Алюминиевые деформируемые сплавы. Основные сведения

Алюминиевые деформируемые  сплавы. Основные сведения. 

 

Алюминиевые сплавы можно разделить  на   деформируемые и литейные.  Деформируемые сплавы обладают  высокой пластичностью в нагретом состоянии. Литейные  - способны заполнять литейные формы. 

Сырье для получения сплавов  обоего типа  - не только технически чистый алюминий,  но и  силумин -  сплав алюминия с кремнием (10-13%) 

 

Деформируемые сплавы  

 

Их структура обеспечивает   наибольшую пластичность и наименьшую прочность при обработке  давлением под нагревом. Основными легирующие элементы -  медь, магний, марганец и цинк. В небольших количествах  -  кремний, железо, никель и т.д. Деформируемые алюминиевые сплавы обычно делят на упрочняемые (их прочность можно повысить термической обработкой) и неупрочняемые. К наиболее распространенным упрочняемым сплавам относят дюралюминии Д1, Д16, Д18, Д19, Д20, сплавы АК4, АК4-1, АК6, АК8, высокопрочные сплавы В93, В94, В95. К неупрочняемым сплавам относят сплавы на основе марганца и магния – АМц, АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, АМг61 (1561). 

 

Дюралюминии

Сплавы алюминия с медью (2,2 – 7,0%), содержащие примеси кремния  и железа называется дюралюминиями. Дюралюминии могут быть легированы магнием и марганцем.

Названия марок дюралюминия  состоят из буквы «Д» (она всегда первая) и номера сплава.  В настоящее время применяется несколько марок дюралюминия, имеющие различный химический состав и механические свойства. 

 

 

 

	Химический состав, %
	Медь	Марганец	Магний	Кремний	Железо
Д1	3,8 – 4,8	0,4 – 0,8	0,4 – 0,8	0,7	0,7
Д16	3,8 – 4,9	0,3 – 0,9	1,2 – 1,8	0,5	0,5
Д18	2,2 – 3,0	менее 0,2	0,2 – 0,5	0,5	0,5
Д19	3,8 – 4,3	0,5 -1,0	1,7 – 2,3	0,5	0,5
Д20	6,0 – 7,0	0,4 – 0,8	менее 0,05	0,3	0,3

 

  

 

С повышением легирования прочность  дюралюминия растет, а пластичность падает.

Термическая обработка дюралюминия  состоит из двух этапов. Сначала  его нагревают до температуры  свыше  500C, затем производят закалку (охлаждение в воде). В этот момент  дюралюминий  становится мягким и пластичным. После этого  в течение нескольких суток при комнатной температуре происходит изменение структуры закаленного дюралюминия, которое приводит к значительному повышению прочности с одновременным понижением пластичности сплава. Этот процесс называется  естественным старением.  Он наиболее интенсивно происходит в течение первых нескольких часов. Тот же процесс, но при подогреве сплава до 100-150 C   называется искусственным старением. В этом случае изменение структуры завешается быстрее, но упрочнение меньше.  

 

Максимальное упрочнение дюралюминия  может быть достигнуто методом естественного  старения в течение четырех дней.  

 

Кованый алюминий  

 

Близкими по химическому составу  к дюралюминию, но в горячем состоянии  более пластичными,   являются алюминиевые сплавы для поковок и штамповок, маркируемые буквами АК («алюминий кованый») и порядковым номером (АК4, АК4-1, АК6 и АК8). 

 

Высокопрочные сплавы  

 

К группе деформируемых упрочняемых  сплавов относят также более  высокопрочные, чем дюралюминий, сплавы   системы Al-Cu-Mg-Zn. Названия марок   начинаются буквой «В» (высокопрочные) - В93, В94, В95. Характерная  особенность  -  сравнительно небольшое содержании меди (0.8-2.4 %) и магния (1.2-2.8 %) по сравнению с цинком  (5-7 %). Цинк не образует упрочняющих фаз, но, входя в состав твердого раствора, увеличивает эффект старения, что приводит к значительному повышению твердости. 

 

Неупрочняемые сплавы  

 

В эту группу входят сплавы на основе магния и марганца. Они повышают прочность и коррозионную стойкость  алюминия (при содержании магния не более 3%). Сплавы с магнием более  легкие, чем чистый алюминий.

Увеличение прочности может  быть достигнуто с помощью пластической деформации.  Наклепанные (нагартованные) изделия из этих сплавов обладают существенно более высокой прочностью, чем в отожженном состоянии. В сплаве АМц, например, при поклепе временное сопротивление повышается с 13 до 22 кГ/мм .

Название марок таких сплавов  принято  обозначать буквами АМц («алюминий-марганец») и   АМг («алюминий-магний»), далее   следует цифра, указывающая номер сплава.