HomeЦветные металлы и сплавы › Сложные алюминиевые сплавы

Сложные алюминиевые сплавы

Сложные алюминиевые сплавыИзменения, производимые термической обработкой в простых сплавах, никогда не могут дать столь высоких результатов, какие достигаются в сложных сплавах, так как в последних присутствие различных элементов и образуемых ими соединений вызывает усиление процесса дисперсионного твердения.

 

Типичным. примером такого сложного (легированного) сплава алюминия является сплав, известный под названием дуралюмина (называемого иногда дюралюминием или дюра-л е м). Он замечателен тем, что при удельном весе, близком к простому алюминию, имеет прочность и твердость не меньшие, чем у мягкой стали (порядка до 45- 50 кг/мм2 о, и до 130), при удлинении 8 около 20%.

 

Таким образом, если учесть удельную прочность, т. е. прочность (а,), отнесенную к единице веса, то она почти втрое превышает мягкую сталь. Но такую прочность в дуралюмине можно получить лишь только после надлежащей термической обработки -закалки и старения (главным образом искусственного). З

 

десь большой эффект от старения обусловливается тем, что наряду с выделением дисперсных частичек CuAl, происходит одновременно образование и другого соединения Mg2Si — силицида магния. Это соединение образует с алюминием диаграмму, аналогичную А1-Си, т. е. с линией предельного насыщения, убывающего при охлаждении, как показано на

На фиг. 226 эта линия совмещена с линией растворимости СиА12 в А1 (сплошная) и нетрудно видеть, что если сплав, содержащий Си, Mg и Si, нагреть до температуры порядка 500° (т. е. выше линий насыщения) и после выдержки закалить, то получится переохлажденный твердый раствор, из которого будут выделяться дисперсные соединения как СиА12, так и Mg2Si (а также возможно и другие более сложные соединения, связанные отчасти и с присутствующими примесями Fe и Si).

 

Отсюда становится понятным, почему для дуралюмина необходимо иметь сложный состав: Си — обычно около 4%, Mg — порядка 0,5-1%, Si-порядка 0,5-1%. Наконец, добавляется еще Мп в количестве около 0,5%, не оказывающий существенного влияния на старение, но увеличивающий сопротивление сплава коррозии. Одновременный процесс выделения различных составляющих в мелкодисперсном виде и усиливает эффект старения дуралюмина.

 

Изменение свойств при термической обработке дуралюмина показано на кривых фиг. 227. Здесь видно, что непосредственно после закалки (от 500°) в сплаве получаются пониженные твердость, предел прочности и предел упругости (Нв~-80; ов~32кг/дл<2; ае~11 кг/мм2). Далее, при естественном старении эти величины растут и достигают указанных выше значений прочности и твердости, не уступающих стали.

 

Как показывают кривые, при естественном старении обыкновенно существенное изменение механических свойств происходит в течение первых 6-10 час, при дальнейшей же выдержке изменение продолжается, но чрезвычайно медленно, и предел не достигается даже после выдержки свыше 1400 час. Поэтому и применяется искусственное старение (при 150-170°) для достижения максимальных значений прочности и твердости.

 

В дуралюмине наблюдается еще интересное явление, используемое в практике и называемое воз в р а т о м. Оно выражается в том, что сплав, имеющий после закалки от 500° и естественного старения максимальные твердость и прочность, может быть приведен в состояние, подобное состоянию непосредственно после закалки (до старения), т. е. с пониженными твердостью и прочностью при достаточной пластичности (см. фиг. 227).

 

Такое состояние достигается нагревом до 200-250° и быстрым охлаждением (в воде). Интересно, что после этого в сплаве снова происходит процесс старения, сопровождаемый повышением твердости и прочности вплоть до достижения исходных значений.

 

Такой процесс можно повторять, получая сниженные значения прочности и твердости и снова достигая повышенных значений путем старения. Счсюда и получилось название возврата в закаленном дуралюмине.

 

Его используют в тех случаях, когда нужно обрабатывать давлением закаленный и постаревший дура-люмин. После охлаждения в воде от температур 200-250° получается сплав, легче обрабатываемый механически, а затем путем старения снова достигаются в изделии повышенные механические свойства.

 

Сплавы типа дуралюмина выпускаются под различными марками в зависимости от количества составляющих главных элементов, а иногда и иных добавок (как Fe, Ni и др.). По ГОСТ марки дуралюмина обозначаются обычно буквой Д с соответствующими цифрами, но встречаются и другие обозначения.

 

Высокопрочные сплавы алюминия. В сплавах типа дуралюмина хотя и достигается некоторое позышение прочности путем изменения соотношения главных элементов и легирующих добавок, но существенного изменения в этом отношении все же не наблюдается.

 

Оно получается в сплавах, разрабатываемых в последнее время, дающих прочность, доходящую до 60 кг/мм2 и выше, почему их и называют высокопрочными. В основном это четвертные сплавы на основе Al-Zn системы, содержащие несколько процентов Mg и Си, а иногда и других элементов (Сг, Ti и др.). В них также максимальные качества достигаются путем закалки и старения — дисперсионного твердения.

 

Однако в них наблюдается ряд недочетов: значительная коррозия, склонность к самопроизвольному растрескиванию (§ 160) ит. п. Они еще не так изучены, как дуралюмин, и не имеют такого широкого применения, как последний.

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.