Свойства алюминиевых сплавов

Широко применяются в авиации и других видах транспорта (суда, автомобили, железные дороги вагоны и пр.), в разных отраслях машиностроения, в частности в приборо- и аппаратостроении, в строительстве домов и сооружений, для изготовления посуды, для декоративных целей.

Основные преимущества алюминиевых сплавов:

• малый удельный вес ( 2,65—2,85), примерно в 3 раза меньше удельного веса стали и медных сплавов; высокая удельная (к весу) прочность:
• достаточная коррозионная стойкость;
• способность покрываться прочными защитными и декоративными плёнками посредством сидирования (в частности, анодирования), фосфатирования, эмалирования и пр.
• Существенное значение в технике имеет большая жёсткость изготовленных из алюминиевых сплавов конструкций.

Общее содержание вводимых в алюминиевые сплавы легирующих элементов (главным образом Mg, Си, Zn, Si, Mn, Сг, Fe, Ni) доходит до 10—12%.

Современные двойные сплавы: Al — Mg называются магналиями, Al — Si — силуминами; тройные сплавы Al-Cu-Mg — дуралюминами; другие двойные, тройные и многокомпонентные сплавы общепринятых специальных названий не имеют.

Алюминиевые сплавы делятся на 2 основные группы:

1. деформируемые — для изготовления обработкой давлением разных полуфабрикатов (листов, прутков, труб и пр.), и
2. литейные — для производства фасонных отливок.

В деформируемых сплавах содержание легирующих элементов находится обычно вблизи верхней границы их растворимости в алюминии при температуре закалки; это обусловливает их наибольшую прочность после термической обработки.

Литейные сплавы, как правило, содержат в существенном количестве эвтектику, что определяет хорошие литейные свойства (текучесть в жидком состоянии образование при кристаллизации плотных отливок и пр.).

Важнейшие деформируемые алюминиевые сплавы характеризуются табл. 1.

Сплавы Al—Mg (магналии) не подвергаются термической обработке, но могут упрочняться в результате наклёпа при холодной обработке давлением, они отличаются сравнительно низкой или средней прочностью, хорошей свариваемостью, высокой коррозионной стойкостью.

Широко применяются в судостроении, в ракетной технике, в качестве декоративного материала.

Сплавы Al—Cu—Mg (дуралюмины) после закалки и старения отличаются высокой прочностью и применяются в виде листов, фасонных профилей, труб, заклёпочной проволоки.

Для повышения коррозионной стойкости дуралюминовые листы методом плакировки покрываются с обеих сторон чистым алюминием.

Вводимый в малых количествах в состав дуралюминов марганец (так же как хром и цирконий) упрочняет сплавы, особенно сильно в горячепрессованных изделиях.

Пресс-эффект больше сказывается в толстых профилях чем и объясняется значительная разница (зависящая от величины сечения) между нижними и верхними пределами значений механических свойств прессованных изделий из дуралюмина и некоторых других алюминиевых сплавов.

Дуралюмины достаточно прочны при температуpax до 200°.

Сплавы Al—Cu—Mg—Fe—N хорошо поддаются ковке и штамповке.

После всесторонней проковки заготовок из этих сплавов изделия имеют практически равную во всех направлениях прочность, сохраняющуюся на достаточном уровне при температуpax до 250°.

Сплавы Al—Cu—Si—Mg отличаются не только деформируемостью, но и хорошими литейными свойствами, что важно для непрерывной отливки крупных слитков (при исключении из этих сплавов меди, т.е. при получении алюминиемагниекремниевых сплавов, наблюдается существенное увеличение коррозионной стойкости, такие тройные сплавы применяются в судостроении наряду с магналиями).

Состав и механические свойства важнейших деформируемых алюминиевых сплавов.

Сплавы Al-Zn-Mg-Cu обладают среди всех алюминиевых сплавов самой высокой прочностью. Листы из этих сплавов плакируются сплавом 99%.

Аl + 1% Zr. При добавке в эти сплавы Mn Cr и Zr прочность профилей, в связи с прессэффектом, меняется в зависимости от сечения. Сплавы эти применяются в конструкциях, работающих при температурах до 120°.

Сплавы Al-Cu-Mn отличаютсянаибольшей прочностью в интервале температур 250°— 350 °

Наиболее широко применяются сплавы Al-Si (силумины) с добавкой в небольшом количестве магния, обладающие хорошими литейными и механическими свойствами.

Необходимые свойства и тонкость структуры эти сплавы приобретают в результате модифицирования натрием и калием или их солями.

Двойные сплавы Al-Сu, с удовлетворительными литейными свойствами, после закалки и искусственного старения обладают и сравнительно высокой прочностью.

Сплавы Al-Si-Mg-Сu, в связи с наличием в них кремния, отличаются лучшими, чем алюминиемедные сплавы, литейными свойствами, прочность их относительно высока.

Сплавы Al-Mg (литейные магналии) отличаются прочностью и коррозионной стойкостью в морской воде. Добавка в магналии кремния (до 1,3%) улучшает их литейные свойства. Сплавы Al-Сu-Mg-Ni отличаются наибольшей прочностью в интервале t° 300°—350°.