Технологические особенности литейных алюминиевых сплавов 1 группы и области их применения

Марка сплава	Краткая характеристика	Области применения
АК12 (АЛ2), АК13 (АК13), АК9, (АК9)	Хорошая жидкотекучесть, низкая литейная усадка, пониженная склонность к образованию горячих трещин, хорошая коррозионная стойкость во влажной среде. Грубая структура, пониженная пластичность, неудовлетворительная обрабатываемость резанием. Для повышения пластичности сплавов используют модифицирование солями натрия и калия. Недостатком сплава является повышенная газовая пористость и пониженная жаропрочность.	Малонагруженные детали (приборов, различных агрегатов, бытовых изделий), детали, требующие повышенной герметичности. Для деталей, испытывающих повышенные вибрации, применять не рекомендуется.
АК9ч, (АЛ4), АК7ч (АЛ9), АК7пч, (АЛ9-1).	Литейные свойства этих сплавов несколько хуже эвтектических сплавов предыдущей группы, но они имеют более высокие механические свойства. Для повышения прочности сплавы подвергаются термообработке. Сплавы склонны к образованию газовой пористости.	Наиболее ответственные, сложные, крупногабаритные детали, работающие при больших нагрузках (картер двигателя внутреннего сгорания), средненагруженные деталей приборов, агрегатов и двигателей и бытовых изделий.
АК8л, (АЛ34)	Хорошие литейные свойства, высокая прочность, высокая герметичность	Сложные по конфигурации корпусные детали, работающие под высоким давлением (до 45 МПа) и температуре не выше 200ºС.

4.2.3.Сплавы 2 группы (медистые силумины)

В качестве основных легирующих элементов алюминиевые сплавы 2-й группы содержат кремний (4-8%) и медь(1-6%). Медь вводится в двойные алюминиево-кремнистые сплавы для повышения прочности, а в двойные алюминиево-медистые сплавы для улучшения их технологичности вводится кремний. Поэтому сплавы 2-й группы обладают хорошей жидкотекучестью, малой линейной усадкой, но более склонны, чем сплавы 1-группы, к образованию усадочной пористости и трещин при затруднённой усадке, т.е. по технологичности и герметичности несколько уступают сплавам 1-группы, а по прочности, твёрдости и жаропрочности превосходят их. Так же как и простые силумины, сплавы 2-й группы имеют многофазную структуру. Основными структурными составляющими их являются первичные кристаллы твёрдого раствора Alά, двойная эвтектика Alά+Si и тройная эвтектика Alά+Si+ CuAl2.

Таблица 17.

Химический состав алюминиевых сплавов 2-й группы.

Марка сплава	Основные компоненты, %								Примеси, не более, %							Fe
	Mg	Si	Mn	Cu	Ti	Прочие		Mn		Cu	Zn	Zr	Pb	Sn	Прочие	З, В	К	Д
АК5Мч (АЛ5-1)	0,40-0,55	4,5-5,5	-	1,0-1,5	0,08-0,15	-		0,1		-	0,3	0,15	0,1	0,01	0,1В	0,3	0,4	0,5
АК8М3ч (ВАЛ8)	0,2-0,45	7,0-8,5	0,5-1,0Zn	2,5-3,5	0,1-0,25	0,005-0,1В 0,05-0,25Ве		0,15Cd		-	-	0,15	-	-	-	0,4	0,4	0,4
АЛ3	0,35-0,6	4,5-5,5	0,6-0,9	1,5-3,0	0,05	0,05-0,25Ве		-		-	0,3	0,5 Zr+Ce	0,05	0,01	0,005	0,6	1,2	1,6
АЛ9М	0,4-0,7	7,2-8,8	-	0,5-0,8	0,1-0,2	0,01-0,03В		-		-	0,3	-	-	-	0,3V	0,25	0,35	-
АК8М (АЛ32)	0,3-0,5	7,5-9,0	0,3-0,5	1,0-1,5	0,1-0,3	-		-		-	-	0,1	-	-	-	0,7	0,8	0,9
АЛ4М	0,3-0,6	8,5-10,5	-	1,3-2,5	0,1-0,3	0,01-0,1В		0,1		-	-	0,3Zr	-	-	-	0,12	0,25	-
В124	0,15-0.35	8,0-11,0	0,1-0,3	3,0-4,0	0,1-0,3	0,01-0,1В		-		-	-	-	-	-	-	0,3	0,3	0,6

В качестве дополнительных легирующих элементов в сплавы 2-й группы входят магний (0.3…0,6%) и в некоторые сплавы марганец (0,2…0,8%). Структура сплавов с магнием содержит четверную эвтектику Alά +Si+ CuAl2 + Mg2Si. Некоторые сплавы для измельчения зерна легируют титаном (0,05-0,2%).

Общей характеристикой технологических свойств сплавов 2-й группы являются:

- высокая жаропрочность (250-275ºС);

-- удовлетворительные литейные свойства (хуже, чем сплавы 1-й группы);

-- склонность сплавов к образованию в массивных узлах отливок усадочных дефектов, поэтому необходимо обеспечить питание массивных узлов прибылями в сочетании с применением холодильников;

- склонность сплавов к образованию напряжений и трещин, поэтому в конструкциях деталей необходимо обеспечить равностенность и плавные переходы в местах соединения стенок;

-- сплавы имеют коррозионную стойкость несколько ниже, чем сплавы 1группы, поэтому детали из сплавов этой группы рекомендуется анодировать и покрывать лаком.

Характеристика некоторых сплавов 2-й группы и область их применения приведена в таблице18.

Таблица 18. ХАРАКТЕРИСТИКА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ ЛИТЕЙНЫХ СПЛАВОВ 2-й ГРУППЫ.

Марка сплава	Характеристика сплава	Область применения сплава
АК5М (АЛ5), АК5Мч (АЛ5-1)	Высокая жаропрочность, высокие механические свойства. Сплав применяют в термически обработанном состоянии (закалка от 535ºС в горячей воде и искусственное старение при 175ºС в течение 15 ч).	Средненагруженные корпусные детали, работающие при повышенных температурах (до 250ºС) и давлениях до 23 МПа (например, головки цилиндров авиационных двигателей воздушного охлаждения, детали агрегатов и т.д.).
АК5М2 (АК5М2)	Сплав применяют после термообработки по режиму Т5.	Малонагруженные детали.
АК8М (АЛ32)		Отливки, получаемые литьём под давлением.
АК21М2,5Н2,5 (ВКЖЛС-2)	Высокая жаростойкость, повышенная износостойкость, небольшой к-т термического расширения, хорошая жидкотекучесть.		Поршни и другие ответственные детали, работающие при повышенной температуре.

Заэвтектические силумины АК21М2,5Н2,5 (ВКЖЛС-2) отличаются высокой жаростойкостью, повышенной износостойкостью и небольшим коэффициентом термического расширения. Основными структурными составляющими этих сплавов являются кристаллы кремния и эвтектика αAl+ Si. Заэвтектические силумины также применяют в модифицированном состоянии, т.к. немодифицированные сплавы имеют грубую структуру первичного кремния и плохо обрабатываются резанием, отличаются повышенной хрупкостью. Модифицирование фосфором существенно повышает их свойства. Эти сплавы применяются для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания. Имея невысокую прочность, эти сплавы, предназначены для работы при повышенных температурах (250…270ºС), отличаются высокой жаростойкостью, износостойкостью и низким коэффициентом термического расширения