Маркировка литейных алюминиевых сплавов - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Маркировка литейных алюминиевых сплавов

Зарубежные аналоги алюминиевых литейных сплавов

Алюминиевые литейные сплавы-аналоги по стандартам разных стран

В скобках приведены старые обозначения алюминиевых литейных сплавов

РоссияСШАГерманияЯпонияФранция
ГОСТ 1583ASTM
B 85
B 26
AA SAE
DIN 1725 T.2JIS
H 5202
NF
A57-702
АК12 (АЛ12)G-AISi 12 (GK-AlSi12g)A-S13
АК9GD-AlSi12 (Cu)A-S12U
АК9ч (АЛ4)GK-AlSi10MgwaAC 4 A
АК9пч (АЛ4-1)361.0G-AlSi10Mg (Cu)
(GK-AlSi10 Mg (Cu) wa)
A-S10G
АК8л (АЛ34)358.0A-S7G
АК7357.0
АК7ч (АЛ9)356.0
SG 70А
323
AC 4 С
АК7пч (АЛ9-1)А356.0
SG 70В
336
G-AISi 7Mgwa
(GK-AiSi7Mgwa)
AC 4 CH
АК5М (АЛ5)305.0G-AlSi5Mg (GK-AlSi5Mgwa)
АК5Мч (АЛ5-1)А305.0AC 4 D
АК5М2А319.0A-SSU3G
АК5М7238.0
АК6М2319.0
SG 64D
326
AC 2 В
АК8М (AЛ32)328.0
SG 82А
327
АК5М4308.0G-AlSi6Cu4 (GK- AlSi6Cu4)AC 2 AA-SSUZ
АК8МЗ380.0
SG 84 В
308
G-AlSi9Cu3 (GK- AlSi9Cu3)AC 4 ВA-S7U3G
АК8МЗч (ВАЛ8)А 380.0
SG 84 А
306
АК9М2А 360.0
SG 100А
309
GD-AlSi9Cu3AC 8 ВA-S10UG
АК12ММгН (АЛЗ0)383.0
SG 102А
383
G-AlSi12 (Cu)
(GK-AlSi12 (Cu)
A-S11UNG
A-S9GU
A-S12UNG
АК12М2МгН (АЛ25)385.0
АМ4,5Кл (ВАЛ10)201.0
СО 51 А
382
AC 1 ВA-U5GT
АМг4К1,5М
(АМг4К1.5М1)
512.0G-AlMg5Si (GK-AlSiMg5Si)
Амг5К (АЛ 13)512.0G-AlMg5 (GK-AlMg5)
АМг5Мц (АЛ28)A-G6
АМгбл (АЛ23)518.0
G 8 А
АМг6лч (АЛ23-1)535.0
GM 70 В
АМг10 (АЛ27)520.0
G 10 А
324
GD-AlMg9AC 7 В
АМг7 (АЛ29)А 535.0
АЦ4Мг (АЛ24)707.0
ZG 42А
312

Маркировка алюминиевых литейных сплавов

США (ASTM В 85, В 26, В 108)

В общегосударственных и оборонных спецификациях для алюминиевых литейных сплавов наиболее широко используется система обозначений Алюминиевой Ассоциации (АА).
Сплавы имеют трехзначное обозначение. Сплавы сгруппированы в серии, которые относятся к определенным системам легирования. Первая цифра каждой серии указывает основную систему сплава

СерияОсновная система сплавов
2XXAl — Cu
ЗХХAl-Si-Mg, Al-Si-Cu
4ХХAl-Si
5ХХAl-Mg
7ХХAl-Zn
8ХХAl-Sn

Промышленных литейных сплавов серий 6ХХ и 9ХХ не существует. В маркировке, принятой АА, обозначение XXX.0 используется для отливок, т.е. для всех литейных сплавов.
В некоторых обозначениях сплавов, принятых АА, цифрам предшествует буква. Буквы используют для того, чтобы различить сплавы с одинаковым химическим составом по основным легирующим элементам, но отличающимся друг от друга только содержанием примесей или малых добавок, например сплав 356.0 и А 356.0.
SAE-система Общества инженеров автомобильной промышленности Марки сплавов имеют цифровое трехзначное обозначение.
Например, сплав марки АК7ч (AЛ9) (ГОСТ 1583) имеет аналог по стандартам США; 356.0 (по АА), SG70A (по ASTM В26) и 323 (по SAE)

ЯПОНИЯ (JIS Н5202)

В обозначении марок всех литейных алюминиевых сплавов вначале стоит буквенное выражение АС (алюминиевый литейный сплав): последующие цифры 1. 2. … обозначают группу сплавов, относящихся к определенной системе легирования; буквы А, В, С, D, стоящие после цифр, — символ определенного сплава в данной группе

ГруппаСплавы системы
1Al — Cu
2Al-Si-Cu
3Al-Si
Al — Si — Mg
Al-Si-Сu
Al-Si-Mg
4СНAl-Si-Mg
4DAl-Si-Cu
Al-Cu-Ni-Mg
Al-Mg
Al-Si-Cu-Mg

ГЕРМАНИЯ (DIN 1725Т.2)

Перед обозначением марок литейных алюминиевых сплавов указывают метод литья:
G — литье в землю или песчаные формы;
GK — литье в кокиль;
GD — литье под давлением.
Далее идут символы элементов и цифры, указывающие их среднее содержание. В конце обозначения марки сплава указывается его термическая обработка:
g — закалка, соответствует состоянию Т4;
wa — обработка на твердый раствор, закалка и искусственное старение — соответствует состоянию Т6
Один н тот же сплав может маркироваться как с указанием метода литья и термообработки, так н без него. Обозначение марки сплава с указанием метода литья и термообработки ставится в скобках.
Для литейных сплавов с повышенным допустимым содержанием меди, которая не является легирующим элементом, краткое обозначение дополняется стоящим в скобках символом Сu, например GD-AlSi12(Cu)

ФРАНЦИЯ (А57-702)

Первой в обозначении всех литейных алюминиевых сплавов стоит буква А (алюминиевый сплав), далее через тире стоят символы легирующих элементов с цифрами, указывающими их среднее содержание, последним стоит символ основного легирующего элемента. Например. A-S5U3G: S5 — креминя 5 %; U3 — меди 3 %; G — магний — основной легирующий элемент

Рекомендуемые режимы термообработки и обозначения алюминиевых литейных сплавов аналогов

Условное обозначение режимаОбозначение состояния сплаваРежим термической обработки
1Т2Старение 300 °С, 2 ч
2Т4Закалка с 535 °С, 9 — 16 ч, вода (20 — 100 °С)
3Т6
Y-33
Закалка с 545 °С, 10 — 14 ч, вода (20 — 100 °С)
Старение 170 °С, 6 — 10 ч
4Т5Закалка с 535 °С, 10 — 16 ч, вода (20 — 100 °С)
Старение 175 °С, 5 — 17 ч
5Т1Старение 175 °С, 5 — 17 ч
6Т7
Y-33
Закалка с 545 °С, 10 — 14 ч, вода (80 — 100 °С)
Старение 250°С, 3 — 10 ч
7Т7Закалка
Двухступенчатый нагрев: 505 °С, 4 — 6 ч; 515 °С. 4 — 8 ч, вода (200 — 100 °С)
Старение 230 °С, 3 — 5 ч
8Y-30 1Без термической обработки

Условные обозначения способов литья

3 — литье в песчаные формы;
В — литье по выплавляемым моделям;
К — литье в кокиль;
Д — литье под давлением;
ПД — литье с кристаллизацией под давлением (жидкая штамповка);
О — литье в оболочковые формы;
М — сплав подвергается модифицированию

По стандартам США состояние без термообработки обозначается буквой F, в стандарте Франции — Y-30.
В стандарте Франции приняты следующие обозначения видов термообработки:
Y-33 — закалка и искусственное старение (соответствует Т6);
Y-35 — стабилизирующий отпуск (соответствует Т7)

Алюминиевые сплавы: классы, серии и обозначения

Химический состав и состояние

Чистый алюминий является довольно слабым конструкционным материалом с пределом прочности около 90 МПа. Однако при добавлении к алюминию небольших количеств таких легирующих элементов как марганец, кремний, медь, магний или цинк, а также соответствующей термической обработки и/или после холодной пластической деформации, предел прочности алюминия – или уже алюминиевого сплава – может достигать 700 МПа.

Многие алюминиевые сплавы имеют широкие интервалы механических и физических свойств в зависимости от вида их состояния. Эти состояния они получают в результате технологической обработки алюминиевого изделия, как термической, так и деформационной. Эти широкие интервалы свойств алюминиевых сплавов дают возможность широкого выбора именно такого алюминиевого сплава, который бы максимально обеспечивал заданные свойства при минимуме затрат.

Три класса алюминия

Алюминий подразделяется на три основных класса:

  • «чистый» алюминий; это – алюминий с различной степенью чистоты, марки алюминия;
  • алюминиевые сплавы для фасонного литья, то есть литья отливок; это – литейные алюминиевые сплавы.
  • алюминиевые сплавы для изготовления изделий методами обработки металлов давлением, то есть, прессованием (экструзией), прокаткой, ковкой, штамповкой; это – деформируемые алюминиевые сплавы.

Чистый алюминий

Промышленный нелегированный алюминий – технически чистый алюминий – содержит алюминия от 99,80 до 99,00 %. Нелегированный алюминий имеет относительно низкую прочность и поэтому находит ограниченное применение в качестве конструкционного материала. Исключение составляют те случаи, когда важными являются хорошая электрическая проводимость, легкость обработки и высокая коррозионная стойкость. Чистый алюминий не обладает способностью термически упрочняться. Однако прочностные свойства чистого алюминия могут повышаться путем нагартовки, то есть холодной пластической деформации.

Чистый алюминий обладает плохими литейными свойствами, поэтому его применяют в основном в виде изделий, которые получают методами обработки металлов давлением.

Деформируемые алюминиевые сплавы

Большинство алюминиевых сплавов, которые применяют для изготовления изделий методами обработки металлов давлением, содержат не более 7 % легирующих элементов. Путем регулирования количества и типа легирующих элементов улучшают свойства алюминия и повышают его технологические характеристики. Например, для таких специфических производственных процессов как прессование (экструзия) и ковка разработаны специальные алюминиевые сплавы.

Деформируемые алюминиевые сплавы (также как и литейные сплавы) подразделяются на термически упрочняемые и термически неупрочняемые сплавы. Повышение механических свойств термически неупрочняемых алюминиевых сплавов производят путем нагартовки, то есть холодной пластической деформации с последующим частичным отжигом или без него. Повышение механических свойств термически упрочняемых сплавов достигают путем их закалки с подходящей температуры и последующего старения. Для некоторых термически упрочняемых сплавов применяют комбинацию термической обработки и нагартовки.

Основными видами изделий-полуфабрикатов, которые получают из деформируемых алюминиевых сплавов, являются:

  • листы (плиты),
  • фольга,
  • прессованные профили, трубы, прутки, стержни,
  • холоднотянутые трубы;
  • проволока и
  • поковки.

Литейные алюминиевые сплавы

Алюминиевые сплавы, которые предназначены для литья отливок содержат один или более легирующих элементов в количестве не более 12 % каждого. Некоторые литейные сплавы «сконструированы» так, чтобы их можно было применять в литом состоянии без какой-либо термической обработки. Другие сплавы имеют такой химический состав, чтобы их можно было подвергать термической обработке для повышения их механических свойств и размерной стабильности. Высокую прочность вместе с хорошей пластичностью можно получать путем выбора подходящего химического состава и термической обработки.

Классификация алюминиевых сплавов

В мировой алюминиевой промышленности применяется система классификации алюминиевых сплавов, которая основана на системе Американской Алюминиевой Ассоциации (АА). Эту же классификацию применяют международные стандарты ISO и европейские стандарты EN, но в дополнение к цифровым обозначениям сплавов применяют также буквенно-цифровые обозначения.

Все алюминиевые сплавы подразделяются на деформируемые и литейные, которые, в свою очередь, подразделяются на различные серии (группы) по главным легирующим элементам. Каждая из этих групп принадлежит или к термически упрочняемым сплавам, или к термически неупрочняемым сплавам.

На основании классификации Американской Алюминиевой Ассоциации американский стандарт ANSI H35.1 дает системы обозначений алюминия и алюминиевых сплавов, которые включают:

  • способ их применения (деформируемые, литейные и для слитков для переплава), а также
  • состояние сплава (за исключением слитков для переплава, которые не имеют состояния).

Обозначения деформируемых сплавов

Для обозначения деформируемого алюминия и деформируемых алюминиевых сплавов применяется международная цифровая система из четырех цифр:

Таблица 1

Первая цифра

Первая цифра “1” указывает серию марок технического алюминия.

Признаком, по которому алюминиевый сплав относится к одной из серий от 2ххх до 8ххх, является легирующий элемент с максимальным средним (номинальным) содержанием. Исключение составляют сплавы серии 6ххх, в которых главным преобладающим признаком является соотношение содержания магния и кремния, которые доступны для образования силицида магния Mg2Si.

Если одинаковое максимальное среднее содержание в сплаве имеют несколько легирующих элементов, то выбор серии производится в порядке следования серий: медь, марганец, кремний, магний, силицид магния, цинк.

Вторая цифра

В марках алюминия серии 1ххх обозначения, которые имеют вторую цифру от 1 до 9 указывают на специальный контроль одной или более индивидуальных примесей.

В сплавах серий от 2ххх до 8ххх вторая цифра в обозначении сплава указывает на модификацию сплава. Если вторая цифра является нулем, то это указывает на первоначальный, базовый сплав. Цифры от 1 до 9 указывают, соответственно, модификацию базового сплава.

Третья и четвертая цифры

Серия 1ххх включает нелегированный алюминий с естественным уровнем примесей. Последние две цифры (10хх) применяются для обозначения минимально допустимого содержания алюминия в различных вариантах нелегированного алюминия. Обычно их называют марками алюминия.

Эти две последние цифры совпадают с последними цифрами минимального содержания алюминия, который указывается до ближайшего 0,01 %. Например, при содержании алюминия не менее 99,80 % марка алюминия имеет обозначение 1080.

Последние две цифры в обозначениях сплавов серий от 2ххх до 8ххх не имеют никакого физического или химического смысла, а просто идентифицируют различные сплавы внутри группы.

Дополнительные буквы

Иногда в конце четырех цифр обозначения добавляется буква А, которая указывает на модификацию сплава. Например, сплав 6063А является модификацией сплава 6063.

Состояние сплава

Полное обозначение деформируемого алюминиевого сплава для готовой продукции кроме обозначения сплава должно включать его состояние, например, 6063-Т6.

Обозначения литейных сплавов

Международная система из обозначений литейных марок алюминия и алюминиевых сплавов также основана на четырех цифрах, однако последняя цифра отделяется от остальных десятичной точкой. Эта система идентифицирует марки алюминия и алюминиевые сплавы, а также различает их варианты для готовых отливок и для слитков для переплава.

Первая цифра

Первая цифра в обозначении литейных алюминиевых сплавов указывает на серию сплавов:

Таблица 2

Для литейных сплавов от 2хх.х до 8хх.х соответствующая серия определяется по легирующему элементу, который присутствует в сплаве в максимальной средней концентрации. Если в сплаве одинаковое максимальное среднее содержание имеют несколько легирующих элементов, то для такого сплава главный легирующий элемент определяется в порядке следования серий: от меди (2хх.х) к олову (8хх.х).

Вторая и третья цифры

Для литейного алюминия серии 1хх.х вторая и третья цифры, как и для деформируемого алюминия, указывают на чистоту металла. Для сплавов серий от 2хх.х до 9хх.х вторая и третья цифры идентифицируют конкретный литейный алюминиевый сплав.

Цифра после точки

Химический состав одного и того же литейного сплава, который идентифицируется первыми тремя цифрами, имеет варианты в зависимости от его назначения, на которые указывает четвертая цифра – цифра сразу после десятичной точки:

  • 0 обозначает отливку (готовое изделие);
  • 1 обозначает стандартный слиток;
  • 2 обозначает слиток с более узким химическим составов внутри химического состава стандартного слитка.

Дополнительные буквы

Дополнительные варианты химического состава, например, различия по содержанию примесей, обозначаются заглавными буквами перед цифровым обозначением сплава. Например, один из самых популярных сплавов для гравитационного литья, сплав 356, имеет варианты А356, В356 и С356. Каждый из этих сплавов имеет идентичное содержание основных легирующих элементов, но различный уровень содержания примесей, особенно железа.

Состояние сплава

Полное обозначения алюминиевого сплава отливки – литого изделия – должно включать состояние, которое оно получило при изготовлении, например, А356-Т5. Обозначение литейного алюминиевого сплава для слитка, который предназначен для приготовления алюминевого расплава, естественно, не включает информации о состоянии.

Литейные и деформируемые металлические сплавы

В зависимости от способа получения продукции металлические сплавы разделяются на литейные и деформируемые.

Литейные сплавы – сплавы, заготовки из которых получают способом заливки жидкого металла в литейную форму (изготовление отливок см. гл. 4). Литейные сплавы не подвергаются обработке давлением, т. е. прокатке, ковке, штамповке и др.

Деформируемые сплавы – сплавы, которые (после получения из них слитков) проходят обработку давлением, т. е. пластически деформируются.

Марка сплава – условное обозначение сплава в виде букв и цифр, по которому, в ряде случаев, можно ориентировочно судить о химическом составе сплава. Например, конкретные партии выплавленной стали марки ЗОХГС должны содержать следующие основные химические элементы в пределах: 0,28-0,35 % С; 0,8-1,1 % Мл; 0,9-1,2 % Si; 0,8-1,2 % Сг; остальное до 100 % – железо (в любом сплаве также присутствуют некоторые примеси в малых количествах).

Маркировка литейных сплавов

Серый чугун. Является наиболее распространенным материалом для изготовления различных отливок. В сером чугуне основная масса углерода содержится в виде графита, микроскопические включения которого имеют пластинчатую форму. Серый чугун маркируют СЧ10, СЧ15, СЧ20, . СЧ45, где русские буквы СЧ обозначают «серый чугун», а цифры показывают уровень временного сопротивления разрыву ав в кгс / мм 2 (не менее). Механические характеристики серого чугуна: ав (KXM50 МПа), 6 (0,2-0,5 %), НВ (1400-2830 МПа).

Ковкий чугун. Предварительно изготовленные отливки из белого чугуна медленно нагревают до температуры 950-1000 °С и выдерживают несколько часов, после чего следует охлаждение по специальному режиму. В результате такой термической обработки белый чугун превращается в ковкий. Последний имеет компактную, хлопьевидную форму графита. Ковкий чугун маркируют КЧ37-12. КЧ63-2 (всего девять марок), где буквы КЧ обозначают «ковкий чугун», первая цифра – уровень временного сопротивления ав в кгс / мм 2 (не менее), вторая цифра – уровень относительного удлинения 6 в % (не менее). Механические характеристики ковкого чугуна: ав (300-630 МПа), 5 (2-12 %), НВ (1490-2690 МПа).

Высокопрочный чугун. В высокопрочном чугуне графит имеет шаровидную форму, что повышает его механические характеристики. Для получения графита шаровидной формы обычный серый чугун перед разливкой модифицируют магнием или церием в количестве 0,15-0,30 % от массы расплава. Высокопрочный чугун маркируют ВЧ38-17. ВЧ120-4 (всего девять марок), где буквы ВЧ обозначают «высокопрочный чугун», первая цифра – уровень временного сопротивления ав в кгс / мм 2 (не менее), вторая цифра – уровень относительного удлинения 5 в % (не менее). Механические характеристики высокопрочного чугуна: ав (373-1180 МПа), 5(2- 17 %), НВ (1370-3600 МПа).

Для изготовления отливок используют углеродистые и легированные стали.

Углеродистые стали. Согласно ГОСТ 1583-89 различают следующие марки: 15Л, 20Л, 25Л. 55Л, где Л обозначает «литейная», а цифра – содержание углерода в сотых долях %. Механические характеристики углеродистых сталей: ав (400-600 МПа), 5 (10-24 %), KCU (250-500 кДж/м 2 ).

Для повышения механических и других свойств в обычные углеродистые стали вводят при выплавке легирующие элементы, после чего эти стали называются легированными.

Обозначение легирующих элементов при написании марок легированных сталей: Si С, Мп – Г, Сг – X, Ni – Н, Ti – Т, Mo М, W – В, Си – Д, А1 – Ю и т. д.

Обозначение марки легированной стали включает в себя цифры и буквы, указывающие на примерный химический состав стали. В начале марки приводятся двузначные цифры (например, 35ХН2ВЛ), указывающие среднее содержание углерода в сотых долях процента. Следующие после буквы цифры указывают примерное содержание (в целых процентах) соответствующего легирующего элемента (при содержании 1-1,5 % и менее цифра отсутствует, например, ЗОХГСЛ).

Примеры маркировки литейных легированных сталей:

  • • низколегированная сталь – 12ДН2ФЛ;
  • • высоколегированные стали – 12Х18Н9ТЛ, 110Г13Л.

ЛИТЕЙНЫЕ ЦВЕТНЫЕ СПЛАВЫ

Литейные алюминиевые сплавы. Для изготовления отливок используют литейные алюминиевые сплавы марок АЛ 1. АЛ 15 (старое обозначение) и др., где буквы АЛ обозначают «алюминиевый литейный сплав», а цифры – порядковый номер сплава. Уровень механических характеристик литейных алюминиевых сплавов: ав (150-340 МПа), 5 (1,5-12 %), НВ (500-900 МПа). Новое обозначение литейных алюминиевых сплавов приводится в ГОСТ 1583-89.

Литейные магниевые сплавы. Марки МЛ 1. МЛ 19, где буквы МЛ обозначают «магниевый литейный сплав», а цифры – порядковый номер сплава. Уровень механических характеристик литейных магниевых сплавов: ав (150-350 МПа), 8 (3-9 %), НВ (30-70 МПа).

Литейные медные сплавы. Бронзы – сплавы на основе меди с разными химическими элементами, главным образом Sn, Pb, Al, Fe и др.: например БрА9ЖЗЛ, где Бр – бронза, А9 – 9 % алюминия, ЖЗ – 3 % железа, остальное – медь, Л – литейная.

Латуни – сплавы меди с цинком и другими металлами: например ЛЦ23А6ЖЗМц2, где Л – латунь, Ц23 – 23 % цинка, А6 – 6 % алюминия, ЖЗ – 3 % железа, Мц2 – 2 % Мп.

ЛИТЕЙНЫЕ ТУГОПЛАВКИЕ СПЛАВЫ (на основе Ti, Сг, Мо и др.)

Описание литейных сплавов на основе алюминия: их маркировка, состав, литейные и физико-механические свойства, область применения. Особенности изготовления и термической обработки отливок из алюминиевых сплавов

Все сплавы алюминия можно разделить на 3 группы:

  • 1. деформируемые для прокатки, прессовки, ковки, штамповки и тд.
  • 2. литейные, предназначенные для фасонного литья
  • 3. сплавы, получаемые методом порошковой металлургии.

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.

В сплавы вводят дегирующие элементы. Содержание легирующих элементов в литейных сплавах выше, чем в деформируемых. Чаще применяются сплавы Аl-Si, Al-Cu, Al-Mg. В сплавы дополнительно включают небольшие количества кремния, марганца, никеля, хрома. Для измельчения зерна и улучшения механических свойств в сплавы вводят модифицирующие добавки Ti,Ni, В,Cl,Cr,Fe,Vи др.

В таблице 5 приведены основные марки литейных алюминиевых сплавов.

Наиболее распространёнными литейными сплавами являются сплавы алюминия с кремнием, называемые силуминами. По составу силумины бывают доэвтектическими (4-5% кремния) и эвтектическими (10-13%Si)/

Маркируются силумины буквами АЛ , за которыми следуют цифры, характеризующие условный номер сплава.

Широкое применение получил силумин марки АЛ2, содержащий 10-13% кремния, имеющий малую усадку и высокую жидкотекучесть. Структура сплава состоит из кристаллов кремния и эвтектики(?+Si) грубого строения, в которой кремний находится в виде крупных игл, играющих роль крупных надрезов в пластичном алюминии. Силумин с такой структурой обладает низкими механическими свойствами.Для измельчения структуры и устранения избыточных кристаллов кремния силумины модифицируют натрием( 0,05-0,08% Na) путём присадки к расплаву смеси солей 67% NaF и 33% NaCl. В процессе затвердевания кристаллы кремния обволакиваются плёнкой силицида натрия (Na2Si), кот затрудняет их рост. В структуре происходят изменения, улучшающие механические свойства. Увеличивается пластичность и прочность. Сплав Ал2 применяется для изготовления отливок сложной формы, таких как детали масляных насосовкартеры и блоки двигателей внутреннего сгорания и т.д.

Силумина Ал3,АЛ4 с добавками меди, марганца и магния после их термической обработки становятся более прочными и твёрдыми.

Средненагруженные детали из сплава АЛ4 подвергаются только искусственному старению, а крупные нагруженные детали( корпуса компрессоров, картеры и блоки цилиндров двигателей и т.д.)- закалке и искусственному старению.

Сплав Ал8, так называемый магналий, обладает высокой коррозионной стойкостью, прочностью и небольшой плотностьюИз него изготовляют судовую арматуру, корпуса различных насосов, работающие в условиях высокой влажности.

Повышенной теплостойкостью и жаропрочностью обладают сплавы АЛ1 и АЛ20.Они применяются для изготовления поршней, головок цилиндров и других деталей, работающих при т300-350град.Структура литого сплава ал1 состоит из ?-твёрдого раствора, содержащего Cu,Mg иNi и избыточных фаз Al2CuMg и Al6Cu3Ni. Сплав ал20 по сравн с ал1 облад лучш литейными св-вами, что объясняется присутствием в нём кремния.Для увеличения жаропрочности и измельчения структуры сплав легируют Ti,Cr иMn.Структура сплава: ?-твёрдый раствор, избыточные фазы CuAl2,Al5SiFe,Al3Ti, а также фазы , содержащие марганец и хром.

Эти сплавы (Ал7, Ал19) после термической обработки имеют высокие механические свойства при комнатной и повыш темп и хорошо обрабатываются резанием. Литейные свойства сплавов низкие (большая усадка, склонность к образованию горячих трещин и т.д.Ъ Сплав Ал7 используют для отливки небольших деталей простой формы( арматура, кронштейны и т.д.)Сплав склонен к хрупкому разрушению вследствие выделения по границам зёрен грубых частиц CuAl2 и AL7Сu2Fе.Поэтому его применяют в закалённом состоянии, когда эти соединения переведены в твёрдый раствор. Если требуется повышенная прочность, то отливки после закалки подвергают старению при т150град,2-4ч. В сплаве Ал19, кроме СuAl2, образуются фазы Al12Mn2Cu и Al3Ti, располагающиеся в объёме зёрен твёрдого раствора. Присутствие в твёрдом растворе марганца и образование в объёме зерна интерметаллидных фаз повышает жаропрочность сплава.Титан измельчает зерно.

Для крупногабаритных деталей, для работы при 300-350 применяют сплав АЛ-21.Отливки сложной формы из сплава подвергают отжигу при 300 град. Для получения более высоких механ св-в отливки закаливают с 525град в горячей воде и подвергают стабилизирующему отпуску при 300град.

Сплавы алюминия с магнием имеют низкие литейные свойства, так как не содержат эвтектики. Их характерная особенность-хорошая коррозионная стойкость, повышенные механические свойства и обрабатываемость резанием. Добавление к сплаву 9,5-11,5% Mg модифицирующих присадок (Ti,Zr) улучшает механич свойства, а бериллий уменьшает окисляемость расплава, что позволяет вести плавку без защитных флюсов.

Сплавы Ал8 и Ал27 предназначены для отливок, работающих во влажной атмосфере, напр в судостроении и авиации. Структура сплавов состоит из ?-твёрдого раствора и грубых включений частиц Al3Mg2, располагающихся по границам зёрен, охрупчивая сплав. Поэтому сплавы ал8 и ал27 применяют после закалки при т430град с охлаждением в масле (40-50град) и выдерживают при темп закалки в теч 12-20ч, что обеспечивает растворение частиц Al3Mg2 в ?-твёрдом растворе и получение после закалки однородного твёрдого раствора.

Добавление к сплавам Al-Mg до 1,5%Si( сплавыал13 и ал22) улучшает литейные св-ва в рез образования тройной эвтектики. Прим в судостроении и авиации.

Маркировка литейных алюминиевых сплавов

В зависимости от степени чистоты первичный алюминий делится на три класса: особой чистоты А999 (99,999% Al), высокой чистоты А995, А99, А97, А95 (99,995 … 99,95% Al) и технической чистоты А85, А8, А7, А7Е, А6, А5, А5Е, А0 (99,85 . 99,0% Al) – ГОСТ 11069-74. Буква Е указывает на то, что алюминий имеет гарантированные электротехнические характеристики.

В качестве постоянных примесей в алюминии присутствуют железо, кремний, медь, марганец, цинк и титан. В качестве основных легирующих элементов в алюминиевых сплавах применяют медь, магний, кремний, марганец, цинк, реже никель, бериллий и др.

Алюминиевые сплавы классифицируют по технологии изготовления, способности к термической обработке и свойствам. Все сплавы алюминия можно разделить на три группы: деформируемые, литейные и спеченные (получаемые методом порошковой металлургии).

Деформируемые алюминиевые сплавы делятся на сплавы неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой.

К деформируемым алюминиевым сплавам неупрочняемым относятся сплавы системы АI – Мn и АI – Мg .

ГОСТом 4784-97 определены марки неупрочняемого деформируемого алюминия и его сплавов (и сопоставление их с марками по международным стандартам ИСО 209-1):

алюминий-АД000(А199,8),АД00(А199,7),АД00Е(ЕА199,7), АД0(А199,5) и т.д.;

система Al–Mn – ММ (АlМnМg0,5), АМц, АМцС, Д12 (АlМn1Мg1). Состав сплавов марки ММ: Si = 0,6%, Fe = 0,7%, Cu = 0,3%, Mn = 1,0-1,5%, Mg = 0,2-0,6%, Cr = 0,1%, Zn = 0,25%, Ti = 0,1%; марки АМц: Si = 0,6%, Fe = 0,7%,Cu = 0,05-0,20%, Mn = 1-1,5%, Zn = 0,1%.

система Al – Mg – АМг0,5, АМг1, АМг1,5, АМг2, АМг2,5, АМг3, АМг3,5, АМг4, АМг4,5, АМг5, АМг6. Цифры, следующие за буквами АМг, соответствуют примерному содержанию магния в этих сплавах. Например, в сплаве АМг1,5 содержится Si = 0,4%, Fe = 0,5%, Cu = 0,15%, Mn = 0,1-0,5%, Mg = 1,7-2,4%, Cr = 0,15%, Zn = 0,1%.

Все остальные алюминиевые сплавы относятся к упрочняемым термической обработкой.

Сплавы нормальной прочности на основе системы Al – Cu – Mg и Al – Cu – Mn называются дуралюминами (обозначаются буквой Д)и алюминием ковочным (обозначают буквамиАК). ГОСТ 4784-97 определяет марки дуралюмина: Д1(АlСu4МgSi) , Д16(AlCuMg1), Д16ч, Д18, Д19, Д19ч, В65; марки алюминия ковочного: АК6, АК8, АК4, АК4-1,АК4-1ч. Цифры означают условный порядковый номер сплава. Состав сплавов марки Д1:Si =0,2-0,8%, Fe = 0,7%, Cu = 3,5-4,5%, Mn = 0,4-1,0%, Mg = 0,4-0,8%, Ti = 0,15%, Cr = 0,1%, Zn = 0,25%; марки В65: Si=0,5%, Fe=0,2%, Cu = 3,9-4,5%, Mn = 0,3-0,5%, Mg = 0,15-0,3%, Zn = 01%, Ti=0,1%; марки AK4:Si = 0,5-1,2%, Fe = 0,8-1,3%, Cu = 1,9-2,5%, Mn = 0,2%, Mg = 1,4-1,8%, Ti = 0,1%, Ni = 0,8-1,3%. Сплавы АК4, АК4-1, АК4-1ч являются жаропрочными.

Высокопрочные алюминиевые сплавы (системы Al – Zn – Mg) обозначаются буквой В.ГОСТ4784-97 определяет марки: 1915 (АlZn4,5Mg1,5Mn), 1925 (АlZnMg1,5Mn), В93пч, В95, В95пч, В95оч, В95-1, В95-2, АЦпл. Цифры означают условный номер сплава. Состав сплава марки В95оч: Si = 0,1%, Fe = 0,15%, Cu =1,4-2,0%, Mn = 0,2-0,6%, Mg = 1,8-2,8%, Cr = 0,1-0,25%, Zn = 5-6,5%, Ti = 0,05%.

Алюминиевые сплавы повышенной пластичности и коррозионной стойкости обозначаются буквами АДалюминий деформируемый. ГОСТ 4784-97 определяет марки (системы Al – Mg – Si) АД31(AlMg07Si), АД31Е(E-AlMgSi), АД33(AlMg1SiCu), АД35(AlSi1MgMn), АВ (сплав авиаль). Цифры указывают чистоту алюминия, буква Е –сплав с электрическими свойствами. Состав сплава АД31: Si = 0,2-0,6%, Fe = 0,5%, Cu = 0,1%, Mn = 0,1%, Mg = 0,45-0,9%, Cr = 0,1%, Zn = 0,2%.

Алюминиевые сплавы для изготовления проволоки для холодной высадки имеют в маркировке букву П :Д1П, Д16П, Д19П, АМг5П, В95П. Сплавы, предназначенные для изготовления сварочной алюминиевой проволоки, имеют в маркировке буквы Св:СвА99, СвА97, СвА85Т, СвА5, СвАМц, СвАМг3, СвАМг5, СвАМг6, СвАМг63, СвАМг61, СвАК5, СвАК10.

Литейные алюминиевые сплавы ГОСТ 1583-93 делит на 5 групп:

I группа – на основе системы Al – Si – Mg: АК12 (АЛ2), АК13(АК13),АК9(АК9),АК9с(АК9с),АК9ч(АЛ4),АК9пч (АЛ4-1), АК8л(АЛ34), АК7(АК7), АК7ч(АЛ9), АК7пч(АЛ91), АК10Су(АК10Су) и др.;

II группа – системы Al – Si – Cu: АК5Мч (АЛ5-1), АК5М (АЛ5), АК5М2 (АК5М2), АК5М7 (АК5М7), АК6М2 (АК6М2), АК5М4 (АК5М4), АК8М3 (АК8М3), АК8М3ч (ВАЛ8), АК9М2 (АК9М2) и др.;

III группа – системы Al–Cu:АМ5(АЛ19),АМ4,5Кд (ВАЛ10);

IV группа – системы Al – Mg: АМг4К1,5М (АМг4К1,5М), АМг5К (АЛ13), АМг5Мц (АЛ28). АМг6л (АЛ23) и др.;

V группа – системы Al- прочие компоненты: АК7Ц9 (АЛ11), АЦ4Мг(АЛ24), АК9Ц6(АК9Ц6) и др.

В скобках литейных алюминиевых сплавов указаны обозначения марок по ГОСТ 1583, ОСТ 48-178 и по Техническим условиям.

Буква Ав марках означает алюминиевый сплав, остальные буквы и цифры – название легирующего компонента и его содержание. В конце марки иногда указывается степень чистоты сплава: ч – чистый, пч – повышенной чистоты, оч – особой чистоты, л – литейный.

Пример расшифровки сплава марки АК12М2МгН (АЛ30): алюминий литейный (системы Al-Si-Cu), содержащий кремния 11 – 13% (К12), меди 1,5 – 3% (М2),магния 0,8 – 1,3% (Мг), никеля 0,8 – 1,3% (Н), остальное- алюминий.

Маркировка алюминиевых сплавов не отличается системой и единообразием. Поэтому в настоящее время вводится единая четырехцифровая маркировка алюминиевых сплавов. Первая цифра обозначает основу всех сплавов (алюминию присвоена цифра 1); вторая – главный легирующий элемент или группу главных легирующих элементов; третья цифра или третья со второй соответствует старой маркировке; четвертая цифра – нечетная (включая 0) указывает, что сплав деформируемый, четная – что сплав литейный.

Например, сплав Д1 обозначают 1110, Д16 – 1160, АК4 – 1140, АМг5 – 1550, АК6 – 1360 и т.д. Некоторые новые сплавы имеют только цифровую маркировку: 1915, 1925 и др.

В промышленности используют дисперсно-упрочненныекомпозиционные материалына алюминиевой основе.

Спеченные алюминиевые порошки – САП-1, САП-2, САП-3, САП-4 – алюминий в виде порошка или пудры, упрочненный частицами оксида алюминия Al2O3. Получают их путем последовательного брикетирования, спекания и прессования окисленной с поверхности алюминия пудры. Цифры – условный порядковый номер сплава, но с увеличением номера возрастают содержание Al2O3 в сплаве, его прочность, твердость и жаропрочность. При этом уменьшается пластичность сплава.

Спеченные алюминиевые сплавы – САС-1, САС-2, где цифры – условный порядковый номер сплава, изготовленные, в основном, по той же технологии что и САП, вместо алюминиевого порошка в основе имеют окисленные сплавы. В своем составе сплавы имеют 25-30% Si; 5-7% Ni; остальное – Al.

Виды и свойства алюминиевых сплавов

Алюминиевые сплавы используются для изготовления разных предметов. Чистый металл не имеет достаточной механической прочности, устойчивости к коррозии. Поэтому металл непригоден для решения простейших бытовых задач. Комбинация с легирующими элементами позволяет получить вещество с другими свойствами.

Используются технологии, которые помогают повысить прочность, твердость, устойчивость к высокой температуре и коррозии. Некоторые добавки помогают уменьшить электропроводность, повысить плотность. Марганец и магний не влияют на эти характеристики.

Физические параметры алюминиевых сплавов

Перечислим физические свойства нескольких сплавов на основе алюминия:

  • Соединение АД1 – технически чистое вещество, в котором присутствует 0,7% примесей. Добавки увеличивают устойчивость к воздействию внешних факторов, уменьшают пластичность и электропроводность вещества. Технический алюминий устойчив к химическому воздействию, превосходит по этим параметрам другие вещества. На поверхности материала присутствует тонкая оксидная прослойка. Низкое содержание примесей положительно воздействует на устойчивость к коррозии. Магний и марганец не изменяют эти свойства. Правка методом растяжения – заключительная процедура обработки детали из вещества марки АД1. Для этого используются роликоправильные машины. Марганец и магний помогают создавать крепкие детали, но уменьшает их пластичность.
  • Марка АМц устойчива к коррозии. Детали прекрасно поддаются обработке газовой, аргонной, атомно-водородной и контактной сваркой. Материал прекрасно деформируется при любой температуре. После термообработки прочность не повышается. Изготавливаются детали в отожженном или горячем прессованном виде.
  • AMr3, Amr2. Такие соединения не ржавеют, хорошо подвергаются обработке точечной, газовой, роликовой сваркой. После горячей деформации охладить сплав алюминия можно на воздухе. После термообработки характеристики прочности не повышаются. При изготовлении деталей используют два режима термообработки: низкий 273-350 градусов и высокий 360-420 градусов.
  • АД31 отличается пластичностью, хорошей устойчивостью к окислению. После сварки материал не становится более подверженным ржавчине. Прочность повышается после термообработки.

Виды алюминиевых сплавов

Алюминий, а также сплавы на его основе создаются из металлической руды, которая делится на несколько видов:

  • Первичная.
  • Техническая.
  • Литейная.
  • Деформируемая.
  • Антифрикционная.

По методу использования вещества делятся на деформируемые и литейные. Деформированные отличаются повышенной пластичностью после термообработки. Литейные могут хорошо заполнять формы для отливки.

Пластичные вещества отличаются устойчивостью к коррозии, хорошей свариваемостью. Прочность сплава из алюминия зависит от количества используемой меди. Если добавляется 6% вещества для легирования, устойчивость к механическим воздействиям увеличиваются приблизительно на 30 МПа, текучесть повышается на 20 МПа.

Показатель относительного удлинения немного снижается в таких условиях, но не превышает пределы 35%. Если количество магния превышает 6%, структура материала становится нестабильной, уменьшается устойчивость к коррозии. Чтобы улучшить характеристики, в соединение добавляют такие элементы:

Добавление меди и железа плохо сказываются на состоянии алюминиево-магниевых соединений. Показатель свариваемости и стойкости к воздействию ржавчины ухудшается.

Добавление марганца позволяет повышать пластичность. Для создания мелкозернистой структуры проводится легирование с помощью титана. Чтобы состояние вещества было стабильным, добавляется марганец. Кремний и железо являются главными примесями марганцевых соединений.

Добавки из алюминия, меди, кремния применяются при производстве втулочных подшипников, блоков цилиндров. Из-за твердой поверхности приработка требует продолжительных усилий.

После легирования медью повышается термостойкость. Даже низкоуглеродистая сталь не так устойчива к температурному воздействию. Такой продукт неустойчив к воздействию коррозии, поэтому требует обработки и полимеризации. Алюминиево-медное соединение модифицируется с помощью таких материалов:

Магний сильно повышает прочность металла, придаёт текучесть. Жаропрочность соединения увеличивается после добавления никеля и железа. Стимулируется процесс искусственного старения.

Добавление кремния помогает получить вещество, которое называется силумином. Качественные характеристики соединения повышаются небольшим количеством натрия и никеля. Такие материалы используются для декоративного литья, производства корпусов механизмов и деталей бытовой техники. Они применяются в таких отраслях, благодаря хорошим литейным характеристикам.

Алюминий, магний и цинк удобно обрабатывать, такой материал отличается устойчивостью к механическим воздействиям. Эти характеристики обеспечивает хорошая растворимость цинка и магния. Под воздействием холода такое свойство заметно снижается. Материал неустойчив к коррозии, поэтому требуется дополнительное легирование с помощью меди.

Марки алюминиевых сплавов

Различают три вида маркировки:

  • Буквенно-цифровая.
  • Обычная цифровая.
  • Международный вариант.

Основной материал в сплаве на основе алюминия отмечается первой цифрой в соответствии с ГОСТом. Второе числовое обозначение определяет легирующую систему, которая использовалась. Дополнительные символы указывают на разновидность модификации.

Что такое алюминиевый сплав?

Материал добывают из бокситовой руды. Залежи такой породы есть в России, Америке, Франции и других странах. Алюминий и некоторые его сплавы отличаются мягкостью, устойчивостью к коррозии. Температура плавления составляет примерно 700 градусов. Плотность 2,7 г на кв. см. Вещество прекрасно проводит электричество и тепло, взаимодействует с кислородом. Показатель упругости – 7000 Мпа, прочность – 150 МПа. При использовании некоторых добавок понижается устойчивость к коррозии. Это происходит по причине повреждения оксидной пленки.

Читайте также:  Чем заклеить радиатор охлаждения алюминиевый
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector