Марка сплава ак4 1
Сплав АК4−1 применяется: для изготовления плит, листов, штампованных заготовок; деталей для греющихся авиационных конструкций, в том числе для деталей двигателей, деталей реактивных двигателей; профилей с площадью сечения до 200 см 2 и диаметром описанной окружности до 350 мм, предназначенных для применения в авиационной промышленности и специальных отраслях машиностроения; прессованных панелей постоянного сечения с продольным оребрением для авиастроения, изготовленных методом развертки прессованных оребренных труб в плоскость шириной полотна до 2100 мм; прессованных крупногабаритных труб.
Примечание
Основной жаропрочный сплав средней прочности (σв=420 МПа, σ1000 150° = 270 МПа).
По ИСО 209−1 сплав марки АК4−1ч имеет обозначение 2618.
Алюминий АК4
Особенности штамповки алюминиевых полуфабрикатов и изделий из сплава АК4 и подобных: при штамповке алюминиевых сплавов АК4 и подобных необходимо учитывать следующие важные особенности:
1. На поверхности исходной заготовки не должно быть даже неглубоких трещин, плен, вмятин, пузырей. Перед штамповкой все поверхностные дефекты должны быть удалены.
2. При штамповке деталей из алюминиевых сплавов необходимо строго соблюдать температуру и время нагрева заготовок, выдержку при заданной температуре, а также температурные интервалы штамповки. Особо строгий контроль температур необходим при нагреве заготовок из малопластичных сплавов, чувствительных к перегреву. Перед началом штамповки обязателен подогрев штампов до 250—300° С; штамповка в холодных или в недостаточно нагретых штампах затрудняет заполнение полости металлом и вызывает образование трещин на штампуемых заготовках.
3. Скорость и степень деформации предусматривают такими, чтобы обеспечить требуемые механические свойства штампованной заготовки.
4. При штамповке на молоте рекомендуется вначале деформирование проводить легкими ударами, причем деформация за один удар должна быть не менее 5—8% для пластичных сплавов и 3—5% для малопластичных сплавов. Степень деформации менее 2% за один удар приводит к деформированию только поверхностных слоев заготовки.
Штамповки из сплавов АМг5, АМг6, АК4, АК6, АК8, В95, в особенности сложной конфигурации, во избежание возникновения поверхностных дефектов изготавливают в два и более переходов.
5. Меньшая способность заполнения формы штампа — осадкой и большая — истечением (выдавливанием). Данное явление объясняется появлением дополнительных растягивающих напряжений при осадке и значительно меньшими их величинами при выдавливании, так как деформация при выдавливании происходит при более высоких сжимающих напряжениях.
6. При штамповке обязательно применение смазок. Наиболее распространенной смазкой является смесь машинного масла ГОСТ 17073—51 (60%) и графита ОСТ 10555-40 (40%). Эта смазка вызывает появление на изделиях нагара, который трудно удаляется травлением. Для наиболее ответственных штамповок применяют животный жир, пчелиный воск. Смазка наносится на штамп тонким слоем перед укладкой заготовки в штамп.
7. Гравюра в штампах должна иметь плавные переходы и полированную поверхность.
8. Штамповки из алюминиевых сплавов, как правило, изготавливают в одноручьевых штампах. Многоручьевую штамповку за один нагрев не применяют. Это вызвано тем, что после каждой промежуточной операции производят зачистку наружных дефектов, которая исключает возможность применения последовательной штамповки за один нагрев.
9. Заготовительные ручьи имеют ограниченное применение; подкатные ручьи совсем не применяют, а протяжной ручей используют лишь при определенной степени и скорости деформации с зачисткой дефектов после протяжки. Протяжку заготовок рекомендуется выделять в отдельную операцию и проводить ее на плоских бойках.
Пути повышения точности штамповок из сплавов АК4 и подобных.
Оценка кузнечных полуфабрикатов производится по нескольким показателям точности. Различают точность размеров штамповок, характеризуемую полем допусков по степени приближения штамповки к форме чистовой детали, которая определяется величиной фактических припусков. Фактический припуск учитывает величины дефектного слоя металла, он также необходим для компенсации различного рода погрешностей, сопутствующих процессу штамповки.
Известно также понятие о точности изготовления штамповок. Эта точность тем выше, чем меньше колебания размеров самой штамповки. Таким образом, точность процесса объединяет в себе оба упомянутые выше понятия точности.
Повышенная точность размеров штамповок уменьшает потери металла в стружку, однако наиболее полно потери металла характеризуются точностью процесса изготовления штамповок.
Производственные погрешности представляют случайные факторы, зависящие от конкретных условий производства, и могут быть определены с достаточной степенью точности при помощи теории вероятности.
В условиях кузнечно-штамповочного производства производственными погрешностями являются фактические отступления от нормальных величин изготовляемых штамповок:
погрешности, вызванные оборудованием, вследствие его упругого деформирования и износа его отдельных узлов;
искажения, связанные с температурными колебаниями инструмента, заготовки и оборудования;
погрешности в изготовлении инструмента и за счет его износа; неоднородность материала самой штамповки; ошибки рабочего при установке штампа. Большинство этих величин является чисто случайными, особенно при крупносерийном производстве.
Для повышения точности штамповок необходимо: увеличение жесткости существующих машин-орудий и инструмента;
создание оптимальных термомеханических условий при деформировании;
повышение точности изготовления инструмента; На рис. 198 изображен лонжерон обычного и точного исполнения. Как видно из рисунка, наличие необрабатываемых поверхностей, заложенных при проектировании детали, резко снижает потребную механическую обработку. На практике точность штамповки количественно оценивают следующие показатели:
коэффициент весовой точности (КВТ), который определяется отношением массы чистовой детали к массе штамповки.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Применение
Сплавы АК6 и АК6ч используются для ответственных силовых деталей авиационной техники длительного ресурса, в частности в крыльях пассажирских самолетов. Сплавы типа АК6 благодаря высокой пластичности в горячем состоянии применяются для изготовления весьма сложных штамповок: крыльчатки компрессора, крыльчатки вентилятора для компрессоров реактивных двигателей, корпусных деталей агрегатов. Сплав АК8 применяется для высоконагруженных деталей самолета, изготовленных ковкой и штамповкой (рамы, фитинги и др.). Сплав не охрупчивается при температурах глубокого холода, и его можно успешно использовать в качестве свариваемого сплава для деталей, работающих в условиях криогенных температур
Алюминиевые сплавы АК6 и АК8 широко применяют в промышленности, строительстве, транспортном машиностроении, авиации для изготовления штампованных и кованых деталей сложной формы, для нагруженных деталей типа рам, фитингов и др.
Сплавы АК6 и АК8 склонны к коррозии под напряжением и чувствительны к межкристаллитнои коррозии. Детали следует анодировать и защищать лакокрасочными покрытиями.
Химический состав.
АК12 – литейный сплав, который по действующим стандартам ГОСТ 1583-93 содержит до 90% алюминия, легируемого кремнием. Плюс ко всему в его состав входят малые добавки марганца, титана, никеля и других элементов.
Примечание: Al - основа; процентное содержание Al дано приблизительно.
Такой высокий процент кремния – 10-13 %, содержащийся в сплаве АК12, обеспечивает его отличную жидкотекучесть и литейные качества, позволяя понижать температуру литья и продлевать срок службы отливки. Небольшие добавки различных металлов, вводимые в состав сплава АК1, значительно повышают его эксплуатационные характеристики.
В частности, марганец не только увеличивает термическую прочность, но и препятствует приставанию отливаемых деталей к стенкам форм, а также связывает примеси железа и уменьшает его вредное влияние не качество материала. Добавки титана, приводящие к измельчению зерна, также положительно влияют на литейность и механическую обрабатываемость сплава.
Алюминий сплавы и марки
| Алюминий для раскисления | ||||
| АВ86 | АВ86Ф | АВ88 | АВ88Ф | АВ91 |
| АВ91Ф | АВ92 | АВ92Ф | АВ97 | АВ97Ф |
| Алюминиевый деформируемый сплав | ||||
| 1201 | 1420 | АВ | АД31 | АД33 |
| АД35 | АК4 | АК4-1 | АК6 | АК8 |
| АМг1 | АМг2 | АМг3 | АМг3С | АМг4 |
| АМг4.5 | АМг5 | АМг5П | АМг6 | АМц |
| АМцС | АЦпл | В65 | В93 | В94 |
| В95 | В95П | В96 | В96ц | В96Ц1 |
| ВД17 | Д1 | Д12 | Д16 | Д16П |
| Д18 | Д19 | Д1П | Д20 | Д21 |
| ММ | ||||
| Алюминиевый антифрикционный сплав | ||||
| АМСТ | АН-2.5 | АО20-1 | АО3-1 | АО3-7 |
| АО6-1 | АО9-1 | АО9-2 | АО9-2Б | АСМ |
Свойства и полезная информация:
Описание алюминия: Алюминий не имеет полиморфных превращений, обладает решеткой гранецентрированного куба с периодом а=0,4041 нм. Алюминий и его сплавы хорошо поддаются горячей и холодной деформации — прокатке, ковке, прессованию, волочению, гибке, листовой штамповке и другим операциям.
Все алюминиевые сплавы можно соединять точечной сваркой, а специальные сплавы можно сваривать плавлением и другими видами сварки. Деформируемые алюминиевые сплавы разделяются на упрочняемые и неупрочняемые термической обработкой.
Все свойства сплавов определяют не только способом получения полуфабриката заготовки и термической обработкой, но главным образом химическим составом и особенно природой фаз — упрочнителей каждого сплава. Свойства стареющих алюминиевых сплавов зависят от видов старения: зонного, фазового или коагуляционного.
На стадии коагуляционного старения (Т2 и ТЗ) значительно повышается коррозионная стойкость, причем обеспечивается наиболее оптимальное сочетание характеристик прочности, сопротивления коррозии под напряжением, расслаивающей коррозии, вязкости разрушения (К1с) и пластичности (особенно в высотном направлении).
Состояние полуфабрикатов, характер плакировки и направление вырезки образцов обозначены следующим образом - Условные обозначения проката из алюминия:
М - Мягкий, отожженный
Т - Закаленный и естественно состаренный
Т1 - Закаленный и искусственно состаренный
Т2 - Закаленный и искусственно состаренный по режиму, обеспечивающему более высокие значения вязкости разрушения и лучшее сопротивление коррозии под напряжением
ТЗ - Закаленный и искусственно состаренный по режиму, обеспечивающему наиболее высокие сопротивления коррозии под напряжением и вязкость разрушения
Н - Нагартованный (нагартовка листов сплавов типа дуралюмии примерно 5—7 %)
H1 - Усиленно нагартованный (нагартовка листов примерно 20 %)
ТПП - Закаленный и естественно состаренный, повышенной прочности
ГК - Горячекатаные (листы, плиты)
Б - Технологическая плакировка
А - Нормальная плакировка
УП - Утолщенная плакировка (8 % на сторону)
Д - Продольное направление (вдоль волокна)
П - Поперечное направление
В - Высотное направление (толщина)
X - Хордовое направление
Р - Радиальное направление
ПД, ДП, ВД, ВП, ХР, РХ - Направление вырезки образцов, применяемое для определения вязкости разрушения и скорости роста усталостной трещины. Первая буква характеризует направление оси образца, вторая — направление плоскости, например: ПВ — ось образца совпадает с шириной полуфабриката, а плоскость трещины параллельна высоте или толщине.
Анализ и получение проб алюминия: Руды. В настоящее время алюминий получают только из одного вида руды — бокситов. В обычно используемых бокситах содержится 50—60% А12О3, <30% Fe2О3, несколько процентов SiО2, ТiО2, иногда несколько процентов СаО и ряд других окислов.
Пробы от бокситов отбирают по общим правилам, обращая особое внимание на возможность поглощения влаги материалом, а также на различное соотношение долей крупных и мелких частиц. Масса пробы зависит от величины опробуемой поставки: от каждых 20 т необходимо отбирать в общую пробу не менее 5 кг.
При отборе проб боксита в конусообразных штабелях от всех крупных кусков массой >2 кг, лежащих в окружности радиусом 1 м, откалывают маленькие кусочки и отбирают в лопату. Недостающий объем заполняют мелкими частицами материала, взятыми с боковой поверхности опробуемого конуса.
Отобранный материал собирают в плотно закрывающиеся сосуды.
Весь материал пробы измельчают в дробилке до частиц размером 20 мм, ссыпают в конус, сокращают и снова дробят до частиц размером <10 мм. Затем материал еще раз перемешивают и отбирают пробы для определения содержания влаги. Оставшийся материал высушивают, снова сокращают и измельчают до частиц размером < 1 мм. Окончательный материал пробы сокращают до 5 кг и дробят без остатка до частиц мельче 0,25 мм.
Дальнейшую подготовку пробы для анализа проводят после высушивания при 105° С. Размер частиц пробы для анализа должен быть менее 0,09 мм, количество материала 50 кг.
Приготовленные пробы боксита очень склонны к расслоению. Если пробы, состоящие из частиц размером <0,25 мм, транспортируют в сосудах, то перед отбором части материала необходимо перемешать весь материал до получения однородного состава. Отбор проб от криолита и фторида алюминия не представляет особых трудностей. Материал, поставляемый в мешках и имеющий однородный состав, опробуют с помощью щупа, причем подпробы отбирают от каждого пятого или десятого мешка. Объединенные подпробы измельчают до тех пор, пока они не будут проходить через сито с размером отверстий 1 мм, и сокращают до массы 1 кг. Этот сокращенный материал пробы измельчают, пока он не будет полностью проходить через сито с размером отверстий 0,25 мм. Затем отбирают пробу для анализа и дробят до получения частиц размером 0,09 мм.
Пробы от жидких расплавов фторидов, применяемых при электролизе расплава алюминия в качестве электролитов, отбирают стальным черпаком из жидкого расплава после удаления твердой настыли с поверхности ванны. Жидкую пробу расплава сливают в изложницу и получают маленький слиточек размерами 150х25х25 мм; затем всю пробу измельчают до размера частиц лабораторной пробы менее 0,09 мм . читать дальше >>>
Плавка алюминия: В зависимости от масштабов производства, характера литья и энергетических возможностей плавку алюминиевых сплавов можно производить в тигельных печах, в электропечах сопротивления и в индукционных электропечах.
Плавка алюминиевых сплавов должна обеспечивать не только высокое качество готового сплава, но и высокую производительность агрегатов и, кроме того, минимальную стоимость литья.
Наиболее прогрессивным методом плавки алюминиевых сплавов является метод индукционного нагрева токами промышленной частоты.
Технология приготовления алюминиевых сплавов слагается из тех же технологических этапов, что и технология приготовления сплавов на основе любых других металлов.
Загрузка шихты при плавке алюминиевых сплавов производится в следующем порядке.
1. При проведении плавки на свежих чушковых металлах и лигатурах в первую очередь загружают (полностью или по частям) алюминий, а затем растворяют лигатуры.
2. При проведении плавки с использованием в шихте предварительного чушкового сплава или чушкового силумина в первую очередь загружают и расплавляют чушковые сплавы, а затем добавляют необходимое количество алюминия и лигатур.
3. В том случае, когда шихта составлена из отходов и чушковых металлов, ее загружают в следующей последовательности: чушковый первичный алюминий, бракованные отливки (слитки), отходы (первого сорта) и рафинированный переплав и лигатуры.
Медь можно вводить в расплав не только в виде лигатуры, но и в виде электролитической меди или отходов (введение путем растворения).
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Свойства силумина АК12.
Силумин марки АК12 имеет малую плотность, поскольку в его состав входит легкий кремний – плотность составляет 2,66 г/см3. Он обладает важными свойствами, которые с трудом удается получить у более прочных алюминиевых сплавов:
- высокая жидкотекучесть;
- низкая линейная усадка;
- превосходная свариваемость.
Сплав АК12 дает малую усадку в процессе литья, практически не образует трещин. При этом отливки, за счет его малого интервала кристаллизации (близкого к нулю), обладают небольшой пористостью. Но из-за склонности алюминиево-кремниевого сплава к газонасыщению, изделия могут содержать концентрированные газовые раковины – закрытые открытые или полости с шершавой поверхностью. Именно из-за них возникают немалые трудности при изготовлении массивных и сложных по форме заготовок из АК12.
Коррозионная стойкость – второй после литейных качеств, но не менее важный параметр сплава АК12. В целом он обладает средним уровнем антикоррозийности, поэтому может использоваться в промышленности без защитного покрытия или с нанесенным на его поверхность слоем краски. Скорость коррозии силумина АК12 в морском и влажном воздухе во многом зависит от его состава.
Сплав АК12 превосходно сваривается любыми видами сварки, как аргоновой, так и точечной, давая довольно прочный сварочный шов.
Сферы использования.
В первую очередь жаропрочный кованый сплав АК4 был создан для изготовления поршневых и реактивных авиадвигателей, части которых переносят большие вибрационные и температурные нагрузки. Однако, сегодня из него делают разнообразные детали для самолетов: кольца, поршни, диски, крыльчатки вентиляторов, колеса компрессоров, воздухозаборники, лопасти и др.
Алюминиевый сплав АК4 не только используют в авиации, но и в машиностроении, где требуются прочные и жаростойкие конструкционные материалы, подвергаемые повышенным механическим воздействиям. В частности, он идет на производство профилей, листов, плит, труб, штамповок и прутков, которые обязательно покрывают защитным слоем, препятствующим их коррозийному разрушению.
Плоский прокат плакируют с обеих сторон алюминием высокой чистоты, с массовой долей не менее 99,7%. На его поверхности сразу образуется толстая оксидная пленка, которая повышает стойкость трущихся частей деталей к коррозии во влажном воздухе или воде. Остальные изделия анодируют или окрашивают, предварительно обрабатывая их поверхность механическим способом.
Ковочные сплавы AK6 и АК8
Сплавы типа АК6 и АК8 относятся к сплавам системы Al-Cu-Mg-Si. Сплав АК6 разработан в СССР С. М. Вороновым при попытках увеличить эффект упрочнения сплавов системы Al-Mg-Si и уменьшения негативного влияния перерыва между закалкой и искусственным старением. Дополнительное упрочнение было достигнуто легированием медью и марганцем.
Микроструктура сплава АК6 после термической обработки состоит из зерен твердого раствора на алюминиевой основе и включений металлических соединений CuAl2 и Mg2Si .
Сплав АК8 отличается по химическому составу от АК6 тем, что содержит в два раза больше меди. Увеличение содержания меди при постоянном среднем содержании магния и кремния повысило прочность, но хуже обрабатывается давлением в горячем состоянии и поэтому может применяться для штамповки высоконагруженных самолетных деталей менее сложной формы (рамы, фитинги и т. п.).
Недостатком этого сплава, ограничивающим его применение для тонкостенных деталей, является склонность в искусственно состаренном состоянии к межкристаллитной коррозии.
| Сплав | Полуфабрикат | Температура нагрева под закалку, °С | Режимы старения | |
| Температура, °С | Время, ч | |||
| АК6 | Всех видов | 505–525 | 150–165 | 6–15 |
| АК8 | Поковки, штамповки | 495–505 | 150–165 | 4–15 |
| Листы, профили | 165–175 | 10–12 | ||
Химический состав.
Алюминиевый сплав АК4 по своему химическому составу близок к дюралюминам, содержит основные легируемые присадки меди и магния, а также специальные добавки железа и никеля. Они практически не растворяются в алюминии, приводя к небольшому увеличению прочности сплава и снижая его пластичность. Однако, при повышенных температурах такая гетерогенность алюминиевого сплава АК4 положительно сказывается на его механических характеристиках. Немаловажно также соотношение массовых долей железа и никеля в сплаве, поскольку его максимальные прочностные характеристики обнаруживаются при соотношении металлов 1:1.
Твердость и жаропрочность сплава АК4 особенно выражена в интервале температур 150-300 градусов. При более высоких температурах его свойства практически такие же, как у остальных дюралюминиев. Такая термическая стойкость сплава АК4 обусловлена образованием интерметаллических соединений типа Mg2Si, Al2Cu, которые при кристаллизации образуют жесткий и прочный каркас.
Алюминиевый сплав АК7
Алюминиево-кремниевый сплав АК7 (или АЛ9) – типичный силумин, востребованный в строительстве, авиастроении, машинном, автотракторном и тракторном производстве. Его ценят за превосходные литейные свойства, хорошую свариваемость, обрабатываемость и сопротивление коррозии. Из него изготавливают отливки сложных форм, имеющие повышенную плотность, небольшую усадочную пористость и способность к горячему трещинообразованию. Такие литые детали легко выдерживают средние нагрузки в ответственном узле, и увеличивают срок его службы.
Термическая закалка сплава АК4.
Алюминиевый сплав АК4 обязательно подвергают термозакалке, в процессе которой избыточные фазы переходят в твердый раствор. Как показывает технологический опыт, типовая термическая обработка сплава АК4 включает несколько этапов:
- закаливание при температуре 525-535 градусов;
- искусственное старение при температуре 180-190 градусов на протяжении 10 часов.
В результате структурное состояние сплава стабилизируется, он приобретает высокие механические качества и сохраняет технологическую пластичность. В зависимости от назначения получаемого проката, температура отпуска сплава АК4 может быть повышена – до 240 градусов, а время выдержки сокращено до 1-3 часов.
Применение
Благодаря отличным литьевым свойствам, алюминиево-кремниевый сплав АК7 активно используется при литье сложных деталей и механизмов, применяемых в машиностроении:
- корпуса помп;
- деталей самолетов;
- карбюраторов;
- картеров двигателей;
- редукторов;
- поршней;
- головок цилиндров и др.
Такие отливки хорошо зарекомендовали себя при эксплуатации в агрессивных средах и температурах, не выше 200 градусов.
Силумин АК7 – один из алюминиевых сплавов, допущенных ГОСТом к изготовлению различной посуды. В частности, из него делают посуду, используемую при жарке и запекания пищи, а также различные столовые приборы – цельнометаллические и комбинированные вилки, ложки.
Изделия из сплава АК7, в отличие от чугунных аналогов, отличаются более легким весом и меньшей стоимостью, а по степени износостойкости ни в чем им не уступают.
Сплав алюминия, маркируемый АК7п (для пищевых целей), востребован при изготовлении отдельных узлов и корпусов нагружаемых кухонных бытовых приборов: соковыжималок, мясорубок. В его составе содержание мышьяка и свинца должны быть снижены до минимума, а примеси бериллия полностью исключены. Использование АК7п при изготовлении столовой посуды и приборов в каждом случае требует обязательного согласования с Минздравом.
Марки сплава АК7
В зависимости от химического состава и доли неметаллических примесей, различают несколько модификаций алюминиево-кремниевого сплава АК7:
- АК7 – нормальной чистоты сплав, отличающийся невысокой пластичностью и хорошими механическими свойствами;
- АК7ч – чистый и менее хрупкий сплав, способный выдерживать сильные вибрации длительное время;
- АК7пч – повышенной чистоты сплав, обладающий улучшенными антифрикционными и механическими параметрами.
В нашей компании вы можете приобрести сплавы: АК7, АК7п и АК7ч в чушках, весом 13-14, 5 кг с доставкой в любой регион России. Они полностью соответствует стандартам ГОСТ 1583-93, поставляется со всеми необходимыми сертификатами и документами.
Алюминиевый сплав АК12 (АЛ2)
Алюминиево-кремниевый сплав АК12 (старая марка – АЛ2), относящийся к силуминам, имеет хорошую коррозийную стойкость, а также повышенный уровень литейных и механических свойств. Ввиду таких уникальных технологических параметров, он успешно конкурирует с черными металлами, постепенно вытесняя их традиционных областей промышленности: автомобильного и текстильного машиностроения.
Механические характеристики
Жаростойкий алюминиевый сплав АК4
Алюминиевый сплав АК4 относят к системе Al-Cu-Mg, содержащей добавки железа и никеля. Благодаря его ковкости, пластичности и повышенной жаростойкости, он широко используется для изготовления штамповок и поковок, способных работать при повышенных температурах. Такие детали чрезвычайно востребованы в авиастроении, поскольку способны функционировать в течение 40000 часов при высоких нагрузках, обладают малой скоростью распространения трещин.
Технологические свойства
С увеличением степени легирования ковочных сплавов повышаются их механические свойства и ухудшается обрабатываемость давлением в горячем состоянии. Особенно резко сказывается влияние меди, заметное при сравнении сплавов АК6 и АК8.
Физические свойства
Сплав алюминия АК7 относится к силуминам системы Al—Si—Mg, отличается хорошими технологическими свойствами – жидкотекучестью, антикоррозийностью и свариваемостью. При этом он довольно плохо поддается механической обработке, поскольку в его структуре образуются хрупкие игольчатые кристаллы кремния и его соединений. Для того, чтобы увеличить прочность сплава АК7, его в расплавленном состоянии модифицируют галогенидами: фторидом и хлоридом натрия. Образующиеся силициды натрия обволакивают кристаллы кремния, затрудняют их рост и повышают предел механической прочности алюминиево-кремниевого сплава в 2 раза.
Отливки АК7 упрочняют с помощью термической закалки и искусственного старения. Для исключения пережога используют двух- или трехступенчатый нагрев до 500-55 градусов, выдерживая детали в горячей воде по 2-3 часа. После высокотемпературной обработки пластичность и прочность сплава АК7 повышается, что особенно важно при производстве сложных и тонкостенных литых заготовок.
Модификация сплава.
К сожалению, сплав АК12 термическая закалка не приводит к повышению его прочностных характеристик. В связи с этим, его механические свойства модифицируют специальными добавками. Для этого алюминиево-кремниевый сплав расплавляют до жидкого состояния и обрабатывают щелочными металлами (натрием, литием, калием) или их солями. Модификатора требуется немного, буквально сотые доли процента, чтобы он связал частицы кремния, находящиеся в растворе, и затормозил их рост. В результате значительно повышается прочность и пластичность сплава АК12, а также его литейные свойства.
В последнее время промышленностью активно используется алюминиево-кремниевый сплав АК12, модифицированный соединениями стронция, которые практически так же влияют на сплав, как и соли щелочных металлов. Их вводят в виде лигатуры на базе алюминия, и, в отличие от натрия, стронций не склонен к угару и не повышает газоусадочную и усадочную пористость материала. Отливки, получаемые с его помощью, сохраняют свои модифицированные свойства даже после переплавки.
Сплав АК7ч (АЛ9)
Сплав АК7ч применяется: для изготовления чушек и различных фасонных отливок различными способами литья (в песчаные формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением); отливок деталей металлургического машиностроения (деталей приборов, корпусов помп, карбюраторов, работающих при температурах не выше +200 °С; тонкостенных средненагруженных и свариваемых деталей; отливок деталей трубопроводной арматуры и приводных устройств к ней; отливок высокой и средней нагруженности и повышенной герметичности всеми способами, кроме литья под давлением.
Примечание
Алюминиевый литейный сплав системы Al-Si-Mg. Сплав отличается высокой герметичностью. Сплав является заменителем сплавов марок АЛ2 и АЛ7.
Достоинства: Хорошие коррозионная стойкость, механические свойства и литейные технологические свойства. Удовлетворительная обрабатываемость резанием.
Недостатки: По механической прочности уступает сплаву марки АЛ4.
Термически упрочняемый сплав с удовлетворительными прочностными свойствами. По коррозионной стойкости и технологическим характеристикам сплав близок к сплаву марки АК12.
Химический состав
Силумин АК7 выплавляется по ГОСТу 1583-93 из чистого алюминия или шихтовых материалов. В его составе содержится до 93,6% алюминия и легируемые добавки кремния – 6-8%. Кремний снижает пластичность и прочность сплава, поскольку образует в его структуре хрупкие включения и интерметаллические соединения.
Минимальные примеси бериллия повышают плотность и чистоту сплава АК7, а также способствуют упрочнению оксидной пленки, образуемой на его поверхности, и положительно влияют на его противоокислительные свойства.
Не менее вредны добавки железа, которые вызывают формирование эвтектических кристаллов в виде пластин и снижают пластичность силумина АК7. Однако, их содержание можно в значительной степени понизить при изготовлении отливок литьем в землю, тогда как при литье под давлением и в металлические формы количество эвтектики максимально.
Технология обработки поковок АК4 и штамповок АК4.
Ввиду своей высокой жаропрочности, сочетающейся со способностью подвергаться горячей деформации при высоких температурах, сплав АК4 востребован при изготовлении штамповок и поковок, упрочняемых термической обработкой. Для крупных заготовок используют прессованные или круглые слитки, а для более мелких штамповок – катаные листы.
Массивные полуфабрикаты больших размеров и сложных форм, имеющих толщину стенок до 88 мм, довольно проблематично закаливать. Сочетание тонких и массивных частей в одной заготовке приводит к неравномерному распределению напряжения и возникновению к эффекту коробления и поводок. Для его снижения закалку поковок и штамповок проводят в кипящей воде или в растворах полимеров, пропуская сжатый воздух через охлаждающий раствор в закалочном баке. При массовом производстве детали укладывают в несколько слоев, располагая их в шахматном порядке.
У нас вы можете приобрести металлопрокат алюминиевого сплава АК4: плиты, листы, трубы, прутки, изготовленный по действующим нормативам ГОСТ. Позвоните или оставьте заявку на сайте, специалисты быстро оформят заказ и организуют доставку материала.
Применение литейного сплава АК12.
Алюминиево-кремниевый сплав АК12 плохо режется и поддается прокатке, но для него характерна повышенная жидкотекучесть. Ввиду этого, он чрезвычайно востребован в производстве литых деталей, которые способны работать при температуре до 200 градусов. Для их получения используют разнообразные методы литья: под давлением, в песок и в металлические формы. В дальнейшем из отливок изготавливают детали для бытовой техники, горно-металлургической, авиастроительной, машиностроительной отраслей промышленности:
- картеры;
- поршни;
- блоки цилиндров;
- мясорубки;
- теплообменники;
- корпуса помп;
- трубопроводная арматура;
- переходники и др.
Силумин АК12, имеющий в маркировке букву «П» и содержащий минимальные доли свинца, цинка, бериллия и мышьяка, может использоваться при изготовлении металлической посуды. Например, из него получают прочные и легкие казаны, сковородки, утятницы, формы для запекания и другие изделия пищевого назначения.
Кроме этого, сплав АК12 активно применяют в ювелирном деле. Он хорошо сваривается, что важно при сборке бижутерии, а также полируется и шлифуется в виду своей малой пористости, образуя блестящую и ровную поверхность без изъянов. Если требуется, проводят анодирование ювелирных изделий, окрашивая образующийся на их поверхности оксидный слой в разнообразные цвета. При пониженных температурах прозрачная пленка окислов приобретает золотистый оттенок (под цвет натурального золота).
Мы предлагаем следующие марки алюминиево-кремниевого сплава АК12 в чушках и отливках:
Доставка материала осуществляется в любой российский регион с соблюдением сроков и правил транспортировки.
Читайте также: