Сплав алюминия с кремнием – Легкий сплав алюминия с медью, кремнием, применяемый в самолетостроении, 5 букв, сканворд

Содержание

Силумин (сплав): состав, свойства

Группа литейных сплавов, основой которых является алюминий, содержащая кремний от 4 до 22%, называется силумином. Сплавы обладают высокой стойкостью к коррозии во влажной среде и морской воде. В состав силумина (сплава) также входит малое количество примесей марганца, цинка, титана, железа, меди и кальция. Они имеют хорошие литейные и механические свойства, их легко резать. Внешний вид материала больше напоминает чугун, и распознать его, не имея опыта работы с ним, сложно.

Основные свойства

По свойствам его часто сравнивают со сталью (нержавеющей). Следует отметить, что он по сравнению с последней имеет меньший удельный вес. Силумины – это сплавы алюминия с кремнием. Обладают следующими свойствами:

  • удельной прочностью. Показатели сплава и сталей близки по значениям, но, учитывая, что вес силумина меньше, конструкции из него выигрышнее;
  • устойчивостью к износу;
  • антикоррозийностью. На поверхности металла образуется защитная пленка, которая оберегает его от негативного влияния окружающей среды;
  • низким удельным весом, равным 2,8 г/см3;
  • пластичностью. При заливке в формы из сплава получают детали, имеющие сложные конфигурации. Благодаря хорошей жидкотекучести процесс литья удешевляется;
  • невысокой температурой плавления. Она равна примерно 6000 градусов по Цельсию, что значительно ниже, чем температура плавления стали. Это свойство также оказывает влияние на литье и удешевляет стоимость проводимых работ;
  • доступной ценой.

Перечисленные свойства силумина (сплава) показывают, что этот материал выгодно использовать при производстве различных изделий. Следует, однако, отметить, что он обладает повышенной хрупкостью. При падении деталь, изготовленная из силумина, может треснуть.

Маркировка

Силумины – это сплавы на основе алюминия. В них добавляют кремний и некоторые другие элементы для улучшения свойств. Для быстрого и точного подбора материала с определенным составом и процентным содержанием входящих элементов разработали маркировку сплавов.

Она включает в себя сочетание цифровых и буквенных символов. Буквами указывают входящие в состав компоненты, а цифрами – их процентное содержание, кроме алюминия. Буквы располагаются в порядке убывания процентного содержания элемента. Запись АК12Ц3 означает, что сплав содержит 12% кремния, 3% цинка, а все остальное – 85% - алюминий.

Виды силумина

Силумины в цветной металлургии делятся на:

  • Деформируемые (доэвтектические и эвтектические). При литье доэвтектические сплавы используют легированные только кремнием 4–10%. Иногда допускается небольшое количество примесей из меди и марганца. Эвтектика имеет около 13% кремния.
  • Литейные (заэвтектические). Они обладают повышенной жидкотекучестью, что обеспечивает изготовление отливок, имеющих сложную форму и тонкие стенки, низкую усадку, невысокую склонность образовывать трещины. Содержание кремния доходит до 20%.

Ремонт изделий из силумина

Силумин – это сплав, обладающий повышенной хрупкостью, поэтому изделия из него при эксплуатации могут треснуть.

Для их восстановления применяют эпоксидный клей. Внешний вид восстановится, но использовать его при больших нагрузках не стоит. Для склеивания следует:

  • обезжирить то место, на которое будет наноситься клей, дать подсохнуть;
  • развести клей в соответствии с приложенной инструкцией и нанести на обезжиренную поверхность;
  • плотно соединить сломанные части и забыть о них на сутки.

Ремонт сваркой

В некоторых случаях поврежденное изделие лучше подвергнуть сварке. Эту процедуру проводят самостоятельно в домашних условиях или обращаются к специалисту. При проведении работ температура материала повышается, вследствие этого на сплаве появляется оксидная пленка, препятствующая соединению частей изделия. Для устранения этих негативных явлений для сварки используют аргон, обеспечивающий защиту от отрицательных факторов. Для работы необходимо:

  • подготовить неплавящиеся вольфрамовые электроды и припой для сварки конструкций из алюминия;
  • обезжирить поверхность;
  • изделие зафиксировать;
  • разогреть поверхность до 220 градусов по Цельсию. Для отвода тепла свариваемую деталь положить на стальную прокладку;
  • сварить шов, используя переменный ток;
  • произвести обработку швов для эстетики внешнего вида.

Изделие готово к эксплуатации при небольших нагрузках.

Применение

Низкая стоимость в сочетании с технологичностью дает возможность сплав силумин, в состав которого входят алюминий с кремнием, широко применять в народном хозяйстве:

  • машиностроении – поршни, детали для корпуса, цилиндры, двигатели;
  • авиастроении – блоки цилиндров, поршни для охлаждения, авиационные узлы;
  • оружейном деле – коробки для стволов, узлы для пневматических винтовок;
  • газотурбинном оборудовании – генераторы, теплообменники;
  • изготовлении бытовых приборов – кастрюли, сковородки, казаны, коптильни;
  • скульптурной технике.

В составе силумина (сплава) могут присутствовать добавки цинка, титана, железа, калия, меди в небольших количествах. Все его марки обладают значительными литейными качествами, жидкотекучестью, и просто свариваются. Сплаву присущи износостойкость и прочность, но он является хрупким материалом. Изделия из силумина выдерживают большую нагрузку, но при падении могут расколоться. В этом заключается главный недостаток материала.

Группы сплавов

Существует несколько групп силумина, связанных с его применением:

  1. Эвтектический. Его маркировка АК12, относится к литейным сплавам, содержит 12% кремния. Для него характерна стойкость к коррозии, небольшая литейная усадка, значительная твердость, герметичность. Применяется для отливки аппаратуры, деталей техники, приборов сложной формы. Из-за хрупкости не рекомендуется отливать ответственные детали для работы под нагрузкой.
  2. Доэвтектический. Маркируется АК9ч, имеет высокие литейные технологические свойства, коррозийную стойкость и механическую прочность. Применяется для изготовления сложных деталей крупного и среднего размера. Сохраняет свойства при температуре до 200 градусов по Цельсию. Крупногабаритные детали из него работают под большой нагрузкой.
  3. Заэвтектический. Высоколегированный сплав АК21М2 отличается высокой жаропрочностью и износоустойчивостью. Используется для изготовления фасонных отливок. Идет для изготовления поршней, работающих в среде повышенных температур.

Заключение

Силумин – сплав, в составе которого алюминий является основным элементом. Добавка из кремния делает материал твердым и износоустойчивым. При получении силумина методом литья не образуется трещин. Нет ни одной отрасли народного хозяйства, где бы не использовались алюминиевые сплавы.

Силумин применяют для изготовления корпусов огнестрельного оружия, запчастей к автомашинам, мотоциклам, морским судам, посуды. Все сплавы алюминия с кремнием называют силуминами. И все они обладают разными свойствами. Это зависит от содержания в составе силумина (сплава) кремния, который может составлять 4–22% общего объема. Чем больше его в сплаве, тем он тверже, но в то же время становится и более хрупким.

fb.ru

Роль кремния в литейных алюминиевых сплавах

Табличный химический состав литейных алюминиевых сплавов может включать до десяти конкретных легирующих элементов, не считая колонки «другие» или «сумма примесей». Не все эти элементы являются основными  легирующими элементами для каждого алюминиевого сплава: некоторые элементы являются основными или примесями в одних сплавах и могут поменяться местами в других. Цинк, например, в большинстве литейных алюминиевых сплавов является примесью, и только в некоторых – основным легирующим элементом. 

К главным легирующим элементам литейных алюминиевых сплавов в разных стандартах относят:

  • кремний,
  • медь,
  • магний, а также
  • цинк и
  • олово.

Остальные элементы могут быть второстепенными элементами, модификаторами структуры, а также примесями.                    

Роль кремния в литейных сплавах

Кремний без сомнения является наиболее важным легирующим компонентом в подавляющем большинстве литейных алюминиевых сплавов. Кремнию эти сплавы обязаны так называемыми «хорошими литейными свойствами», то есть способностью легко заполнять литейные формы и затвердевать в отливки без образования горячих трещин. 

Важная роль кремния как легирующего элемента литейных алюминиевых сплавов заключается в следующем:

  1. Высокая скрытая теплота затвердевания кремния обеспечивает хорошую или удовлетворительную жидкотекучесть  сплава в целом.
  2. Кремний имеет ограниченную растворимость в твердом растворе (максимум 1,65 %) и образует с алюминием эвтектику при довольно большом содержании (12 %). Это приводит к тому, что у сплава даже с содержанием в несколько процентов кремния затвердевание происходит в основном в режиме, близком к изотермическому. При этом литейный алюминиевый сплав достигает значительной прочности, поскольку мало подвергаются или вообще не подвергаются термической усадке, что очень важно для предотвращения образования горячих трещин.
  3. Чем больше кремния содержит алюминиевый сплав, тем меньше его коэффициент термического расширения.
  4. Кремний является очень твердой фазой, поэтому он дает значительный вклад в износостойкость алюминиевого сплава.
  5. Соединения кремния с другими элементами, например, с магнием, повышают прочность алюминиевого сплава и делают его термически упрочняемым.
  6. Большое содержание кремния может приводить к нестабильности размеров отливки, особенно при повышенных температурах. Поэтому, например, при применении литейного алюминиевого сплава АЛ2 для высокоточных приборных деталей, предусматривают специальную стабилизирующую термическую обработку. 

Почти изотермическое затвердевание

Чистый алюминий затвердевает «изотермически», то есть при постоянной температуре. Эвтектические составы (алюминий и 12 % кремния, как, например, нормальный силумин) также затвердевают практически «изотермически», то есть в очень узком интервале температуры.

Эвтектические алюминиевые сплавы затвердевают постепенно от поверхности литейной формы по направлению к термическому центру поперечного сечения отливки. Для них характерна очень малая толщина фронта между уже затвердевшей частью отливки и оставшимся жидким металлом. Такое затвердевание сводит к минимуму тенденцию к образованию горячих трещин.  

Кремний залечивает горячие трещины

Присутствие кремния обычно предотвращает образование горячих трещин, а также улучшает текучесть литейных алюминиевых сплавов. Всего лишь 5 % кремния в сплаве обеспечивает достаточную степень изотермического затвердевания, чтобы исключить образование горячих трещин и, в то же время, повысить текучесть сплава. Литейщики часто называют алюминиевые сплавы с широким интервалом температуры затвердевания как «трудные для литья». Однако трудными их делает не широкий температурный интервал затвердевания, а скорее характерная, неизотермическая, форма кривых охлаждения, а также недостаточная жидкотекучесть. Обе эти проблемы — от отсутствия в достаточном количестве кремния. Американский литейный алюминевый сплав 332 (9,5%Si-3,0%Cu-1,0%Mg), его ближайший отечественный аналог – АЛ25, имеет относительно широкий температурный интервал затвердевания, но поскольку он содержит значительное количество кремния, то имеет неплохую жидкотекучесть и близкое к  изотермическому затвердевание.  

Литейные алюминиевые сплавы с большим содержанием кремния (американские серии 3хх и 4хх, группы I и II по ГОСТ 1583-93) значительную часть своего затвердевания «проводят» на эвтектической «площадке» кривой охлаждения. Когда охлаждение доходит до температур ниже этой «площадки», большая доля твердого сплава уже образовалась и только фазы с самыми низкими температурами затвердевания еще остаются жидкими (обычно эвтектики с участием меди и/или магния). К этому моменту сплавы уже успевают сформировать достаточную твердую и прочную структуру. Эта структура способна успешно противостоять усадке при оставшемся охлаждении от эвтектической «площадки» до полного затвердевания без образования горячих трещин.

Кремний и магний в алюминиевых сплавах

Кремний сам по себе дает очень малый вклад в прочность литейных алюминиевых сплавов. Однако в комбинации с магнием в виде Mg

2Si кремний обеспечивает очень эффективный упрочняющий механизм в алюминиевых отливках. 

Влияние кремния на свойства алюминиевых сплавов

С увеличением содержания кремния коэффициент термического расширения сплава, как и его плотность, уменьшаются.

