Эти сплавы делятся на ряд подгрупп и имеют условное обозначение марок; Д - дюралюмины, АД – деформируемые, АК – ковочные, В – высокопрочные сплавы. Цифры, следующие за буквами, указывают на порядковые номера сплавов:
а) сплавы высокой прочности (σβ=40-50 кгс/мм2): Д1, Д16 (3,8-4,9% Cu, 0,4-1,8%Mg) – для получения труб, пружин, заклепок средней и большой прочности; В95 (1,4-2%Cu; 1,8-2,8%Mg; 5-7%Zn) – для изготовления лонжеронов самолетов, лопастей, шпангоутов);
б) жаропрочные (до 300-350˚С): АК2, АК4 (2,5-3,5% Cu; 0,4-1,8%Mg до 2,3% Ni) – для получения двигателей, дисков и колец турбореактивных двигателей, лопаток компрессоров;
в) сплавы повышенной пластичности, хорошо принимающие глубокую вытяжку и сварку. Содержание меди в них ограничивается до 0,5%, вследствие чего прочность ниже (25 кгс/мм2), а пластичность выше, чем у дюралюминов: АВ – авиаль без термической обработки (0,1 – 0,5% Cu; до 0,9%Mg; до 1,2%Si; 0,4%Mn) – для трубопроводов и деталей глубокой вытяжки; АМг2 (1,8-2,8%Mg; до 0,6%Mn) – для получения сварных баков, трубопроводов;
г) сплавы повышенной пластичности, свариваемости и стойкости против коррозии, легируются марганцем (реже магнием) и в отличие от дюралюминов почти не содержат меди, т.е. компонента, который образует упрочняющие фазы, делает сплав многофазным и малоустойчивым против коррозии: АМц (1,0-1,6% Mn); АМг6 (5,6-6,8% Mg) – для изготовления бензино – и маслопроводов, сварных баков, заклепок.
Литейные алюминиевые сплавы.
Среди этих сплавов можно выделить следующие:
а) сплавы с повышенными свойствами и коррозионностойкостью – силумины, которые легируются кремнием, имеют низкую температуру литья, хорошую жидкотекучесть, но пониженные механические свойства (σβ до 22-25 кгс/мм2) и относительное удлинение 2-3%. Силумины используются для деталей сложной формы, не воспринимающих нагрузок: АЛ2; АЛ4; АЛ9; АЛ13 (10-13% Mg, до 5,5%Si) – для изготовления деталей колес, агрегатов, приборов, моторов (рис. 8.5);
|
|
Рис. 8.5 Микроструктура силумина:
А-до модифицирования, б-после модефицироания.
б) сплавы с повышенными механическими свойствами, легированные магнием и медью, однако их литейные свойства ниже, чем у силуминов: АЛ3В (0,2 – 0,8%Mg; 1,5 – 3,5%Cu);
в) жаропрочные (до 300-350˚С); АЛ1; АЛ20 (3,5-4,5%Cu; до 2%Si и Ni, а так же Fe, Mn, Cr, Ti) для получения головок и поршней цилиндров и других деталей двигателей внутреннего сгорания;
г) алюминиево-магниевые-магнали; АЛ8 (9,5-11,5%Mg) – для получения ответственных узлов несложной формы, работающих во влажной атмосфере и при ударных нагрузках;
д) алюминиево-медные: АЛ7 (4,0-5,0%Cu) – для изготовления деталей средней нагрузки: педалей, арматуры.
Спекаемые сплавы.
Сплавы, называемые САП, получают спеканием в виде пудры, содержащей на поверхности до 20-22% окиси алюминия (Al2O3). В спеченном сплаве алюминий является матрицей ячеистого строения, в которую в качестве фазы-уплотнителя включены дисперсионные частицы окислов.
Сплавы после спекания прокатывают в листы, прутки разного профиля или подвергают штамповке, их используют преимущественно для работы при температурах до 300-325˚С.
МАГНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ.
Магний обладает большой химической активностью, малой устойчивостью против коррозии. Порошок или тонкая лента легко загораются на воздухе, поэтому магний как конструкционный материал в чистом виде не используется.
|
|
Маркировка магния: Мг (99,92% Mg), Mг 2 (99,65% Mg). в промышленности используют сплавы магния преимущественно с алюминием, марганцем и цинком, реже с цирконием и ниобием.
Основное достоинство этих сплавов – небольшая плотность (1,7 – 1,8 г/см3) и высокий уровень деформирования. Сплавы магния подразделяются на деформируемые и литейные.
Деформируемые магниевые сплавы:
а) повышенной прочности: МА2-1 (3,8-5% Al; 0,3-0,7% Mg; 0,8-1,5% Zn) обладают хорошей свариваемостью, применяются для изготовления листов и труб для масел и бензина; МА14 (5-6% Al, 0,3-0,9% Zn) имеют низкую свариваемость, применяются для изготовления цельных деталей;
б) теплостойкие (до150-200°С): МА1, МА2, МА8 – применение тоже.
Литейные магниевые сплавы. Механические свойства этих сплавов ниже, чем деформированных. Их повышают путем модифицирования и термической обработки. Маркировка сплавов:
а) для работы при нормальной температуре: МЛ3, МЛ5 (до 9%Al) – для получения арматуры, деталей корпусов насосов, ручек, педалей;
б) теплостойких: МЛ10; МЛ15 (до 5%Zn) – для получения деталей, работающих при температурах от 250 до 400°С.
ТИТАН И ЕГО СПЛАВЫ.
Титан легок, прочен, коррозионностоек во многих агрессивных средах, обладает малой тепло – и электропроводностью, не магнитен. Эти свойства позволяют применять его в разных отраслях народного хозяйства.
Титан подвергается горячей и холодной обработке, хорошо сваривается (дугой в аргоне или гелии), но плохо обрабатывается резанием. Технический титан имеет марки: ВТ1-1, ВТ2-2 (среди примесей 0,1% С; 0,5% О2; 0,04% N2; 0,3% Fe; 0,15%Si; 0,015%Н2).
Сплавы титана имеют лучшие механические (высокие прочностные свойства при отсутствии хладноломкости даже при очень низких температурах) и коррозионные свойства (практически превосходят, нержавеющие стали). Кроме того, для некоторых сплавов титана характерны жаропрочные свойства, однако они ниже, чем у стали. Из титана и его сплавов получают прутки, листы, трубы, проволоку диаметром до 0,1мм, ленты и фольгу толщиной до 0 075мм.
|
|
Прочностные свойства сплавов различаются в зависимости от состава и структуры, получаемой при термической обработке. Титан легируют хромом, железом, марганцем, ванадием, никелем, танталом, палладием.
По структуре титановые сплавы подразделяются на:
а) однофазные с α – структурой: ВТ5 (до 5% Al); ВТ5-1 (до 5% Al 2-3% Zn) – обладают высокой свариваемостью, хорошей пластичностью и прочностью при низких температурах;
б) двухфазные: ОТ4-1 (2% Al; 1,5% Mn)имеют большую пластичность; ОТ4 (3% Al; 1,5 Mn) - σβ=30-70кгс/мм2; ВТ6 (6% Al, 4% V) с повышенной прочностью (σβ=80-90кгс/мм2); АТ3 (3% Al) и 1,5% (Fe+Cr+Si+B); ВТ8 (6,5 Al, 3,5 Mo; 0,2% Si) – жаропрочностные сплавы с повышенной стойкостью против коррозии;
в) однофазные с β – структурой: ВТ15 (3%Al; 8%Mo; 11% Cr) – обладает высокой пластичностью и прочностью (σβ=100-120 кгс/мм2 при Т=20°С).