неравновесного, но ниже равновесного солидуса).

Нагрев выше равновесного солидуса приводит к оплавлению границ зерен. Нагрев выше неравновесного солидуса также приводит к образованию жидкой фазы, но при ТО «мелких» слитков является единственным способом повышения пластичности.

Отжиг Al-сплавов.

1) Гомогенизиционный отжиг. Устраняет неравновесные структурные составляющие, появляющиеся в результате неполноты протекания дифф. процессов. Из-за высокой скорости кристаллизации в литом металле наблюдается ликвация ХЭ, появляется дендритная ликвация. Неоднородность литой структуры значительно снижает пластичность. В результате такого отжига выравнивается хим. состав по сечению каждого зерна и всего слитка.

Различают: а) низкотемпературный (ниже неравновесного солидуса), б) высокотемпературный (выше неравновесного, но ниже равновесного солидуса).

Нагрев выше равновесного солидуса приводит к оплавлению границ зерен. Нагрев выше неравновесного солидуса также приводит к образованию жидкой фазы, но при ТО «мелких» слитков является единственным способом повышения пластичности.

2) Рекристаллизационный отжиг. Устраняет неравновесные структурные составляющие, появляющиеся при холодной или горячей пластической деформации. Этот вид ТО используют после ОМД.

По правилу Бочвара: Tрекр.=αTпл, при этом α – коэфф. зависящий от степени деформации и хим. состава. Tрекр = 350-500°С при выдержке 0,5-2 часа.

Также проводят дорекристаллизационный отжиг ниже Tрекр (200-350°С), когда необходимо сочетание прочности и пластичности. В результате сплав приобретает полигонизированную структуру и упрочнение снижается не полностью.

Закалка Al-сплавов.

Вид ТО основанный на фиксации при комнатной температуре структурного состояния характерного повышенным температурам. В результате закалки Al-сплавов получают пересыщенный α тв. р-р. Основой закалки является наличие растворимости в основном тв. р-ре. Охлаждение проводят с V>Vкр. Температуру определяют в зависимости от сечения и насыщенности ЛЭ. Некоторые сплавы содержат неравновесную эвтектику, поэтому закалку проводят ниже её температуры. Нагрев даже выше неравновесной эвтектики приводит к оплавлению. Оплавившиеся участки дают усадку, а оставшейся жидкости недостаточно для «залечивания» трещин.

Оптимальную t закалки дуралюминов выбирают в соответствии с изотермическими разрезами ДС Al-Cu-Mg. Причем так, чтобы концентрация Cu и Mg при этой температуре получились максимальными, а оплавление не происходило.

Следует также учитывать что протекающие процессы рекристаллизации снижают эффект закалки. В результате закалки получают неравновесную структуру, поэтому завершающим этапом является старение.

Al – легкий металл. Решетка ГЦК. Температура плавления 660°С. Имеет высокую технологическую пластичность, что позволяет деформировать его на 90-95%. Алюминий коррозионностойкий металл, т.к. покрывается пленкой на воздухе. Все свойства алюминия зависят от его чистоты: А999 (99,(9)% Al) – особой чистоты, А995 (99,95% Al) – высокой чистоты, А85-А0 (99% Al) – технической чистоты.

Влияние Na. Вредная примесь в Al, т.к. ДС содержит легкоплавкую эвтектику (98°С). Из-за этого при нагреве при эксплуатации происходит оплавление участков п/фабриката. Содержание Na ограничивают 1000 долями %.

Технический Al. Из-за низкой плотности не используется в качестве конструкционного материала. Используется для ненагруженных деталей. Высокая электропроводность позволяет использовать его в качестве п/проводников. Высокая теплопроводность позволяет использовать его в качестве теплообменников. Высокая коррозионная стойкость позволяет использовать его в хим. И пищевой промышленности. Более широкое применение – изготовление сплавов, т.к. из-за низкого удельного веса можно уменьшить вес конструкции.

Литейные сплавы. Основное требование – хорошая жидкотекучесть, пониженная склонность к образованию гор. трещин, минимальная объемная усадка, пониж. склонность к газонасыщению. Эти требования достигаются повышенным содержанием эвтектики в сплавах. Все литейные сплавы – высоко легированные. Используются для изготовления фасонных отливок сложной формы. Классификация по склонности к ТО: 1) упрочняемые ТО, 2) не упрочняемые ТО.

Деформируемые сплавы. Основные требования: 1) высокая пластичность, 2) высокая коррозионная стойкость, 3) пониженная склонность к росту трещин, 4) сплавы должны представлять собой однофазный тв. р-р. Классификация по склонности к ТО: 1) упрочняемые ТО, 2) не упрочняемые ТО.

Литейные сплавы.

1) Al-Si.

2) Al-Si-Mn.

3) Al-Mg (магналии). Особенность ДС: Mg max растворим в Al при te и min при tк. Эти сплавы склонны к неравновесной кристаллизации, т.к. Mg затрудняет дифф. процессы. Количество неравновесной эвтектики тем больше чем выше скорость охлаждения. Двойная эвтектика имеет неблагоприятное строение (85% эвтектики – хрупкая β фаза, которая располагается по границе α фазы) и появляется при 5-6% Mg. Яркий пример сплава: АЛ8 (8-11% Mg). Этот сплав доп. легируют Be для понижения окисляемости, а также Ti и Zr для образования доп. центров кристаллизации.

Основное достоинство АЛ8 – высокая коррозионная стойкость. После гомогенизации при 420-430°С (10-20 часов) полностью исчезает неравновесная эвтектика и получается практически однофазная структура, устойчивая при нормальных t. Однако, незначительное повышение t приводит к образованию дисперсных частиц β-фазы по границам зерен. Они вызывают межкристаллитную коррозию. Сплав АЛ8 не жаропрочный.

Преимущества и недостатки магналиев.

+ высокая коррозионная стойкость

+ меньший удельный вес (в сравнении с силуминами)

+ удовлетворительная свариваемость

+ достаточно высокие мех. свойства

+ способность работать при ударных нагрузках

+ хорошая обрабатываемость резанием

– повышенная окисляемость после ТО

– склонность к газонасыщению

– склонность к образованию гор. трещин в деталях с переменным сечением

– потери прочности с повышение толщины отливки > 15 мм

– невозможность работы при 60-80°С