Кремний повышает износостойкость алюминиевого сплава, что часто делает отливки из алюминиево-кремниевых сплавов привлекательной заменой серых чугунов, например, в автомобилестроении. Например, заэвтектический американский сплав 390 широко применяется для изготовления деталей двигателей, насосов, компрессоров, поршней и коробок передач.   

Кремний и режущий инструмент. Важность вклада кремния в улучшение литейных свойств алюминиевых сплавов имеет и обратную сторону. Чем больше кремния в сплаве, особенно в заэвтектическом интервале, тем больше износ режущего инструмента при его механической обработке.  С появлением поликристаллических алмазных материалов проблема износа режущего инструмента перестала быть такой актуальной при выборе подходящего литейного сплава. Однако при обработке отливок режущим инструментом из быстрорежущих сталей, карбидным режущим инструментом и другими менее износостойкими материалами это обстоятельство необходимо учитывать. 

Металлический кремний

Источник: Apelian D. Aluminum Cast Alloys, NADCA, 2009

aluminium-guide.ru

Литейные сплавы алюминий-кремний

Алюминиевые литейные сплавы отличаются от алюминиевых деформируемых сплавов в основном тем, что они содержат значительно большее количество кремния.

Алюминиевые литейные сплавы должны содержать в дополнение к упрочняющим элементам достаточное количество элементов, которые образуют эвтектику. Это необходимо для того, чтобы литейные сплавы имели высокую текучесть для подпитки и заполнения пор и трещин при усадке, которая неизбежно возникают во всех отливках, кроме, может быть, самых простейших.

Силумины — сплавы алюминий-кремний

Сплавы алюминий-кремний, которые не содержат добавок меди, применяют тогда, когда требуются хорошие литейные свойства и высокая коррозионная стойкость. Часто их называют силуминами. Металлографические структуры чистых компонентов, алюминия и кремния, а также нескольких промежуточных химических составов показаны на рисунке ниже. Промежуточные составы являются смесью алюминия, который содержит около 1 % растворенного кремния и частицы почти чистого кремния. Сплавы с содержанием кремния менее 12 % называют доэвтектическими, с содержанием кремния около 12 % — эвтектическими, более 12 % — заэвтектическими.

Рисунок – Фазовая диаграмма алюминий-кремний и литейные микроструктуры чистых алюминия и кремния, а также сплавов различного химического состава

Если требуется высокая прочность и твердость, то в эти сплавы добавляют магний, который делает их термически упрочняемыми.  Сплавы с низким содержанием кремния, таким как 2 %, иногда применяют для отливок, но обычно содержание кремния в литейных сплавах составляет от 5 до 10 %.

Прочность и пластичность этих сплавов, особенно с высоким содержанием кремния, может быть значительно улучшены модификацией эвтектики алюминий-кремний.

Модифицирование доэвтектических сплавов (содержание кремния менее 12 %) особенно часто применяют при литье в песчаные формы. Это модифицирование достигается путем введения в расплав контролируемых добавок натрия или стронция, которые измельчают эвтектическую фазу. В качестве модифицирующих добавок применяют также кальций и сурьму. В заэвтектических сплавах алюминий-кремний для измельчения частиц заэвтектоидного кремния и повышения качества отливок применяют добавки фосфора.

Содержание кремния в пределах от 4 до 12 % снижает потери от брака литья, а также дает возможность отливать более сложные отливки с большой разницей по толщине, а также обеспечивает более высокое качество поверхности и внутреннее качество металла. Это происходит благодаря влиянию кремния на повышение жидкотекучести сплава, снижения растрескивания и улучшения наполняемости форм.

Оптимальная эвтектика алюминий-кремний

Требуемое количество эвтектики зависит также от особенностей процесса литья. Сплавы для литья в песчаные формы обычно имеют меньше эвтектики, чем те которые льют в металлические формы. Это связано с тем, что в «мягких» песчаных формах отливки меньше растрескиваются, чем в жестких металлических.  Повышение сопротивления растрескиванию в ходе литья способствует небольшой интервал температуры затвердевания. При содержании кремния 1 % он составляет 78 ºС, а при содержании 12 % снижается до нуля.

В сплавах алюминий-кремний без добавок других элементов при неравновесном условиях литья объемная доля эвтектики линейно увеличивается от 0 до 1 при возрастании содержания кремния от 1 до 12 %.

Источник: Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1996

aluminium-guide.ru

Алюминиево-кремниевый сплав - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Алюминиево-кремниевый сплав

Cтраница 1

Алюминиево-кремниевые сплавы, называемые силуминами, в особенности их более сложные разновидности, содержащие небольшие добавки магния и других металлов, являются наиболее распространенными среди литейных алюминиевых сплавов. Они применяются почти во всех областях промышленности и особенно в авиации.  [1]

Алюминиево-кремниевые сплавы ( силумины) АЛ2, АЛ4 и другие широко используются для фасонного литья. Алюминиево-магниевые сплавы, по сравнению с силуминами обладающие более высокой коррозионной стойкостью и лучшими механическими сврйствами ( сплав АЛ8 - магналий - наиболее высокопрочный), имеют намного худшие литейные свойства.  [2]

Алюминиево-кремниевый сплав образуется при температуре около 1800 С; с этого момента содержание карбида кремния уменьшается.  [3]

Заэвтектические алюминиево-кремниевые сплавы используют в тех случаях, когда требуется повышенная износоустойчивость изделий, так как в их структуре присутствует твердая кремниевая составляющая. Наиболее широкое распространение эти сплавы находят для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания и для блока двигателя. Заэвтектические сплавы обладают прекрасной жидкотекучестью и отличной обрабатываемостью резанием в случае применения алмазного инструмента.  [4]

Литейные алюминиево-кремниевые сплавы, отличающиеся высокой коррозионной устойчивостью широко применяются как конструкционные материалы для фасонного литья в автотракторном и авиастроении, строительстве, транспорте и других отраслях промышленности.  [5]

Все алюминиево-кремниевые сплавы, характеристика которых дана в табл. 57, за исключением АЛ2, подвергаются термической обработке: закалке с 525 - 535 и искусственному старению при 160 - 180 в течение 5 - 10 часов.  [6]

Теоретически из алюминиево-кремниевого сплава можно выделить различными приемами чистый алюминий.  [7]

При производстве алюминиево-кремниевых сплавов применяют электрические печи мощностью 15000 - 35000 кВА ( рис. 120) открытого типа в связи с необходимостью периодической обработки колошника. Необходимость в такой обработке обусловливается физическими и химическими качествами материалов шихты. Ванна таких печей имеет круглую форму. У круглой ванна силы, которые получаются вследствие термических напряжений в футеровке, хорошо компенсируются.  [8]

При выплавке алюминиево-кремниевого сплава в электропечи мощностью 16 500 кВА каждый час выделяется свыше 150 000 м3 различных газов. Эти газы увлекают с собой в виде мелких частичек ( пыли) продукты конденсации разложившихся и испарившихся компонентов шихты и сплава.  [9]

Комплексное модифицирование доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов / / Литейн.  [10]

Электрический режим выплавки алюминиево-кремниевого сплава зависит от типа и мощности рудно-термической печи и определяется рабочей технологической инструкцией. Работа печей с отклонением от заданного электрического режима допускается только после перепуска электродов и после простоев печи, когда необходимо постепенное повышение мощности. Разогрев печей после капитального ремонта ведут, постепенно набирая мощность.  [11]

Исследования проведены на алюминиево-кремниевом сплаве АЛ2 при литье корпуса с чистовой массой 5 8 кг - сложной фасонной отливки ответственного назначения.  [12]

Из алюминиевых сплавов наиболее известны двойные алюминиево-кремниевые сплавы или силумины Ал2, Ал4, Ал9, содержащие 5 - 13 % кремния и отличающиеся высокими литейными и механическими свойствами при литье в земляные и металлические формы. Присадка к этим сплавам до 3 % меди значительно повышает твердость, прочность и улучшает обрабатываемость резанием. Наиболее важной упрочняющей добавкой к силуминам является магний, который позволяет упрочнять сплавы не только модифицированием, но и термической обработкой. Силумины применяются для высоконагруженных деталей двигателей и моторов.  [13]

В качестве восстановителя при получении алюминиево-кремниевых сплавов используют древесный уголь, нефтяной кокс, некоторые малозольные сорта каменного угля и древесную щепу.  [14]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Эвтектические силумины: сплавы алюминия с кремнием

Силуминами называют группу алюминиевых сплавов с относительно большим содержанием кремния. Часто под силуминами подразумевают более узкую группу сплавов с содержанием кремния 12-13 %. Это:

  • эвтектические силумины, которые также называют обычными или нормальными силуминами.

Бывают также:

  • доэвтектические силумины (с содержанием кремния 4-10 % с добавками меди, магния и марганца),
  • изностойкие заэвтектические силумины (с содержанием кремния до 20 % с добавками меди, магния и никеля), а также
  • специальные силумины, например, цинковистый силумин.

Эвтектические силумины

Эвтектические силумины имеют содержание кремния в интервале от 10 до 13 %, умеренные прочностные свойства, но довольно высокое для литейных сплавов удлинение. Главное их преимущество перед другими литейными алюминиевыми сплавами, в том числе и другими типов силуминов — очень хорошие литейные свойства и, в первую очередь — высокая жидкотекучесть. Эти литейные сплавы очень хорошо подходят для литья тонкостенных, сложных по форме, герметичных, стойких к вибрации и ударным нагрузкам изделий.

Литье эвтектических силуминов

Из всех алюминиево-кремниевых сплавов эти сплавы, содержащие около 13 % кремния, имеют самую лучшую жидкотекучесть. Эти сплавы имеют свои технологические особенности.

В случае свободного затвердевания эти сплавы образуют плотную, колоколообразную поверхность на верхней части слитка. При этом типе затвердевания кристаллизация начинается с формирования твердой оболочки, которая затем растет вглубь отливки. У этого типа сплава имеется только два состояния — «твердое» и «жидкое». Полное затвердевание отливки происходит при эвтектической температуре около 577 С.

Модифицирование силуминов

Эти эвтектические силумины могут быть модифицированы натрием. Модификацию натрием обычно применяют при литье в песчаные формы и литье в кокиль, если к отливкам предъявляются повышенные требования к удлинению литой микроструктуры. Как правило, литейные сплавы для литья в песчаные формы и литья в кокиль всегда применяют в модифицированном химическом составе.

Влияние железа на силумины

Химическая стойкость, а также стойкость к воздействию атмосферы, в том числе, морской, повышается с повышением чистоты применяемого сплава. Поэтому в таких областях применения как пищевая промышленность или судостроение применяют только первичные алюминиевые сплавы. Удлинение литой микрострукутры в значительной степени зависит от содержания железа и других примесей. Поэтому, для того, чтобы гарантировано получать высокие прочностные характеристики отливок, применяют только первичные сплавы с минимальным содержанием железа и других примесей.

Термическая обработка силуминов

Эти сплавы не имеют способности к термическому упрочнению за счет механизма старения. Однако при литье отливок в песчаные формы и литье в кокиль из литейных сплавов с небольшим содержанием меди и магния иногда может быть достигнуто улучшение пластичности с . Это достигается путем отжига при температуре 520-530 С для образования твердого раствора легирующих элементов с последующим охлаждением в холодной воде.

Силумины в стандартах EN 1676 и EN 1706

Химический состав литейных алюминиевых сплавов задают два европейских стандарта:

  • EN 1676 — для литейных алюминиевых сплавов в чушках и
  • EN 1706 — для литейных алюминиевых сплавов в отливках.

Основные эвтектические силумины по стандартам EN 1676 и EN 1706 представлены на рисунке 1. В стандартах EN 1676 и EN 1706 и к цифровому обозначению, и к химическому обозначению сплава добавляются «приставки» EN AB- и EN AC-, соответственно. Например, для сплава 44200 это выглядит так:
EN AB-44200 и EN AC-44200;
EN AB-Al Si12(a) и EN AC Al Si12(a).

Рисунок 1 – Химический состав эвтектических силуминов
по EN 1676 и EN 1706
(для увеличения — кликнуть по картинке)

Эти стандарты разрешают очень широкий интервал главного легирующего элемента кремния — от 10,5 до 13 %. Практический интервал содержания кремния составляет от 12,5 до 13,5 %, а также слегка доэвтектический интервал от 10,5 до 11,2 %.  Важно, что сплавы из этих двух интервалов проявляют совершенно различное поведение при затвердевании. При промежуточном интервале содержания кремния от 11,5 до 12,5 % существует большой риск образования усадочной пористости. Поэтому применение сплавов в этом интервале не рекомендуется.

Эвтектические силумины в ГОСТ 1583-93

ГОСТ 1583-93 определяет требования для обоих типов алюминиевых литейных сплавов: и в чушках, и в отливках.

Все силумины в чушках имеют состав по кремнию близкий к эвтектическому – от 10 до 13 %.

По возрастанию содержания железа (и других примесей) силумины в чушках (из бывшего ГОСТ 1521-68) располагаются в следующем порядке:

  • АК12оч (СИЛ-00) – содержание железа до 0,20 %;
  • АК12пч (СИЛ-0) – содержание железа до 0,35 %;
  • АК12ч (СИЛ-1) – содержание железа до 0,50 %;
  • АК12ж (СИЛ-2) – содержание железа до 0,7 %.

Из сплавов, которые применяются и в чушках, и в отливках, к эвтектическим силуминам относится сплав АК12 (АЛ2). Допустимое содержание железа в этом сплаве зависит от типа изделия (чушка или отливка), а также метода литья. При литье в песчаные формы и по выплавляемым моделям допустимое содержание железа должно быть не более 0,7 %, а при литье под давление – не более 1,5 %.

Свойства эвтектических силуминов

Технологические, физические и механические свойства эвтектических силуминов, а также типичные технологические параметры их литья  представлены на рисунках 2, 3, 4 и 5.

Рисунок 2 – Литейные и другие технологические свойства
эвтектических силуминов

Рисунок 3 – Физические свойства эвтектических силуминов

Рисунок 4 – Механические свойства эвтектических силуминов

Рисунок 5 – Типичные технологические параметры литья
эвтектических силуминов

Источник: Aleris International, 2014

aluminium-guide.ru

Кремний в сплавах алюминиевы - Справочник химика 21

    В последнее время для определения кремния в алюминиевых сплавах широко применяется фотометрический метод, основанный на образовании кремнемолибденовой сини. Этот метод позволяет определять кремний при его содержании в сплаве от [c.93]

    Из сплавов алюминия наиболее распространен дюралюминий, сокращенно дюраль ( дюр означает твердый ). Большую твердость дюралю по сравнению с чистым А1 придают добавки меди ( 4%), марганца (--0,57о), магния (- 1,5%), кремния и железа (доли %). Применение нашли также сплав А1 с Si — силумин (16% Si) — и алюминиевая бронза (89% Си). [c.56]


    Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения кремния [c.571]

    Алюминиевые сплавы, содержащие менее 0,5% кремния, растворяют в 5 мл концентрированной соляной кислоты с добавлением по каплям перекиси водорода. При наличии более 0,5% кремния сплав растворяют в платиновой чашке в 10 мл воды при добавлении по каплям фтористоводородной кислоты до полного растворения. Затем добавляют еще 5 мл фтористоводородной кислоты, несколько капель концентрированной азотной кислоты и 2 мл концентрированной серной кислоты и нагревают до удаления НР. Остаток растворяют в 10 мл разбавленной (1 1) азотной кислоты. [c.253]

    Порфирьев Н. А. Колориметрический метод определения кремния в алюминиевых сплавах. Уч. зап. Казанск. ун-та, 1948, 1С8, кн. 1, с. 85—91. 5286 [c.204]

    В бронзах олово часто заменяют другими металлами, что приводит к изменению свойств сплавов. Алюминиевые бронзы (5—10 % по массе алюминия) обладают повышенной прочностью. Очень прочны, тверды и упруги бериллиевые бронзы, массовая доля бериллия в которых составляет 2 %. Широкое применение в народном хозяйстве нашли бронзы, содержащие свинец, марганец, сурьму, железо, никель и кремний. [c.251]

    В отличие от самого алюминия его сплавы характеризуются высокой удельной прочностью, приближающейся к высокопрочным сталям. Основные другие достоинства всех сплавов алюминия — это их малая плотность (2,5—2,8 г/см ), удовлетворительная стойкость против атмосферной коррозии, сравнительная дешевизна и простота получения и обработки. Эти сплавы пластичнее сплавов магния и многих пластмасс, стабильны по свойствам. Основными легирующими элементами являются Си, Mg, 31, Мп, Хп, которые вводят в алюминий главным образом для повышения его прочности. Типичными представителями сплавов алюминия являются дуралюмины, относящиеся к сплавам системы Л1—Си—Mg. Высокопрочные сплавы алюминия относятся к системам Л1—7п—Mg—Си, содержащим добавки Мп, Сг, 2т. Из других сплавов широко известны силумины, в которых основной добавкой служит кремний, магналий (сплав алюминия с 9,5—11,5% магния). Алюминиевые сплавы применяются в ракетной технике, в авиа-, авто-, судо- и приборостроении, изготовлении строительных конструкций, заклепок, посуды и во многих других отраслях промышленности. [c.633]

    При оиределении кремния в алюминиевом сплаве Д5 = 0 соответствовала концентрации g = l,70%, а для эталона с концентрацией i = 0,72% ASi = —0,48. [c.132]

    Определить содержание кремния в алюминиевом сплаве,  [c.146]

    При определении кремния в алюминиевом сплаве для построения градуировочного графика были получены следующие результаты массовой доле = 1,70% соответствовала = О, массовой доле сОд = 0,72% соответствовала А8 = -0,48. Построить градуировочный график и определить массовую долю (%) [c.177]

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕМНИЯ В АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВАХ [c.61]

    Бронза— сплав меди с другими элементами, в основном с металлами. В зависимости от состава различают оловянную бронзу (состоит из меди и олова), алюминиевую бронзу (содержит до 5—11 % алюминия), свинцовую (до 33% свинца), кремниевую (до 4 % кремния) и др. Применяется для изготовления частей машин и для художественных отливок. [c.156]

    Тихонова А. А. Определение молибдена в легированных сталях на фотоколориметре. Зав. лаб., 1949, 15, № 1, с. 107—108. 5825. Тихонова А. А. Определение хрома в алюминиевых сплавах на фотоколориметре. Зав. лаб., 1949, 15, № I, с. 108—109. 5826 Тихонова А. А. Определение кремния в алюминиевых сплавах фотоколориметрическим методом. [М.], Оборонгиз, 1949. 8 с. с илл. [c.223]

    Принадлежность данного сплава к определенному типу дает возможность с большой степенью достоверности предвидеть примерный его состав. Так, например, алюминиевые сплавы содержат магний, железо, кремний, титан, медь, цинк, марганец, никель и др. медные сплавы — олово, цинк, СБ1 н ц, сурьму, висмут, железо, никель, кремний, фосфор и др. [c.453]

    Метод определения титана и кремния 11 021.009.3—83 Сплавы алюминиевые для изделий электронной техники. [c.31]

    Качество химического полирования зависит не только от состава ванны, но и от выбора сплава. Алюминиевые сплавы, содержащие цинк и медь, плохо полируются и анодируются. Особенно плохо полируются сплавы алюминия с высоким содержанием кремния. Наилучшие результаты получаются для алюминия высокой чистоты (99,99%). [c.25]

    Определение кремния в алюминиевых сплавах [c.107]

    Сущность метода. Для определения кремния в алюминиевых сплавах при его содержании от 16 до 30% используется реакция образования кремнемолибденовой гетерополикислоты с последующим ее восстановлением до молибденовой сини. [c.99]

    Кремний, образуя химическое соединение с магнием, является легирующим элементом в алюминиевых сплавах. Его содержание в деформированных сплавах обычно достигает 0,5—1,2%. При большем количестве кремния в алюминиевых сплавах механические свойства их существенно не повышаются, но пластичность при этом заметно падает. [c.154]

    Поэтому чистый алюминий используются только для формирования тонких (меньше 30 нм) зародышевых и смачивающих слоев, а для остальных целей применяются пленки сплавов алюминия, из которых особенно часто используются сплавы А1 — 1% Si — 0,5% Си = Al[Si, u] и Al — 0,5% Си = А1[Си] [12]. Добавка кремния в алюминиевый сплав препятствует процессам диффузии и растворения атомов кремния из /з-/2-переходов в алюминии при его осаждении в контактные окна ИМС, а добавка меди способствует повышению стойкости к процессу электромиграции. [c.172]

    Установлено, что распределение этих соединений, например кремния, в алюминиевых сплавах оказывает влияние на величину [c.165]

    В паяных алюминиевых конструкциях разделительные пластины покрываются припоем. Такая разделительная пластина может состоять из алюминиевой основы, плакированной очень тонким слоем, содержащим припой. Типичный плакирующий сплав состоит нз 92 % алюминия и 7,5% кремния [2], Кремний снижает точку плавления покрытия примерно на 50 °С ниже точки плавлеиия алюми- [c.305]

    Алюминиевые сплавы в соответствии с основными ко.мпонента-ми (основой) получили следующие названия силумины (алюминий-кремний), дюралюмины (алюминий — медь — марганец), магналии (алюминий — марганец). В зависимости от назначения они подразделяются на литейные и деформируемые (до 80% от всех сплавов). [c.225]

    Наиболее распространенные алюминиевые литейные сплавы — это силумины (сплавы алюминия с кремни- [c.52]

    Наряду с железом и железными сплавами широкое применение в современной технике находят алюминий и его сплавы. Алюминиевые сплавы делят на две группы деформируемые и недеформируемые (или литейные). Наиболее распространены силумины и дюралюминий. Силумины содержат 10—13% кремния и небольшое количество магния и обладают хорошей коррозионной стойкостью из-за образования на их поверхности защитного слоя ЗЮа. Дюралюминий отличается высокими механическими свойствами наряду с легкостью. Изделия из этого сплава при равной прочности в два раза легче стальных. Коррозионная стойкость чистого алюминия во много раз выше, чем алюминиевых сплавов, в особенности сплавов, содержащих медь, железо и никель. Несмотря на то что алюминий имеет отрицательный потенциал (—1,67В), он является довольно коррозионностойким во многих средах в воде, в большинстве нейтральных сред и в сухой атмосфере. Такое поведение алюминия обусловлено его способностью к самопассивации. В зависимости от условий алюминий покрывается защитной пленкой разной толщины — от 150 до ЮООА, которая состоит из А12О3 или А12О3  [c.72]

    Механические свойства литейных алюминиевых сплавов могут быть существенно улучшены модифицированием в жидком состоянии. Так, модифицирование силумина с содержанием 13% кремния приводит к повышению предела прочности от 140 до 180 МН/м и удлинения от 3 до 8%. При более высоких требованиях к прочностным свойствам применяют специальные силумины с добавками меди, марганца, магния, с термической обработкой закалкой с последующим старением. Однако механические свойства литых сплавов значительно уступают термически упрочняемым сплавам. Поэтому применение литых сплавов для нагруженных деталей целесообразно лишь в случае сложной формы изделия или выигрыша в весе, в остальных случаях предпочтительнее применение кованых, более прочных сплавов. [c.53]

    При получении покрытия из расплава в ванну с расплавленным алюминием обычно добавляют кремний, чтобы затруднить образование слоя хрупкого сплава. Полученные из расплава покрытия используют для повышения устойчивости к окислению при умеренных температурах таких изделий, как отопительные устройства и выхлопные трубы автомобилей. Они стойки к действию температуры до 480 °С. При еще более высоких температурах покрытия становятся огнеупорными, но сохраняют защитные свойства вплоть до 680 °С [21]. Использование алюминиевых покрытий для защиты от атмосферной коррозии ограничено вследствие более высокой стоимости по сравнению с цинковыми, а также из-за непостоянства эксплуатационных характеристик. В мягкой воде потенциал алюминия положителен по отношению к стали, поэтому покрытие является коррозионностойким, В морской и некоторых видах пресной воды, особенно содержащих С1" и SO4", потенциал алюминия становится более отрицательным и может произойти перемена полярности пары алюминий—железо. В этих условиях алюминиевое покрытие является протекторным и катодно защищает сталь. Показано, что покрытие из сплава А1—Zn, состоящего из 44 % Zn, 1,5 % Si, остальное — Al, имеет очень высокую стойкость в морской и промышленной атмосферах. Оно защищает также от окисления при повышенных температурах. [c.242]

    Так, аргон используют в качестве защитной атмосферы (предохранение от окисления) при выплавке таких металлов, как уран, торий, германий, цирконий и гафний, а также при получении чистого кремния. На практике широко распространен способ электросварки (а также наплавки и резки) металлов в защитной атмосфере инертного газа —обычно аргона (аргонно-дуговая сварка титановых, алюминиевых, магниевых и др. сплавов, меди, вольфрама, нержавеющих сталей и т. д.). Чистые гелий и аргон—непревзойденные защитные газы при работе с химически малоустойчивыми веществами, легко поддающимися окислению. [c.544]

    На очищенную поверхность алюминиевого сплава помещают 1-2 капли 15 %-ного раствора щелочи. По истечении 5 мин снимают жидкость фильтровальной бумагой. Оставшееся на поверхности металла темное пятно обрабатывают 1-2 каплями раствора Н N ( и) = 66 %), Через 3 мин снова снимают раствор фильтровальной бумагой. Образующееся при этом серое пятно свободного кремния служит признаком силумина. Дюралюминий этой реакции не дает. [c.120]

    Малая плотность, пластичность и устойчивость к коррозии обеспечили алюминию применение в авиа- и автопромышленности. Он входит в состав легких сплавов дюралюмина (сплава алюминия, меди, магния и марганца), силумина (сплава алюминия и кремния) и некоторых других. Из алюминиевых сплавов изготовляют корпуса искусственных спутников Земли и космических кораблей. [c.315]

    Носков М. М , Скорняков Г. П. и ЧукинаТ. П. Спектральный экспресс-анализ основных мартеновских шлаков с применением искрового режима дуги переменного тока. Зав. лаб., 1951, 17, № 4, с. 429—430. 4982 Носков Ф. Н. и Соколова В. М. Фотоколориметрическое определение кремния в алюминиевых сплавах. Зав. лаб., 1952, 18, № 2, с. 176. 4988 [c.194]

    Одними из наиболее важных сплавов, имеющих промышленное значение, являются сплавы алюминия с кремнием. Сплавы, содержащие от 5 до 14% кремния, называются силуминами. Такие сплавы могут быть получены путем электролиза соответствующих ионных расплавов. В этом отношении значительный интерес представляет работа [38], в которой исследован электролиз расплавленной системы МадА1Рб — 5Юз — МаОд. Если во время электролиза применять жидкий алюминиевый катод, то возможна реакция взаимодействия алюминия с окисью кремния с образованием сплава Л1 —51. В растворе расплавленно- [c.132]

    При плавке алюминиевых сплавов и алюминиевых бронз содержащийся в сплаве алюминий химически взаимодействует с футеровкой, при этом он активно восстанавливает кремний из кремнезема П1 лукислой или алюмосиликатной футер. вки, Он также может реаги-рогать с оксидами железа и хрома, обычно в небольших количествах присутствующих в футеровочных материалах  [c.88]

    Алюминиевые сплавы подразделяются на деформируемые и литейные. Деформируемые сплавы отличаются высокой пластичностью и механической прочностью, К таким сплавам относятся, например, дуралюмины, содержащие добааки меди, магния, марганца, кремния, железа упрочняющей фазой в них являются соединение АЬСи и другие интерметаллиды. Дуралюмины характеризуются, однако, сравнительно невысокой коррозионной стойкостью, поэтому их часто применяют в плакированном виде, т. е. [грокатанными вместе с покрывающим их листовым чистым алю-ми [ием. Литейные сплавы содержат легирующих добавок больше предельной растворимости. Из них готовят различные фасонные отливкн. К литейным сплавам относятся содержащие до 7% кремния (силумины) или до 10% магния последние отличаются высокой коррозионной стойкостью. Алюминиевые сплавы применяют в самолетостроении, судостроении, ракетостроении, транспортном машиностроении (вагоны, автомобили, тракторы и т. п.), промышленном и гражданском строительстве (подъемно-транспортные сооружения, мосты, сборные дома, трубы для нефтедобывающей промышленности), а так /ке для орошения и дождевания в сельском [c.258]

    Основные элементы, которыми легируют деформируемые алюминиевые сплавы для обеспечения их упрочнения при термической обработке — медь, кремний, магний, цинк. В некоторые сплавы добавляют литий, церий, кадмий, цирконий, хром и другие элементы. К наиболее важным и распространенным сплавам, упрочняемым закалкой с последующим старением, относятся сплавы систем А1—Си—Mg типа дюралюминий, А1—Мд—51, ави-аль А1—2п—Mg—Си (высокопрочные сплавы Ов бОО— 700 МН/м ), А1—М —2п (самозакаливающиеся свари--ваемые сплавы, сгв=400—450 MH/м ), не требующие термической обработки после сварки, А1—Си—Сс1— (жаропрочные сплавы, Ов = 360—400 МН/м ) после 1000 ч выдержки при температуре 180°С. К высокопрочным сплавам относятся сплавы В93, В95, В96 системы А1—2п—Mg—Си, сплав ВАД23 системы А1—Си—Мп— С(1 и, частично, в зависимости от применяемой термической обработки и вида полуфабриката, сплавы. Д16, Д19, системы А1—Си—Mg, сплав АК8 системы А1—Си—Mg—51. Наибольшей прочностью при комнатной температуре обладают сплавы В93, В95, В96 и ВАД23. Сплавы Д16 и Д19 обладают меньщей прочностью при комнатной температуре, чем сплавы В93, В96, В95. Однако их преимущество заключается в большей жаропрочности и меньщей чувствительности к коррозии. Сплав ВАД23 сохраняет относительно высокие прочностные характеристики после длительных нагревов до 160— 180°С. Исходя из характеристик алюминиевых сплавов следует применять сплавы В93, В95, В96 для конструкций, работающих до температуры 100°С, при этом в конструкции должны отсутствовать концентраторы напряжений, расположенные в плоскости, перпендикулярной к действию силы. Для нагружения конструкций, работаю- [c.49]

    Применение оловянистой бронзы ограничивается изготовлени ем деталей для отдельных узлов оборудования. В настоящее время оловянистые бронзы заменяются более экономичными и прочными алюминиевыми бронзами — сплавами меди с алюминием. Промышленность выпускает также специальные бронзы, в которых не содержится олово, но имеются добавки алюминия, марганца, кремния и др. [c.32]

    Пример 2. При анализе алюминиевого сплава на кремний по методу одного эталона получили почернение (5) линий гомологической пары в спектрах эталона (5si=l,09 и iSai = 0,37 при si = 0,95%) и анализируемого образца (Ssi = 0,86 и Sai = 0,34). [c.128]

    Кремний входит в состав многих железных, медных, алюминиевых и других сплавов. В небольших количествах (до .0 8%Ьп [c.93]

    Во время электролиза образующийся металл перио. дически удаляется со дна электролизера, он содержит обычно 98,5—99,8% алюминия, механические примеси (электролит, окись алюминия, уголь, адсорбированные газы) и сплавы с элементами, которые встречаются в алюминиевых рудах (З), Ре). Механические примеси и адсорбированные газы обычно удаляют переплавкой алюминия-сырца, а железо, кремний удаляют последующим электролитическим рафинированием. После электролитического рафинирования получают алюминий [c.333]

    Опыт 10. Идентификация алюминиевых сплавов. На очищенную поверхность образца нанесите каплю 15%-ного раствора NaOH. Выделение водорода через некоторое время указывает на то, что в сплаве содержится алюминий. Составьте уравнение реакции. Примерно через пять минут после нанесения щелочи снимите жидкость фильтровальной бумагой и нанесите на пятно, оставшееся на поверхности образца, 1—2 капли HNOg (d=l,4). В случае сплавов алюминия с кремнием остается серое пятно элементарного кремния. Поставив параллельно тот же опыт с образцом дюралюминия, можно убедиться, что в этом случае серого пятна не образуется .  [c.201]

    Некоторые металлы и неметаллы (Sn, Zn, Al, Si и др.) растворяются в щелочах, Поэтому при анализе некоторые сплавы (например, алюминиевые) растворяют в 25%-ном растворе NaOH. В раствор переходят алюминий, цинк, олово, кремний в осадке остаются железо, магний, марганец, медь и другие нерастворимые в щелочах компоненты исследуемых сплавов. [c.439]


chem21.info

Литейные алюминиевые сплавы: алюминий-медь-кремний

В отличие от деформируемых алюминиевых сплавов, литейные сплавы имеют намного большее содержание легирующих элементов.

Медь и кремний в алюминии

Из  всех литейных алюминиевых сплавов сплавы системы алюминий-медь-кремний имеют самое широкое применение. Эти сплавы обладают хорошими литейными свойствами. Сочетание кремния и меди позволяет применять термическую обработку для повышения механических свойств.

Количество в этих сплавах как меди, так и кремния изменяется очень широко. Поэтому в одних сплавах алюминий-медь-кремний преобладает медь, а в других – кремний.

В этих сплавах:

  • медь обеспечивает прочность, а
  • кремний повышает литейные свойства и снижает горячее растрескивание.

Сплавы алюминий-медь-кремний с содержанием меди более чем 3-4 % являются термически упрочняемыми. Однако обычно термическую обработку применяют только, если эти сплавы содержат также магний, который повышает их восприимчивость к термической обработке.

Сплавы с большим содержанием кремния (более 10 %) имеют низкое термическое расширение, что является преимуществом для изделий, работающих при повышенных температурах. Когда содержание кремния превышает 12-13 %, вплоть до 22 %, в сплаве присутствуют кристаллы первичного кремния. Когда эти кристаллы должным образом распределены, они обеспечивают сплаву высокую износостойкость. Из этих заэвтектических сплавов изготавливают, например,  автомобильные блоки цилиндров двигателей.

Влияние магния

Многие сплавы системы Al-Si-Cu содержат также магний: АЛ3, АЛ4М, АК5М2, АЛ5, АЛ5-1, АЛ6, АК7М2, Ак4М4, АЛ32. Это дает им высокую жаростойкость с рабочими температурами 250-275  ºС. Эти сплавы уступают сплавам Al-Si и Al-Si-Mg по литейным свойствам, коррозионной стойкости и герметичности. Не требуют модифицирования и кристаллизации под давлением.

Литейный алюминиевый сплав 380.0

Формула сплава: 8,5Si-3,5Cu

Химический состав:

  • медь: 3,0-4,0 %;
  • магний: 0,10 % макс.;
  • марганец: 0,50 % макс.;
  • кремний: 7,5-9,5 %;
  • железо: 2,0 % макс.$
  • никель: 0,50 % макс;
  • цинк: 3,0 % макс.;
  • олово: 3,5 % макс.;
  • другие: 0,50 % макс.;
  • алюминий: остальное.

Влияние примесей

Высокое содержание железа снижает пластичность. Содержание примесей может достигать относительно высоких значений прежде чем начнет проявляться их серьезное влияние.

Типичные механические свойства:

  • прочность на растяжение: 330 МПа;
  • предел текучести: 165 МПа;
  • относительное удлинение: 3 %;
  • коэффициент Пуассона: 0,33;
  • модуль упругости: 71,0 ГПа.

Физические свойства:

  • плотность: 2,71 г/см3;
  • температура ликвидус: 595 ºС;
  • температура солидус: 540 ºС.

Технологические свойства:

  • температура плавления: от 650 до 760 ºС;
  • температура разливки: от 635 до 705 ºС;
  • температура отжига для повышения пластичности: 260-370 ºС,
    выдержка – 8 часов, охлаждение с печью или на спокойном воздухе;
  • температура отпуска для снятия внутренних напряжений: 175-260 ºС,
    выдержка – 4-6 часов, охлаждение на спокойном воздухе.

Фазовые диаграммы алюминий-кремний и алюминий-медь

Фазовая диаграмма алюминий-кремний


Фазовая диаграмма алюминий-медь

Источник: Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1996

aluminium-guide.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *