Ковочные материалы: алюминиевые сплавы

Алюминий-кремниевые сплавы (силумины)

  • Алюминиево-кремниевые сплавы (силумины) — группа литейных сплавов. Имеют малую усадку при кристаллизации расплава. Применяются для отливок корпусов разных механизмов, корпусов приборов, деталей бытовых приборов, декоративного литья.

Механические свойства

стол

Численно Сокращение Положение дел Предел текучести [Н / мм²] Прочность на разрыв [Н / мм²] Относительное удлинение при разрыве [%] Твердость по Бринеллю Твердость по Виккерсу Модуль упругости [Н / мм²]
5005 AlMg1 (В)
  • O ( отожженный )
  • HX2 (рабочая — закаленная, 1/4 твердости)
  • HX4 (упрочненный, 1/2 твердый)
  • 45
  • 125
  • 145
  • 120
  • 140
  • 160
  • 27
  • 13
  • 12
  • 30-е
  • 40
  • 45
  • 46
  • 50
  • 55
  • 80
69500
5052 AlMg2,5
  • О
  • HX2
  • HX4
  • 90
  • 175
  • 200
  • 195
  • 225
  • 250
  • 25-е
  • 15-е
  • 14-е
  • 50
  • 65
  • 70
  • 50
  • 70
  • 75
  • 105
  • 110
  • 120
70 000
5083 AlMg4,5Mn0,7
  • О
  • HX2
  • HX4
  • 145
  • 240
  • 275
  • 300
  • 330
  • 360
  • 23
  • 17-е
  • 16
  • 70
  • 90
  • 100
  • 75
  • 95
  • 105
  • 140
71 000
5454 AlMg3Mn
  • О
  • HX2
  • HX4
  • 110
  • 205
  • 235
  • 235
  • 265
  • 290
  • 25-е
  • 15-е
  • 14-е
  • 60
  • 75
  • 80
  • 60
  • 80
  • 85
  • 115
  • 120
  • 130
70 500

Прочность и удлинение при разрыве при испытании на растяжение

Прочность повышается за счет добавления магния. При низком содержании Mg увеличение прочности относительно велико; при более высоком содержании оно всегда слабее. Магний очень эффективно увеличивает прочность по сравнению с другими элементами; на% Mg, поэтому он сильнее, чем с альтернативными элементами. Даже при среднем содержании Mg увеличение прочности за счет добавления марганца больше, чем за счет добавления магния, что также является одной из причин, по которым большинство сплавов AlMg все еще содержат марганец. Причиной высокого увеличения прочности магния является высокая энергия связи вакансий на атомах Mg. Эти места больше не являются свободными. Однако они благоприятны для пластической деформации.

В текучести линейно возрастает с увеличением содержания Mg от примерно 45 Н / мм 1% Mg до около 120 Н / мм с 4% Mg. Предел прочности при растяжении , также линейно возрастает, но с большим градиентом. При 1% Mg это около 60 Н / мм², при 4% Mg — 240 Н / мм².

Существует различные утверждения для удлинения при разрыве :. Исследование сплавов на основе чистого базисным показывает увеличивая удлинение при разрыве от около 20% удлинения на 1% Mg до 30% при 5% Mg Иногда U-образной кривое для удлинения при разрыве также может быть найдено в литературе : Сначала оно резко падает с удлинения 38% и 1% Mg до удлинения 34% и около 1,8% Mg, при 3% Mg оно достигает минимума только при удлинении 32%, а затем снова увеличивается до примерно 35% удлинения при 5. % Mg.

Эти кривые текучестей для АМга показывает поведение , типичное для металлических материалов повышения напряжения течения с истинным удлинением или степенью деформации. Для всех сплавов увеличение относительно велико при малом удлинении и меньше при более высоком удлинении. Однако кривые для более высоколегированных марок всегда выше кривых для низколегированных. При истинном удлинении 0,2, AlMg0.5 имеет предел текучести около 100 Н / мм², AlMg1 — 150 Н / мм², AlMg3 — 230 Н / мм² и AlMg4.5Mn0.4 — около 300 Н / мм². Выше сплава содержание и тем больше удлинение, тем больше эффект ПЛК и эффект Людерс .

Влияние размера зерна

В случае чистого алюминия размер зерна мало влияет на прочность металлов. В случае сплавов влияние увеличивается с увеличением содержания сплава. При 5% Mg материалы с размером зерна 50 мкм достигают равномерного удлинения около 0,25, при 250 мкм — около 0,28. AlMg8 уже достигает равномерного удлинения 0,3 при диаметре зерна 200 мкм. С увеличением размера зерна, как расширение Людерса и эффект Людерса снижения.

Деформационное упрочнение и термическая обработка

При очень высоких степенях деформации сильно упрочненных сплавов разупрочнение может также происходить при комнатной температуре. В долгосрочном исследовании более 50 лет снижение силы можно было измерить к концу. Чем выше степень деформации и выше содержание сплава, тем больше уменьшение. Само размягчение вначале очень выражено и быстро проходит. Этого эффекта можно избежать путем стабилизационного отжига при температуре от 120 до 170 ° C в течение нескольких часов.

Заявки и обработка

Сплавы AlMg являются одними из самых важных конструкционных материалов для алюминиевых сплавов. Они могут быть легко холодной формируется , т.е. обрабатываются прокатки и ковки , и легко сварного шва с содержанием Mg , по меньшей мере , 3%. AlMg только редко обрабатываются с помощью экструзии , поскольку последующие изменения прочности следует избегать в экструдированных профилей.

Большинство сплавов AlMg перерабатывается в прокат, а также в трубы, прутки, проволоку и открытые или штампованные детали . Деталь также перерабатывается в экструдированные профили простого поперечного сечения.

Благодаря хорошей коррозионной стойкости и высокой прочности при низких температурах, AlMg используется в судостроении , в приборостроении для химических аппаратов и трубопроводов, в холодильной технике и в автомобилях . Хорошая свариваемость имеет решающее значение для использования в авиастроении , в том числе с добавками скандия и циркония для лучшей свариваемости.

коррозия

Считается, что алюминиево-магниевые сплавы очень устойчивы к коррозии, но это применимо только в том случае, если фаза присутствует в виде прерывистой фазы. Поэтому сплавы с содержанием Mg ниже 3% всегда устойчивы к коррозии; в случае более высокого содержания необходимо использовать подходящую термическую обработку, чтобы гарантировать, что эта фаза не присутствует в виде сплошной пленки на границах зерен.<math><semantics><mrow><mstyle><mi>β</mi></mstyle></mrow><annotation>{ displaystyle beta}</annotation></semantics></math>

Фаза и фаза очень неблагородны по сравнению с алюминием и имеет анодный характер. Следовательно, AlMg подвержен межкристаллитной коррозии, если<math><semantics><mrow><mstyle><msup><mi>β</mi><mo>′</mo></msup></mstyle></mrow><annotation>{ displaystyle beta ‘}</annotation></semantics></math><math><semantics><mrow><mstyle><mi>β</mi></mstyle></mrow><annotation>{ displaystyle beta}</annotation></semantics></math>

  1. фаза выпадает в осадок в виде непрерывной пленки на границах зерен и в то же время<math><semantics><mrow><mstyle><mi>β</mi></mstyle></mrow><annotation>{ displaystyle beta}</annotation></semantics></math>
  2. материал находится в агрессивной среде.

Сплавы в условиях, подверженных межкристаллитной коррозии, отжигают при температурах от 200 ° C до 250 ° C с медленным охлаждением ( гетерогенизационный отжиг ). В результате пленка α-фазы превращается в глобулярную α-фазу, и материал становится устойчивым к межкристаллитной коррозии.<math><semantics><mrow><mstyle><mi>β</mi></mstyle></mrow><annotation>{ displaystyle beta}</annotation></semantics></math><math><semantics><mrow><mstyle><mi>β</mi></mstyle></mrow><annotation>{ displaystyle beta}</annotation></semantics></math>

Сплавы алюминий-медь-кремний

  • Сплавы системы Al—Cu—Si (ГОСТ: АМК).

Алюминиевые антифрикционные сплавы, называемые также алькусинами. Применяется во втулочных подшипниках[4], а также при изготовлении блоков цилиндров с формообразованием в т.ч. литьём.[5] Имеют высокую твёрдость поверхности, поэтому плохо прирабатываются.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий