Цветные металлы и сплавы на их основе

Алюминий и сплавы на его основе.

Алюминий — легкий металл, обладает высокими электро- и теплопроводностью, его температура плавления составляет 659 °С. На воздухе алюминий покрывается тонкой прочной окисной пленкой, что защищает его от коррозии. Прочность алюминия довольно мала, поэтому в чистом виде он не применяется для изготовления нагруженных деталей подвижного состава. В качестве конструкционного материала широко используются сплавы на основе алюминия. Алюминиевые сплавы сочетают высокую прочность с легкостью конструкции.

Алюминиевые сплавы делятся на деформируемые и литейные.

Деформируемые алюминиевые сплавы (ГОСТ 4784-97) хорошо обрабатываются давлением (ковкой, штамповкой, прокаткой). Деформируемые алюминиевые сплавы выпускаются не упрочняемые и упрочняемые термической обработкой.

К не упрочняемым термической обработкой относятся сплавы алюминия с марганцем или магнием (АМц, АМгб). Эти сплавы обладают высокой пластичностью и малой прочностью. Они хорошо свариваются и плохо обрабатываются резанием. Сплавы применяются для сварных и клепаных конструкций, работающих при небольших нагрузках и требующих высокой коррозионной стойкости.

Не упрочняемые термической обработкой алюминиевые сплавы АМг5, АМг5М, АМгб находят применение в вагоностроении для изготовления облегченных конструкций в виде различных профилей и листов. Например, каркасы диванов и спальных полок пассажирских вагонов изготавливают из алюминиевых профилей, используя сплавы 01915 и АМгб.

Алюминиевые сплавы АМгЗ и Амг5 используются при изготовлении деталей холодильного оборудования рефрижераторных вагонов. Например для изготовления ресиверов применяют алюминиевый сплав АМгЗ, а рам холодильных агрегатов — АМг5.

К упрочняемым деформируемым алюминиевым сплавам относятся сплавы алюминия с медью и магнием. К ним относятся дур- алюмины, ковочные сплавы, а также высокопрочные и жаропрочные сплавы. Для обозначения марок сплавов применяются буквы:

Д — дуралюмин, АК — алюминиевый ковочный сплав, В — высокопрочный.

Дуралюмины — это сплавы алюминия, меди и магния, в которые дополнительно вводят марганец. Марганец повышает коррозионную стойкость сплавов. Дуралюмины подвергаются закалке с температуры примерно 500 °С с охлаждением в воде и последующем старением. Старение заключается в выдержке закаленного сплава при комнатной температуре (естественное старение) несколько суток (5—7 сут) или в течение 2—4 ч при повышенной температуре (искусственное старение). Дуралюмины подвергают естественному старению, так как после искусственного старения алюминиевые сплавы имеют пластичность, вязкость и коррозионную стойкость более низкие по сравнению с естественным. После термической обработки дуралюмины приобретают высокую прочность и пластичность. Дуралюмин хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях. После холодной деформации дуралюмин подвергают смягчающему отжигу при температуре 340—370 °С. После закалки и старения дуралюмины удовлетворительно обрабатываются резанием, после отжига они хорошо свариваются точечной сваркой и не свариваются сваркой плавлением вследствие склонности к образованию трещин.

Маркируется дуралюмин буквой Д — дуралюмин, затем следуют цифры, обозначающие условный номер сплава. Например, Д1, Д16.

Для ковки и штамповки применяются алюминиевые сплавы АК6—АК8 — алюминиевые ковочные сплавы. Эти сплавы, кроме алюминия, содержат медь, магний, марганец и кремний. Эти сплавы хорошо деформируются в нагретом состоянии, обладают высокой прочностью после термообработки. Сплавы АК6 и АК8 хорошо обрабатываются резанием и удовлетворительно свариваются контактной и аргонодуговой сваркой. Термическая обработка этих сплавов состоит из закалки с температуры 490—515 °С в воде и старения при 150—160 °С в течение 5—15 ч.

Жаропрочные сплавы используют для деталей, работающих при температурах до 300 °С. Жаропрочные сплавы дополнительно легируют железом, никелем и титаном.

Литейные алюминиевые сплавы (ГОСТ 1583-93) применяют для изготовления изделий литьем. Наиболее широкое применение получили сплавы алюминия с кремнием (10—13 % Si). Сплавы системы А1—Si называют силуминами. Их маркируют буквами АЛ и цифрами, обозначающими условный номер сплава.

Типичный силумин АЛ2 обладает высокой жидкотекучестью, малой усадкой. Он устойчив против коррозии и относительно легкоплавкий. Удовлетворительные механические свойства и структуру силумин приобретает после модифицирования, ^модифицированный силумин имеет грубую игольчатую структуру и очень хрупкий; после модифицирования его структура становится мелкозернистой, в результате чего сплав приобретает пластичность. Модифицирование производится путем добавления в жидкий сплав небольшого количества натрия (0,05—0,08 %). Сплав АЛ2 применяется для отливок сложной формы, от которых не требуются высокие механические свойства. Силумины с добавками меди, магния и марганца обладают более высокими механическими свойствами. Для повышения механических свойств их подвергают термической обработке. У литых сплавов структура более грубая и крупнозернистая, чем у деформируемых. Поэтому силумины для закалки нагревают до более высоких температур (520—540 °С) и больше выдерживают при этих температурах для того, чтобы более полно растворить грубые соединения и выровнять концентрацию по всему объему. После закалки выполняют искусственное старение сплава при 150—180 °С в течение 10—20 ч.

Алюминиевые литейные сплавы применяют для изготовления деталей дизельного и холодильного оборудования рефрижераторных вагонов: масляные ванны — АЛ 19, корпусы топливных насосов дизелей — АЛ 19, картеры и их крышки —АЛ 19 и др.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >