Жаропрочные алюминиевые сплавы марки
Эффективное развитие высокотехнологичных отраслей промышленности неразрывно связано с применением жаростойких сплавов специального назначения. Из них изготавливают ответственные элементы различных конструкций, оснастку и компоненты машин и оборудования, удовлетворяющие требованиям стойкости к деформации и прочности при эксплуатации под влиянием агрессивных жидких и газовых сред, в условиях высоких нагрузок и температур. Потребителями продукции из жаропрочных сплавов являются авиационная и аэрокосмическая отрасли, машиностроение, атомная, пищевая, нефтехимическая промышленность и т.д.
Другие сферы применения жаростойких сплавов
Помимо авиационной и космической отраслей, высоколегированные жаропрочные сплавы применяются во многих других сферах, где присутствуют высокие технологии. Например, хромистый сплав 15Х11МФ, выпускаемый в виде прутка, используется для производства лопаток турбин энергоблоков АЭС большой мощности. Из горячекатаных шестигранных, круглых и квадратных прутков, а также ленты сплава 40Х9С2, делают клапаны впуска и выпуска двигателей внутреннего сгорания, диски, крыльчатки, трубки рекуператоров, теплообменники, колосники, крепеж.
Из жаропрочных сплавов изготавливают десятки типов вращающихся дисков и валов для силовых агрегатов оборудования, предназначенного для нефтяной, нефтеперерабатывающей, химической промышленности, для двигателей морских судов и самолетов. Из них делают жаровые трубы, камеры сгорания высокотемпературных печей и многое другое. Между тем, разработка новых жаропрочных сплавов с повышенными прочностными характеристиками ведется непрерывно, что обусловлено необходимостью еще большего повышения эффективности функционирования высокотехнологичной техники.
телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95
Классификация алюминиевых сплавов
Для классификации алюминиевых сплавов используется большое количество различных признаков. В зависимости от типа вспомогательных элементов выделяют следующие виды:
- с добавлением присадок, в качестве которых выступают различные материалы, например, магний, цинк, хром, кремний и другие.
- с добавлением интерметаллидов – в составе таких соединений присутствует несколько металлов, например, медь и магний, литий и магний.
В составе алюминиевых сплавов может присутствовать множество элементов, придающих материалу те или иные эксплуатационные характеристики.
По способу металлообработки выделяют следующие типы соединений алюминия:
- Деформируемые алюминиевые сплавы – твердые соединения, которые благодаря высокой пластичности могут обрабатываться прессованием или ковкой. Эксплуатационные характеристики материала повышаются путем проведения дополнительной обработки.
- Литейные – поступая на производство в жидком состоянии, они обрабатываются после того как затвердеют. Из литейных алюминиевых сплавов изготавливают корпусные детали различной конфигурации.
Отдельная группа представлена техническим алюминием, содержащим меньше 1 % посторонних примесей. Такой состав приводит к образованию на поверхности металла оксидной пленки, защищающей его от негативного воздействия окружающей среды. В то же время прочностные характеристики технического алюминия довольно низкие.
В зависимости от прочности соединения бывают:
- сверхпрочными (от 480 МПа);
- среднепрочными (от 300–480 МПа);
- малопрочными (до 300 МПа);
Отдельная группа представлена дуралюминами, обладающими особыми эксплуатационными свойствами.
В составе легких алюминиевых соединений может присутствовать множество примесей. Химический состав обозначается маркировкой.
Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой
Дуралюмины
Дуралюминами называются сплавы Al-Cu-Mg, в которые дополнительно вводят марганец. Типичным дуралюмином является сплав Д1.
Марганец повышает стойкость дуралюмина против коррозии, а присутствуя в виде дисперсных частиц фазы Т, повышает температуру рекристаллизации и улучшает механические свойства.
Дуралюмин, изготовляемый в листах, для защиты от коррозии подвергают плакированию, т.е. покрытию тонким слоем алюминия высокой чистоты.
Из сплава Д16 изготовляют обшивки, шпангоуты, стрингера и лонжероны самолетов, силовые каркасы, строительные конструкции, кузова грузовых автомобилей и т.д.
Сплав Д16 — s0.2=400МПа, sв=540МПа, d=11%.
Сплавы авиаль (АВ)
Эти сплавы уступают дуралюминам по прочности, но обладают лучшей пластичностью в холодном и горячем состояниях. Авиаль удовлетворительно обрабатывается резанием (после закалки и старения) и сваривается контактной и аргонодуговой сваркой. Сплав обладает высокой общей сопротивляемостью коррозии, но склонен к межкристаллической.
Из сплава АВ изготовляют различные полуфабрикаты (листы, трубы и т.д.), используемые для элементов конструкций, несущих умеренные нагрузки, кроме того, лопасти винтов вертолетов, кованые детали двигателей, рамы, двери, для которых требуется высокая пластичность в холодном и горячем состояниях.
Сплав АВ — s0.2=200МПа, sв=260МПа, d=15%.
Высокопрочные сплавы. Предел прочности этих сплавов достигает 550-700МПа, но при меньшей пластичности, чем у дуралюминов. Представителем высокопрочных алюминиевых сплавов является сплав В95.
При увеличении содержания цинка и магния прочность сплавов повышается, а их пластичность и коррозийная стойкость понижаются. Добавки марганца и хрома улучшают коррозийную стойкость. Сплавы обладают хорошей пластичностью в горячем состоянии и сравнительно легко деформируются в холодном состоянии после отжига. Сплав В95хорощо обрабатывается резанием и сваривается точечной сваркой, его применяют в самолетостроении для нагруженных конструкций, работающих длительное время при t<=100¸120°С. Сплав В95 рекомендуется для сжатых зон конструкций и для деталей без концентраторов напряжений.
Сплав В95 — s0.2=530-550МПа, sв=560-600МПа, d=8%.
Сплавы для ковки и штамповки. Сплавы этого типа отличаются высокой пластичностью и удовлетворительным литейными свойствами, позволяющими получить качественные слитки.
Сплав АК6 используют для деталей сложной формы и средней прочности, изготовление которых требует высокой пластичности в горячем состоянии. Сплав АК8 рекомендуют для тяжелонагруженных штампованных деталей.
Сплав АК8 — s0.2=300МПа, sв=480МПа, d=10%.
Основные группы алюминиевых сплавов и их свойства
Для работы с алюминием и его соединениями необходимо ознакомиться со свойствами металла, поскольку они существенно влияют на сферу применения деталей и характеристики материала. Ранее мы говорили о классификации сплавов алюминия.
Далее расскажем о наиболее распространенных типах металла и их свойствах.
- Сплавы с алюминием, медью и кремнием.
Соединение также известно под названием алькусин. Сплавы, в которых присутствуют медь и кремний, используются для изготовления деталей промышленного оборудования. Отличные технические свойства позволяют эксплуатировать их в условиях постоянной нагрузки.
Технические характеристики составов, в которых присутствует медь, сравнимы с низкоуглеродистыми сталями. Основной недостаток заключается в плохой коррозионной устойчивости. Детали покрываются защитным составом, предохраняющим от негативного воздействия окружающей среды. Для улучшения качеств материала используют легирующие компоненты (марганец, железо, магний и кремний).
Эти соединения носят название силумина и служат для производства декоративных элементов. Для повышения характеристик алюминиевых сплавов используют натрий и литий.
Присутствие в составе магния повышает прочностные характеристики материала, а также облегчает процесс сварки. Содержание магния не должно превышать 6 %. Более высокий процент снизит антикоррозионные свойства соединения. Для повышения прочности без снижения коррозионной устойчивости в составы добавляют марганец, ванадий, хром или кремний. Каждый дополнительный процент магния улучшает прочность на 30 МПа.
Для повышения устойчивости к коррозии в состав соединения добавляют марганец. Благодаря ему повышаются прочность и свариваемость материала. Кроме марганца в состав добавляют железо и кремний.
- Сплавы с алюминием, цинком и магнием.
Высокими прочностными характеристиками, а также простотой обработки отличаются алюминиевые сплавы с магнием и цинком. Для улучшения свойств материала его подвергают термической обработке. Недостатком таких соединений является низкая антикоррозионная устойчивость. Для исправления этого минуса используют легирующий компонент – медь.
В этих сплавах, помимо алюминия, содержатся магний и кремний. Соединения отличаются высокой пластичностью, коррозионной устойчивостью.
Алюминиевые жаропрочные сплавы
Основное и наиболее ценное свойство жаропрочных алюминиевых сплавов - температурный диапазон обработки материала соответствующий 200-400' С. Алюминиевые сплавы - это ценнейшие материалы, широко используемые практически во всех отраслях промышленности. В них ценятся: невысокий показатель плотности (порядка 3 г/см3); отличная антикоррозийная стойкость; высокая теплопроводность и электрическая проводимость; прочность; светоотражение; и другие свойства.
Деформируемые жаропрочные сплавы
Деформируемыми называют сплавы, из которых можно изготавливать детали путем пластической деформации. Деформируемые жаропрочные сплавы схожи по своему составу с литейными сплавами, но содержат меньше алюминия и титана, что обусловлено требованием иметь высокую пластичность. Благодаря этому деформируемые сплавы обладают высокой ударной вязкостью, т.е. способны эффективно поглощать механическую энергию под воздействием ударных нагрузок. Металлопродукция из этого типа сплавов выпускается в виде проволоки, прутков, металлического листа, жаропрочных труб, изделия из которых способны работать при температурах до 800°C.
Марки и применение
Говоря о деформируемых жаропрочных сплавах, прежде всего, следует назвать сплав марки ХН77ТЮР. В его состав входит до 77% никеля (Ni) – основа, до 22% хрома (Cr), 1% алюминия (Al), 1,5-2,8% титана (Ti), кремний (Si), марганец (Mn), незначительное количество бора (B) – 0,02% и 0,06% углерода (С), плюс ряд примесей. Это типичный деформируемый сплав, из листового проката которого производят диски, кольца, лопатки, другие детали для турбин, работающих при температуре 650-700°С и выше.
Из проволоки (прутка) сплава ХН77ТЮР диаметром 0,5-10 мм делают винтовые цилиндрические пружины сжатия и растяжения с пределом прочности 1220-1370 МПа для высокотехнологичного оборудования, работающего в инертных средах, водяном паре, морской воде и т.п. Из трубчатых заготовок изготавливают детали горячего тракта и жаровые трубы все для тех же ГТД (газо-турбинных двигателей). Аналогичную сферу применения имеют сплавы ХН70Ю, XH60ВТ, XH65BМTЮ, XH55ВМТКЮ, ХН78Т.
Порошковые жаропрочные сплавы (особенности, применение, марки)
Порошковыми называют сплавы, изготовленные методом порошковой металлургии. Классическая технология порошковой металлургии представляет собой последовательность нескольких операций. На первом этапе производится смешение подготовленных порошков (микрогранул) исходных материалов (чистых металлов, неметаллов, сплавов) и легирующих элементов в определенной пропорции, на втором - помещение смеси в пресс-формы необходимой конфигурации, а на третьем этапе производится формование детали (прессованием, прокаткой, продавливанием и т.д.) и ее термическая обработка – спекание.
Данная технология позволяет с высокой точностью формировать внутреннюю структуру сплава с определенным расположением зерен (гранул) порошка, задавая изделию конкретные необходимые свойства, что часто невозможно сделать при литье из-за особенностей процесса затвердевания расплава. Благодаря этому некоторые порошковые сплавы, по чистоте химического состава, жаропрочности и стойкости к напряжению, превосходят сплавы, созданные традиционным литьевым методом, что очень важно для современной высокотехнологичной техники и оборудования.
Марки и применение
Наибольшее распространение в высокотехнологичных отраслях промышленности, главным образом в производстве современной авиационно-космической техники, получили жаропрочные порошковые сплавы на основе никеля, алюминия, титана и некоторых других цветных металлов. Из порошковых сплавов изготавливают турбинные диски, валы компрессоров, подшипники скольжения, втулки, фильтры и целый ряд других ответственных деталей, работающих в условиях высоких температур и в агрессивных газовых средах.
В числе востребованных жаропрочных порошковых материалов можно выделить алюминиевый спеченный сплав САП1 (аналоги САП2, САП3, САП4), выпускаемый в виде профиля и листов, из которых производят корпуса для аппаратуры и различные конструкции, работающие при температурах до 350°C. Никелевый порошковый сплав ЭП741НП (ХН51КВМТЮБ) используют для изготовления дисков турбин и компрессорных валов. Для аналогичных целей применяют похожий сплав марки ЭИ698П (ХН71МТЮБ), который способен длительно работать при температурах 550-700°C. Из титановых порошковых сплавов ВТЗ-1 и ВТ-8 прессуют и штампуют диски компрессоров для ГТД.
Жаропрочные сплавы на основе алюминия марки Д21 и 1205 (деформирумые)
Свойства жаростойких и жаропрочных сплавов
Для жаропрочных сплавов и сталей основным полезным свойством с практической точки зрения является способность материала выдерживать механические нагрузки в условиях высоких температур. Существуют различные схемы нагружения жаропрочных материалов: статические растягивающие, изгибающие или скручивающие нагрузки, термические нагрузки вследствие изменений температуры, динамические переменные нагрузки различной частоты и амплитуды, динамическое воздействие скоростных газовых потоков на поверхность. При этом указанные материалы должны выдерживать соответствующий тип нагружения.
Основным практически полезными свойствами жаростойких сталей и сплавов является коррозионная стойкость материала в газовых средах при высоких температурах.
В то же время, с точки зрения производства готовых изделий важную роль играют технологические свойства. При создании деформируемых сплавов необходимо обеспечить достаточную технологическую пластичность при обработке давлением, в том числе при температурах 700-800 °С, а литые сплавы должны иметь удовлетворительные литейные свойства (жидкотекучесть, пористость).
Жаропрочные сплавы
Эти сплавы используют для деталей, работающих при температуре до 300°С. Жаропрочные сплавы имеют более сложный химический состав, чем рассмотренные выше алюминиевые сплавы. Их дополнительно легируют железом, никелем и титаном.
Сплав Д20 — s0.2=250МПа, sв=400МПа, d=12%.
Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой
К этим сплавам относятся сплавы алюминия с марганцем или с магнием. Упрочнение сплавов достигается в результате образования твердого раствора и в меньшей степени избыточных фаз.
Сплавы легко обрабатываются давлением, хорошо свариваются и обладают высокой коррозийной стойкостью. Обработка резанием затруднена.
Сплавы (АМц, АМг2, АМг3) применяют для сварных и клепанных элементов конструкций, испытывающих небольшие нагрузки и требующие высокого сопротивления коррозии.
Сплав АМг3 — sв=220МПа, s0.2=110МПа, d=20%.
Сплавы алюминия с другими элементами
Легирующими элементами, используемыми при изготовлении алюминиевых сплавов и улучшающими их качественные характеристики, являются также следующие.
Бериллий уменьшает окисление при термической обработке. Невысокое содержание бериллия (0,01–0,05 %) улучшает текучесть соединений алюминия, используемых в процессе производства деталей двигателей внутреннего сгорания (поршней и головок цилиндров).
Висмут, а также свинец, олово или кадмий, обладающие низкой температурой плавления, при добавлении в состав сплавов облегчают процесс резки металла. Эти компоненты способствуют образованию мягких легкоплавких фаз, обеспечивающих ломкость стружки и смазывание резца.
Соединения с добавлением галлия (0,01–0,1 %) используются для производства расходуемых анодов.
Небольшое количество железа (не более 0,04 %) добавляют в материал, используемый для изготовления проводов, за счет этого повышается прочность и ползучесть материала. Кроме того, железо снижает прилипание состава к стенкам форм при литье в кокиль.
Добавление в алюминиевые сплавы 0,05–0,2 % индия повышают прочностные характеристики в процессе старения, особенно если в составе присутствует низкое содержание меди. Из таких соединений алюминия изготавливают подшипники.
При добавлении в состав 0,3 % кадмия повышаются прочностные и антикоррозионные характеристики алюминиевых соединений.
Для придания материалу пластичности в состав добавляют кальций. Если его содержание достигнет 5 %, то металл будет сверхпластичным.
Добавление олова облегчает процесс резки алюминиевых сплавов.
Введение в состав титана увеличивает прочность и равномерное распределение характеристик во всем объеме заготовок за счет измельчения зерна в отливках и слитках.
Краткая характеристика алюминия и его сплавов
Впервые алюминий был получен учеными-химиками из Дании (Эрстедом) и Германии (Велером) в 1825 и 1827 годах соответственно. В промышленных масштабах производить металл стало возможным в 1886 году благодаря разработкам американца Чарльза Холла и француза Поля Эру. Стоимость алюминия вплоть до конца XIX века лишь ненамного уступала золоту.
В начале прошлого столетия алюминий использовался только в чистом виде. В 1906 году немецкий ученый Вильм термически упрочнил металл, добавив к нему медь (4 %), магний (0,5 %), марганец (0,5 %). Так появился первый сплав – дуралюмин. Алюминиевые сплавы, обладающие, помимо высокой прочности, небольшой плотностью, широко применяются в промышленности в настоящее время.
Удельная прочность соединений алюминия (отношение временного сопротивления к плотности) значительно выше аналогичного параметра сталей. Благодаря этому алюминиевые соединения широко используются в ракето- и самолетостроении.
Для металла и его сплавов характерны высокая технологичность и простота деформации, что позволяет с легкостью создавать детали сложной конфигурации. К достоинствам материала относятся также устойчивость к коррозии и хорошая электропроводность (эта характеристика выше только у серебра, меди и золота). Применение сплавов алюминия в электронике и электротехнике обусловлено легкостью их раскатывания в фольгу.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Благодаря низкой температуре плавления при обработке материала не требуются значительные энергетические затраты, соответственно, производство и продукция обладают невысокой себестоимостью.
Листы из жаропрочного алюминиевого сплава марки 1151
Основная информация
Сплав является наиболее жаропрочным из свариваемых алюминиевых сплавов, по комплексу свойств имеет преимущество перед применяемыми конструкционными жаропрочными алюминиевыми сплавами: повышенная жаропрочность и коррозионная стойкость, хорошие показатели вязкости разрушения и выносливости, свариваемость всеми видами сварки, высокая прочность сварного соединения, технологичность в процессе металлургического и машиностроительного производства, стабильность свойств. В некоторых конструкциях сплав может заменить титановые сплавы и нержавеющую сталь.
Технические характеристики
| Вид документа: | Обозначение: | Наименование: |
| Технические условия (ТУ) | ТУ 1-92-107-86 | Листы конструкционные из алюминиевого сплава марки 1151 |
| Технические условия (ТУ) | Изменение № 1 к ТУ 1-92-107-86 | Изменение № 1 к ТУ 1-92-107-86 |
| Технические условия (ТУ) | Изменение № 2 к ТУ 1-92-107-86 | Изменение № 2 к ТУ 1-92-107-86 |
Жаропрочные сплавы на основе алюминия марки 1151 (деформирумые)
Обработка жаропрочного алюминия:
В процессе исследования было установлено, что повышению жаропрочных характеристик способствуют не легирующие добавки, которые максимально искажают кристаллическую решётку, а те, что не оказывают существенного влияния на их искажение, а способствуют усилению прочности связи между атомами.
На основании этого фактора, разработка новых видов сплавов для материалов, предназначенных работать в высокотемпературной среде, была направлена на максимальное усиление межатомной связи между алюминием, взятым за основу и легирующими компонентами.
Большое влияние на жаропрочные свойства сплавов оказывают и особенности производственной технологии. Например, важными составляющими являются скорость кристаллизации материала в процессе отлива; выбранные параметры термической обработки заготовки и другие показатели, влияющие на формирование фазового уплотняющего состава и структурных особенностей. Внося изменения в эти значения, можно получать сплавы с необходимыми свойствами.
При этом следует учитывать преимущества гетерогенезации структуры состава, которая позволяет усилить жаропрочные свойства за счёт использования соединений металлов, таких, например, как Al6Cu3Ni, Al7Cr, Al9FeNi, отличающихся высокой устойчивостью к высоким температурам. Важно, что эти соединения не коагулируют и не укрупняют частицы при взаимодействии с компонентами, входящими в состав сплава.
В результате испытаний независимые исследователи пришли к единому мнению, что повышение жаропрочности алюминиевых сплавов - это комплексные процессы, в которых широко используется легирование марганцем, кобальтом, никелем и медью.
В основе теории жаропрочных алюминиевых сплавов лежат современные достижения в области изучения механизмов разрушения кристаллических тел при различных температурных параметрах и физики твёрдых тел.
Маркировка алюминиевых сплавов
При определении марки алюминиевых сплавов можно столкнуться с определенными сложностями. Маркировка выполняется таким образом, чтобы вопросов при уточнении соединения не возникало. Составы имеют определенное буквенно-цифровое обозначение.
Особенности маркировки заключаются в следующем:
- в начале стоят одна или несколько букв, указывающие на состав соединения;
- маркировки включают в себя цифровой порядковый номер;
- заканчиваться маркировка может также буквой, обозначающей особенности обработки материала (например, термической).
Ознакомимся с правилами маркировки на примере сплава Д17П. Первая буква Д обозначает состав сплава – дюралюминий. В составе всех дюралюминиев присутствуют определенные химические элементы, различающиеся по количественному содержанию. Порядковый номер 17 указывает на конкретный материал, обладающий определенными свойствами. Буква П в конце маркировки используется для обозначения способа обработки полунагартованного соединения, получаемого под давлением без предварительного нагрева металла, соответственно, прочностные характеристики будут составлять половину от максимально возможных.
Маркировка алюминиевых сплавов производится по ГОСТу 4784-97, определяющему основные требования к обозначению соединений.
Литейные жаропрочные сплавы
Литейными называют сплавы с хорошей жидкотекучестью, из которых можно изготавливать качественные отливки сложной конфигурации. В качестве легирующих элементов в литейных жаропрочных сплавах применяются кремний (Si), алюминий (Al), титан (Ti), хром (Cr), вольфрам (W), кобальт (Co), ниобий (Nb), молибден (Mo), цирконий (Zr) и другие химические элементы. В сравнении с деформируемыми сплавами, литейные сплавы более технологичны, имеют более высокие значения длительной прочности, а их жаропрочность на 100-200°C выше. Изделия из этих сплавов могут работать при температурах до 1000-1100°C.
Особые требования к выносливости литейных сплавов
С целью повышения жаропрочности и длительной прочности в составе литейных сплавов увеличивают долю тугоплавких легирующих металлов с температурой плавления более 1800°C, например, таких, как вольфрам. В некоторые сплавы добавляют бор. Выносливость сплава является очень важным параметром, поскольку литейные жаропрочные сплавы применяют для отливки турбинных лопаток высоконагруженных авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), а чем большую температуру способна выдерживать лопатка турбины, тем больше мощность двигателя и выше надежность воздушного судна.
Марки и применение
В современном авиационном и энергетическом машиностроении перечисленные сплавы используются для изготовления рабочих и направляющих лопаток авиационных турбин и энергосиловых установок, а также секционных лопаток соплового аппарата. Широкое применение в перечисленных сферах получил литейный сплав марки ХН55ВМТФКЮ. В его состав входит 55% никеля (Ni) – основа, 12-16% кобальта (Со), 9-12% хрома (Cr), 4,5-6,5 вольфрама (W), 4-6% молибдена (Мо), 3-5% алюминия (Al), 1,5-2% титана (Ti) и ряд других примесей.
Рисунок 1. Турбина авиационного двигателя.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Марки жаропрочных и жаростойких сплавов
Жаропрочные стали и сплавы на никелевой основе
В настоящее время сплавы на никелевой основе имеют наибольшее значение в качестве жаропрочных материалов, предназначенных для работы при температурах от 700 до 1100°С.
-
сплава ЭИ437Б - 19-22 Cr; 2,4-2,8 Ti; 0,6-1,0 Al; ; остальное никель.
- сплав изготавливается в дуговых и индукционных электропечах и с применением вакуумного дугового переплава;
- температура деформации - начало 1160, конец выше 1000 °С, охлаждение после деформации иа воздухе;
- рекомендуемые режимы термической обработки: нагрев до 1190±10 °С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе; нагрев до 1050 °С, выдержка 4 ч, охлаждение на воздухе; старение при 800 °С в течение 16 ч, охлаждение на воздухе;
- нагрев до 1180 °С, выдержка 6 ч, охлаждение на воздухе; нагрев до 1000 °С, охлаждение с печью до 900 °С, выдержка 8 ч, охлаждение на воздухе; старение при 850 °С в течение 15 ч, охлаждение на воздухе.
Жаростойкие стали и сплавы на основе никеля и железа
Основными жаростойкими материалами, которые используют в газовых турбинах, печах и различного рода высокотемпературных установках с рабочей температурой до 1350 °С, являются сплавы на основе железа и никеля. Высокое сопротивление окислению сталей и сплавов связано в первую очередь с большим количеством хрома, входящего в состав сплавов. Например, максимальное содержание хрома (по массе) в количестве 26-29 % имеет сплав на основе никеля ХН70Ю.
Выпускаются различные полуфабрикаты из жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов. Стоит отметить жаропрочные прутки и круги, проволоку и нить, жаропрочные листы и полосы, ленту, а также трубы. Перечисленные полуфабрикаты находят применение в областях промышленности, в которых предъявляются высокие требования к жаропрочности и жаростойкости изделий.телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95
Алюминиевые сплавы
Алюминиевые сплавы используются гораздо чаще, чем этот же металл в чистом виде. И тут ничего удивительного: они обладают гораздо большей прочностью, а также устойчивостью к коррозии и высоким температурам.
Комбинации с различными веществами наделяют те или иные сплавы конкретными характеристиками. В зависимости от требований к конечному продукту в алюминий добавляется один или несколько легирующих элементов. А чтобы не возникло путаницы, получившийся сплав маркируют определенным образом. То есть заказчику остается лишь выбрать наиболее подходящий для своих нужд металл.
Классификация алюминиевых сплавов
Наибольшее распространение получили сплавы Al-Cu, Al-Si, Al-Mg, Al-Cu-Mg и другие.
Все сплавы алюминия можно разделить на деформируемые, предназначенные для получения полуфабрикатов (листов, плит, прутков и т. д.), а также поковок и штамповых заготовок путем прокатки, прессования, ковки и штамповки, и литейные, предназначенные для фасонного литья.
Сплавы алюминия, обладая хорошей технологичностью во всех стадиях передела, малой плотностью, высокой коррозийной стойкостью, при достаточной прочности, пластичности и вязкости нашли широкое применение в авиации, судостроении, строительстве и других отраслях народного хозяйства.
Литейные алюминиевые сплавы
Сплавы для фасонного литья должны обладать высокой жидкотекучестью, сравнительно небольшой усадкой, малой склонностью к образованию горячих трещин и пористости в сочетании с хорошими механическими свойствами, сопротивлением коррозии и др.
Сплавы Al-Si (силумины). Отличаются высокими литейными свойствами, а отливки — большой плотностью. Сплавы Al-Si (АЛ2, АЛ4, АЛ9) сравнительно легко обрабатываются резанием. Заварку дефектов можно производить газовой и аргонодуговой сваркой.
Сплав АЛ9 — sв=200МПа, s0.2=140МПа, d=5%.
Сплавы Al-Cu. Эти сплавы (АЛ7, АЛ19) после термической обработки имеют высокие механические свойства при нормальной и повышенных температурах и хорошо обрабатываются резанием. Литейные свойства низкие.
Сплав АЛ7 используют для отливки небольших деталей простой формы, сплав склонен к хрупкому разрушению.
Сплав АЛ7 — sв=240МПа,s0.2=160МПа, d=7%.
Сплавы Al-Mg. Имеют низкие литейные свойства. Характерной особенностью этих сплавов является хорошая коррозийная стойкость, повышенные механические свойства и обрабатываемость резанием.
Сплавы АЛ8, АЛ27, АЛ13 и АЛ22 предназначены для отливок, работающих во влажной атмосфере, например, в судостроении и авиации.
Сплав АЛ8 — sв=350МПа, s0.2=170МПа, d=10%.
Жаропрочные сплавы. Наибольшее применение получил сплав АЛ1, из которого изготавливают поршни, головки цилиндров и другие детали, работающие при температуре 275-300°С.
Основные сведения о жаростойких и жаропрочных сплавах
Жаропрочные сплавы и стали - материалы, работающие при высоких температурах в течение заданного периода времени в условиях сложно-напряженного состояния и обладающие достаточным сопротивлением к коррозии в газовых средах.
Жаростойкие сплавы и стали - материалы, работающие в ненагруженном или слабо-нагруженном состоянии при повышенных температурах (более 550 °C) и обладающие стойкостью к коррозии в газовых средах.
Активный интерес к подобным материалам стал проявляться в конце 30-х годов XX века, когда появилась необходимость в материалах способных работать при достаточно высоких температурах. Это связано с развитием реактивной авиации и газотурбинных двигателей.
Основой жаростойких и жаропрочных сплавов могут быть никель, кобальт, титан, железо, медь, алюминий. Наиболее широкое распространение получили никелевые сплавы. Они могут быть литейными, деформируемыми и порошковыми. Наиболее распространенными среди жаропрочных являются литейные сложнолегированные сплавы на никелевой основе, способные работать до температур 1050-1100 °C в течение сотен и тысяч часов при высоких статических и динамических нагрузках.
Жаростойкие и жаропрочные сплавы
Классификация жаропрочных и жаростойких сплавов
Поскольку речь идет о жаростойких и жаропрочных сталях и сплавах, то стоит дать определение терминам жаропрочность, жаростойкость.Термины и определения
Жаропрочность - способность сталей и сплавов выдерживать механические нагрузки при высоких температурах в течение определенного времени. При температурах до 600°С обычно применяют термин теплоустойчивость. Можно дать более строгое определение жаропрочности.
Под жаропрочностью также понимают напряжение, вызывающее заданную деформацию, не приводящую к разрушению, которое способен выдержать металлический материал в конструкции при определенной температуре за заданный отрезок времени. Если учитываются время и напряжение, то характеристика называется пределом длительной прочности; если время, напряжение и деформация - пределом ползучести.
Ползучесть - явление непрерывной деформации под действием постоянного напряжения. Длительная прочность - сопротивление материала разрушению при длительном воздействии температуры.
Жаростойкость характеризует сопротивление металлов и сплавов газовой коррозии при высоких температурах.
Классификация
Можно выделить несколько классификаций сплавов и сталей, которые работают при повышенных и высоких температурах.
- Теплоустойчивые стали - работают в нагруженном состоянии при температурах до 600°С в течение длительного времени. Примером являются углеродистые, низколегированные и хромистые стали ферритного класса.
- Жаропрочные стали и сплавы - работают в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладают при этом достаточной жаростойкостью. Примерами являются стали аустенитного класса на хромоникелевой или хромоникельмарганцевой основах с различными легирующими элементами и сплавы на никелевой или кобальтовой основе.
- Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы - работают в ненагруженном или слабонагруженном состоянии при температурах выше 550°С и обладают стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах. В качестве примера можно привести хромокремнистые стали мартенситного класса, хромоникелевые аустенитные стали, хромистые и хромоалюминиевые стали ферритного класса, а также сплавы на основе хрома и никеля.
- литейные;
- деформируемые.
Литейные и деформируемые жаропрочные сплавы (особенности, применение, марки)
Наибольшее распространение в высокотехнологичных отраслях промышленности получили литейные и деформируемые жаропрочные сплавы на основе никеля, который плавится при температуре 1455°С. Варьирование композиций и изменение доли легирующих компонентов позволяет на никелевой основе создавать разнообразные сплавы, длительное время сохраняющие высокие жаропрочные и механические характеристики в интервале температур 800-1050°C. В особых случаях такие сплавы производят на основе тугоплавких металлов, что делает их пригодными для эксплуатации при температурах до 2500-3000°C. Все жаропрочные сплавы разделяют на литейные, деформируемые и порошковые.
Поковки из жаропрочного алюминиевого сплава марки 1151
Основная информация
Сплав является наиболее жаропрочным из свариваемых алюминиевых сплавов, по комплексу свойств имеет преимущество перед применяемыми конструкционными жаропрочными алюминиевыми сплавами: повышенная жаропрочность и коррозионная стойкость, хорошие показатели вязкости разрушения и выносливости, свариваемость всеми видами сварки, высокая прочность сварного соединения, технологичность в процессе металлургического и машиностроительного производства, стабильность свойств. В некоторых конструкциях сплав может заменить титановые сплавы и нержавеющую сталь.
Технические характеристики
| Вид документа: | Обозначение: | Наименование: |
| Технические условия (ТУ) | ТУ 1-92-106-86 | Поковки из алюминиевого сплава марки 1151 |
| Технические условия (ТУ) | Изменение № 1 к ТУ 1-92-106-86 | Изменение № 1 к ТУ 1-92-106-86 |
| Технические условия (ТУ) | Изменение № 2 к ТУ 1-92-106-86 | Изменение № 2 к ТУ 1-92-106-86 |
По вопросам приобретения жаропрочных сплавов на основе алюминия марки 1151 (деформирумых) и получения подробной консультации по свойствам продукции, условиям поставки и заключению договора просим Вас обратиться к менеджерам:
Сферы применения алюминиевых сплавов
Алюминиевые сплавы широко применяются во многих сферах. Благодаря их эксплуатационным характеристикам они входят в пятерку наиболее распространенных соединений металла.
Сначала, благодаря легкости и прочности, их начали использовать при производстве дирижаблей и самолетов.
В настоящее время в связи с высокой температурой плавления соединения алюминия используют при производстве скоростных поездов. Поверхность во время движения на большой скорости нагревается, однако при этом не подвергается деформации.
Широко применяются металл и его соединения в судостроении, где им отдают предпочтение перед сталями. Корпуса из алюминия не подвержены обрастанию ракушками, которые отрицательно сказываются на обтекаемости судов и скорости их движения. Очистка стального корпуса требует значительных временных и финансовых затрат. Таким образом, первоначальные вложения в строительство алюминиевого корпуса окупаются благодаря более дешевой эксплуатации.
Невысокая стоимость и небольшой удельный вес обеспечили востребованность материала в военной промышленности, к примеру, из него производят отдельные элементы стрелкового оружия. С использованием соединений алюминия изготавливают ракетное топливо.
Высокой электропроводностью обусловлено использование алюминиевых сплавов для производства проводов и деталей радиоприемников. Они подходят для изготовления различных габаритных проводников электрического тока (линий электропередач, оболочек высоковольтных кабелей, шин распределительных устройств), что вызвано их заметными преимуществами перед другими металлами. Например, для алюминиевых оболочек кабелей характерны большая прочность и меньшая плотность, чем для свинцовых. Страны с высокоразвитой промышленностью тратят около 15 % алюминия для удовлетворения электротехнических потребностей.
Металл в настоящее время продолжает использоваться для производства посуды. По-прежнему остаются востребованными алюминиевые вилки, ложки, кастрюли и емкости для жидкостей.
Алюминий нашел применение и в пищевой промышленности – в качестве пищевой добавки. Для обозначения в составе продуктов алюминия используют букву E. Металл выступает в роли красителя в кондитерских изделиях, предохраняет продукты от появления плесени. Различные продукты упаковывают в тонкую алюминиевую фольгу, толщина которой не превышает 0,009 мм. А алюминиевая лента толщиной 0,2-0,3 мм идет на производство консервных банок.
Одним из специфических вариантов использования алюминиевых сплавов являются атомные реакторы. Большая часть из них при работе использует тепловые нейтроны. Соответственно, конструкция реакторов должна состоять из металлов, слабо поглощающих такие частицы. К примеру, из алюминия, отличающегося также высокой коррозионной устойчивостью при воздействии горячей воды, перегретого пара, углекислого газа, которые чаще всего выступают в качестве источника тепла в реакторах.
Высоколегированные и прецизионные жаропрочные сплавы
Жаропрочные сплавы бывают высоколегированными и прецизионными. Оба типа создаются путем легирования – добавлением в состав базового материала одного или нескольких дополнительных химических элементов для улучшения его физических (или химических) свойств. Высоколегированными называют сплавы, в которых сумма легирующих элементов превышает 10% от объема основы, при этом небольшие отклонения в концентрации примесей в расчет не принимаются. Прецизионные сплавы отличаются точным соотношением химических компонентов и отсутствием примесей.
Листы из алюминиевого сплава марки 1205
Основная информация о товаре
Технические характеристики
Механические свойства листов толщиной 2 мм из сплава марки 1205 в закаленном и искусственно состаренном состоянии (Т1) по паспорту на материал (минимальные значения):
Временное сопротивление (σв) – не менее 441,4 МПа
Предел текучести (σ0,2) – не менее 343,3 МПа
Относительное удлинение (δ) – не менее 8,5 %
По вопросам приобретения жаропрочных сплавов на основе алюминия марки Д21 и 1205 (деформирумых) и получения подробной консультации по свойствам продукции, условиям поставки и заключению договора просим Вас обратиться к менеджерам:
Алюминий и сплавы на его основе
Алюминий — металл серебристо-белого цвета. Температура плавления 600°С. Алюминий имеет кристаллическую ГЦК решетку с периодом а=0.4041нм. Наиболее важной особенностью алюминия является низкая плотность — 2.7г/см3 против 7.8г/см3 для железа и 8.94г/см3 для меди. Алюминий обладает электрической проводимостью, составляющей 65% электрической проводимости меди. В зависимости от чистоты различают алюминий особой чистоты: А999 (99.999% Al); высокой чистоты: А995 (99.995% Al), А99, А97, А95 и технической чистоты: А85, А8, А7, А6, А5, А0 (99.0% Al).
Технический алюминий изготавливают в виде листов, профилей, прутков, проволоки и других полуфабрикатов и маркируют АДО и АД1.
Штамповки (поковки) из алюминиевого сплава марки Д21
Основная информация о товаре
Технические характеристики
4 способа обработки алюминиевых сплавов
Способы обработки алюминиевых соединений зависят от формы, которую необходимо получить по окончании работы. В процессе используют следующие технологии:
- прокатку, с помощью которой производят фольгу и цельные металлические листы;
- ковку – для изготовления элементов сложной конфигурации;
- формовку – также для создания деталей, имеющих сложную форму;
- прессование – для изготовления труб, профиля и прутьев.
Для улучшения эксплуатационных свойств различных типов алюминиевых сплавов металл обрабатывают термически.
Жаропрочность алюминиевого сплава определяется следующими факторами:
I. Степенью сопротивления ползучести.
При высокой температуре жаропрочный сплав должен выдерживать определённые пределы прочности на ползучесть. Длительность процесса зависит от структуры и состава компонентов сплава. Наилучшие показатели представляют многофазные структуры, имеющие отчётливые границы зёрен алюминия.
II. Объёмной долей уплотняющих фаз.
Включённые в состав сплава присадки: Si, Mn, Mg, Си, Zn, Zr и другие, создают твёрдые растворы: Mg2Si, CuAl2 и другие, которые и обеспечивают фактор уплотняющей фазы. Основные представители жаропрочных составов являются Al-Cu-Mn; Al-Се. Большой интерес представляют Al-Mg, получившие название - магналии; Al-Si - силумины; Al-Mg-Si - авиали.
III. Термической стабильностью.
Под термической стабильностью понимается степень устойчивости материала при коагуляции или растворении в среде высоких температур.
Теоретические аспекты производства
К существенным структурным показателям, оказывающим влияние на жаропрочные характеристики, относятся:
- Количество и свойства деформаций в кристаллических решётках и силы их взаимодействия с легирующими компонентами.
- Размеры зёрен в растворе и состояние их границ.
- Особенности процесса кристаллизации во II фазах, зависящего от расположения частиц и их состояния во время нагрева твёрдого раствора;
- Устойчивости среды и скорости, с которой в ней происходит формирование и увеличение продукта распада.
В зависимости от структурного состояния и уплотняющих фазовых различий сплава получаются материалы с различными механическими свойствами.
Читайте также: