Классификация алюминиевых сплавов

Введение легирующих элементов позволило создать целую группу алюминиевых сплавов с различными физико-механическими и технологическими свойствами.

По технологии изготовления полуфабрикатов и изделий все применяемые в промышленности алюминиевые сплавы делят на три группы: деформируемые, литейные и спеченные.

Деформируемые сплавы должны иметь высокую техно­логическую пластичность, так как используются для изготовления деталей различными способами пластической деформации (прокаткой, ковкой, прессованием и т. д.). Поэтому деформируемые сплавы должны иметь однородную структуру твердого раствора на основе алюминия. Для повышения прочности при условии сохранения технологической пластичности в деформируемых сплавах допускается небольшое количество кристаллов эвтектики.

Литейные сплавы, предназначенные для изготовления деталей методами фасонного литья (в земляные или металлические формы, под давлением и пр.) должны иметь хорошие литейные свойства — высокую жидкотекучесть, малую склонность к образованию горячих трещин, которые зависят от интервала кристаллизации. Чем меньше интервал температур начала и конца затвердевания сплава, тем выше его жидкотекучесть и, следовательно, способность расплава к заполнению литейной формы сложной конфигурации. Поэтому наилучшими литейными свойствами обладают эвтектические сплавы, так как они кристаллизуются практически при постоянной температуре.

Принадлежность алюминиевого сплава к той или иной группе определяется характером взаимодействия алюминия с легирующими элементами, т. е. типом диаграммы состояния.

Одни легирующие элементы, например Сu, Si, Mg, Zn, резко изменяют свойства алюминия и его сплавов. Другие, например Mn, Ni, Сг, улучшают свойства только при наличии перечисленных выше, одного или нескольких, основных легирующих элементов. Наконец, часть элементов вводят в качестве модификаторов — малых количеств улучшающих добавок, действующих различно, но улучшающих (главным образом, измельчающих) структуру; к таким добавкам относятся Na, Be, Ti, Ce, Nb.

Большинство элементов, входящих в алюминиевые сплавы, образуют с алюминием ограниченные твердые растворы переменной концентрации, в которых растворимость элемента с понижением температуры уменьшается.

Вследствие уменьшения растворимости из двойных твердых растворов должны выделяться избыточные вторичные кристаллы. В системе Al—Si избыточной фазой являются кристаллы Si; в системе А1—Сu — химическое соединение СuА1₂; системе А1—Mg — соединение Mg₂Al₃.

В многокомпонентных сплавах на алюминиевой основе легирующие элементы, взаимодействуя между собой, образуют новые фазы. Так, Mg и Si образуют фазу Mg₂Si. Наконец, образуются тройные или четверные соединения (например, CuMgAl₂, AlCuMgSi), растворимость которых в алюминии ограничена и с понижением температуры уменьшается.

Деформируемые алюминиевые сплавы могут быть классифицированы также по склонности к термическому упрочнению. Способность упрочняться в результате термической обработки зависит от изменения концентрации α-твердого раствора при изменении температуры и от природы упрочняющих фаз, которыми могут быть только интерметаллиды, растворяющиеся в основном α-твердом растворе при нагревании сплава. Следовательно, деформируемые алюминиевые сплавы можно разделить на две подгруппы: деформируемые - неупрочняемые термической обработкой, и деформируемые - упрочняемые термической обработкой.

Наконец, все алюминиевые сплавы, как литейные, так и деформируемые, классифицируют по свойствам: сплавы повышенной пластичности, конструкционные, высокопрочные, жаропрочные и др.

Поиск по сайту: