Сплав медь алюминий: статья-обзор о сплавах от экспертов компании Рослом

Литейные сплавы алюминий-медь

Алюминиевые литейные сплавы, основным легирующим элементом является медь, имеют ее содержание от 4 до 5 %. Кроме того в них присутствуют обычные примеси железо и кремний, а иногда также небольшие количества марганца.

Фазовая диаграмма алюминий-медь

Эти сплавы являются термически упрочняемыми и могут достигать довольно высокой прочности и пластичности, особенно если они получены из слитков с содержанием железа не более 0,15 %.

Фазовая диаграмма алюминий-медь

Однофазные алюминиевые сплавы

Алюминиево-медные сплавы являются однофазными. В отличие от сплавов алюминия с кремнием здесь нет вторичной фазы с высокой жидкотекучестью, которая бывает так полезна на последних стадиях затвердевания отливок. Когда такая фаза присутствует, она помогает заполнять металлом пустоты, которые возникают при усадке, а также компенсирует напряжения, которые возникают в отливке при ее затвердевании.

Трудные алюминиевые сплавы

Эти сплавы более сложны для литья, чем, скажем, сплавы алюминия с кремнием. При работе с ними необходимо предпринимать специальные меры, чтобы обеспечивать затвердевание металла от отдаленных участках отливки к более горячими и более жидким участкам, к прибылям и затем к питателям. Когда такие должные меры приняты, эти алюминиево-медные сплавы могут успешно применяться для производства отливок с высокой прочностью и пластичностью. Заметим, что более сложная технология литья характерна и для других однофазных алюминиевых литейных сплавов.

Алюминиево-медные сплавы проявляют весьма низкие литейные свойства и требуют более тщательного проектирования литейных форм, чтобы получить хорошую отливку. Эти сплавы применяют главным образом для литья в песчаные формы. Если есть необходимость их литья в металлические формы, то в них добавляют кремний для увеличения текучести и снижения горячего растрескивания. Однако добавки кремния существенно снижают пластичность материала отливки.

Сплавы с содержанием  7-8 % меди

Сплавы алюминий-медь с более высоким содержанием меди (7-8 %) когда-то были самыми популярными. В настоящее время их почти полностью заменили сплавы алюминия-медь-кремний. Единственным преимуществом сплавов алюминий-медь с высоким содержанием меди является их нечувствительность к примесям. Однако они имеют очень низкую прочность и весьма посредственные литейные свойства.

Сплавы с содержанием 9-11 % меди

Очень ограниченное применение имеют алюминиево-медные сплавы, которые содержат 9-11 % меди. Они сохраняют высокую прочность при повышенных температурах и имеют высокую износостойкость, что очень привлекательно для применения в авиационных головках цилиндров и автомобильных блоках цилиндров.

Очень хорошая прочность при высоких температурах является характерным свойством алюминиевых сплавов, которые содержат медь, никель и магний, а иногда также железо.

Источники:

Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1996

Aluminum Alloy Castings: Properties, Processes And Applications – J. Gilbert Kaufman, Elwin L. Rooy

Сплавы цветных металлов — меди, алюминия, цинка, магния

Цветная металлургия занимается добычей руд цветных металлов, а также обогащением и выплавкой чистых металлов и их сплавов. Цветные металлы имеют множество ценных свойств: малую плотность (магний, алюминий), высокую теплопроводность (медь), устойчивость к коррозии (титан) и др. Условно они делятся на тяжелые, легкие, благородные и редкие.

Группы металлов

К тяжелым металлам относятся вещества, которые отличаются высокой плотностью. Это кобальт, хром, медь, свинец и др. Некоторые из них (свинец, цинк, медь) применяют в чистом меде, но обычно используют в качестве легирующих элементов.

Плотность легких металлов — менее 5 г/см3. В этой группе относятся алюминий, натрий, калий, литий и др. Их используют как раскислители при изготовлении чистых металлов и сплавов, а также применяют в пиротехнике, медицине, фототехнике и других областях.

Благородные металлы отличаются высокой устойчивостью к коррозии. В данную группу входят платина, золото, серебро, осмий, палладий, родий, иридий и рутений. Они применяются в медицине, электротехнике, приборостроении, ювелирном деле.

Редкие металлы объединены в отдельную группу, так как имеют особые свойства, не характерные для других металлов. Это уран, вольфрам, селен, молибден и др.

Также выделяется группа широко применяемых металлов. В нее входят титан, алюминий, медь, олово, магний и свинец.

Сплавы на основе цветных металлов бывают литейные и деформируемые. Они различаются технологией создания заготовок: из литейных производят детали с помощью литья в металлические или песчаные формы, а из деформируемых делают листы, фасонные профили, проволоку и другие элементы. В этом случае используются методы прессования, ковки и штамповки. Литейные сплавы относятся к металлургии тяжелых металлов, деформируемые — к металлургии легких металлов.

Алюминий и его сплавы

Алюминий — цветной металл, который имеет серебристо-белый оттенок и плавится при температуре 650°С. В периодической системе ему соответствует символ Al. Этот элемент занимает третье место по распространенности среди всех пород в земной коре (на первом месте — кислород, на втором — кремний). В атмосферных условиях на поверхности алюминия образуется оксидная пленка, препятствующая появлению коррозии.

Важные свойства алюминия:

• Низкая плотность — всего 2,7г/см3 (например, у меди — 8,94г/см3).
• Высокая электрическая проводимость (37*106 См/м) и теплопроводность (203,5 Вт/(м·К)).
• Низкая прочность в чистом виде — 50 МПа.
• Структура кристаллической решетки — кубическая гранецентрированая.

Металл легко обрабатывается давлением. Находит широкое применение в электропромышленности: из алюминия изготавливают проводники электрического тока. При производстве стали его используют для раскисления. Из алюминия также делают посуду, однако она не подходит для приготовления солений и хранения кисломолочных продуктов — элемент неустойчив в щелочной и кислой среде. Некоторые стальные детали покрывают алюминием (процесс алитирования), чтобы повысить их жаростойкость. Из-за невысокой прочности алюминий практически не применяется в чистом виде.

При маркировке алюминия используется буква А в сочетании с числом, которое указывает на содержание металла. Например, марка A99 содержит 99,95% алюминия, а марка А99 — 99,99%. Существует также марка особой чистоты — А999, в которой 99,999% алюминия.

Деформируемые сплавы алюминия

Деформируемые алюминиевые сплавы делятся на упрочняемые и неупрочняемые.

Упрочняемые деформируемые сплавы алюминия — это дуралюмины (система А-Сu-Mg) и высокопрочные сплавы (Аl-Сu-Mg-Zn). Высокие механические свойства и небольшой удельный вес позволяют широко применять эти сплавы в области машиностроения, особенно — в изготовлении деталей для самолетов.

Основными легирующими элементами для дуралюминов служат магний и медь. Эти сплавы маркируются буквой Д с числом. Из Д1 делают лопасти винтов, Д16 используется для лонжеронов, шпангоутов, обшивки самолетов, а Д 17 — для крепежных заклепок.

Высокопрочные сплавы, помимо алюминия, меди и магния, содержат цинк. Обозначаются буквой В и числом, применяются для изготовления деталей сложной конфигурации, лопастей вертолетов, высоконагруженных конструкций.

Неупрочняемые деформируемые алюминиевые сплавы — это сплавы алюминия с марганцем (маркировка — АМц1) и с магнием (AМг2 и АМг3). Они хорошо обрабатываются сваркой, вытяжкой, прокаткой, горячей и холодной штамповкой. Отличаются высокой пластичностью, но при этом не очень прочные. Они выпускаются преимущественно в виде листов, которые применяются для изготовления изделий сложной формы (заклепки, рамы и др.).

Литейные сплавы на основе алюминия

Наиболее широкое применение получили литейные сплавы алюминия и кремния, которые называются силуминами. Они содержат более 4,5% кремния и обозначаются буквами АК с номером марки. Силумины сочетают малый удельный вес с высокими механическими и литейными свойствами. Они применяются для сложного литья авто-, мото- и авиадеталей, а также для производства некоторых видов бытовой техники — мясорубок, теплообменников, санитарно-технических арматур и др.

Сплавы на основе меди

Медь — цветной металл, который на поверхности имеет красный оттенок, а в изломе — розовый.

В периодической системе Д.И. Менделеева обозначается символом Cu. В чистом виде металл имеет высокую степень пластичности, электро- и теплопроводности, а также характеризуется устойчивостью к коррозии. Это позволяет использовать медь и ее сплавы для кровель ответственных зданий.

Важные свойства металла:

• Температура плавления — 1083°С.
• Структура кристаллической решетки — кубическая гранецентрированая.
• Плотность — 8,94 г/см3.

Благодаря пластичности медь легко поддается обработке давлением, но плохо режется. Из-за большой усадки металл обладает низкими литейными свойствами. Любые примеси, за исключением серебра, оказывают большое влияние на вещество и снижают его электрическую проводимость.

При маркировке меди используется буква М с числом, которое обозначает марку. Чем меньше номер марки, тем больше в ней чистого вещества. Например, М00 содержит 99,99 % меди, а М4 — 99 %.

Наиболее широкое применение в технике находят две группы медных сплавов — бронзы и латуни.

Бронзы

Бронзы — сплавы на основе меди, в которых легирующим элементом является любой металл, кроме цинка. Наиболее часто применяются сплавы меди со свинцом, оловом, алюминием, кремнием и сурьмой.

Все бронзы по химическому составу делятся на оловянные и специальные, или безоловянные, то есть не содержащие в своем составе олова.

Оловянные бронзы отличаются наиболее высокими литейными, механическими и антифрикционными свойствами, а также имеют повышенную устойчивость к коррозии. Из-за высокой стоимости олова эти сплавы применяют ограниченно.

Специальные бронзы часто используют в качестве заменителей оловянных, и некоторые имеют лучшие технологические свойства. Выделяются следующие виды специальных бронз:

• Алюминиевые. Они содержат от 5% до 11% алюминия, а также марганец, никель, железо и другие металлы. Эти сплавы обладают более высокими механическими свойствами, чем оловянные бронзы, однако их литейные свойства ниже. Алюминиевые бронзы служат для изготовления мелких ответственных деталей.
• Свинцовистые. В их состав входит около 30% свинца. Эти сплавы имеют высокие антифрикционные свойства, поэтому широко применяются в производстве подшипников.
• Кремнистые. Эти бронзы содержат примерно 4% кремния, легируются никелем и марганцем. По своим механическим свойствам почти соответствуют сталям. Применяются, в основном, для изготовления пружинистых элементов в судостроении и авиации.
• Бериллиевые. Содержат до 2,3% бериллия, характеризуются высокой упругостью, твердостью и износостойкостью. Эти бронзы используются для пружин, которые работают в условиях агрессивной среды.

Все бронзы имеют хорошие антифрикционные показатели, коррозионную стойкость, высокие литейные свойства, которые позволяют использовать сплавы для изготовления памятников, отливки колоколов и др.

При маркировке бронз используются начальные буквы Бр, после которых идут первые буквы названий основных металлов с указанием их содержания в процентах. Например, сплав БрОФ8-0,3 включает 8% олова и 0,3% фосфора.

Латуни

Латунями называют сплавы меди и цинка с добавлением других металлов — алюминия, свинца, никеля, марганца, кремния и др. В простых латунях содержится только медь и цинк, а многокомпонентные сплавы включают от 1% до 8% различных легирующих элементов, которые добавляют для улучшения различных свойств.

• Марганец, никель и алюминий повышают устойчивость сплава к коррозии и его механические свойства.
• Благодаря добавкам кремния сплав становится более текучим в жидком состоянии и легче поддается сварке.
• Свинец упрощает обработку резанием.

Процентное содержание цинка в любой латуни не превышает 50 %. Эти сплавы стоят дешевле, чем чистая медь, а благодаря добавлению цинка и легирующих элементов, они обладает большей устойчивостью к коррозии, прочностью и вязкостью, а также характеризуются высокими литейными свойствами. Латуни используют для изготовления деталей методами прокатки, вытяжки, штамповки и др.

При маркировке простой латуни используется буква Л и число, обозначающее содержание меди. Например, марка Л96 содержит 96% меди. Для многокомпонентных латуней используется сложная формула: буква Л, затем первые буквы основных металлов, цифра, обозначающая содержание меди, а затем состав других элементов по порядку. Например, латунь ЛАМш77-2–0,05 содержит 77% меди, 2% алюминия, 0,05% мышьяка, остальное — цинк.

Магний и его сплавы

Магний — цветной металл, который имеет серебристый оттенок и обозначается символом Mg в периодической системе.

Важные свойства магния:

• Температура плавления — 650°С.
• Плотность — 1,74 г/см3.
• Твердость — 30-40 НВ.
• Относительное удлинение — 6-17%.
• Временное сопротивление — 100-190 МПа.

Металл обладает высокой химической активностью, в атмосферных условиях неустойчив к образованию коррозии. Он хорошо режется, воспринимает ударные нагрузки и гасит вибрации. Так как магний имеет низкие механические свойства, он практически не применяется в конструкционных целях, зато используется в пиротехнике, химической промышленности и металлургии. Он часто выступает в качестве восстановителя, легирующего элемента и раскислителя при изготовлении сплавов.

При маркировке используются буквы Мг с цифрами, которые обозначают процентное содержание магния. Например, в марке Мг96 содержится 99,96% магния, а в Мг90 — 99,9 %.

Сплавы на основе магния характеризуются высокой удельной прочность (предел прочности — до 400 МПа). Они хорошо режутся, шлифуются, полируются, куются, прессуются, прокатываются. Из недостатков магниевых сплавов — низкая устойчивость к коррозии, плохие литейные свойства, склонность воспламеняться при изготовлении.

Деформируемые сплавы магния

Наиболее распространены три группы сплавов на основе магния.

Сплавы магния, легированные марганцем

Содержат до 2,5% марганца, не упрочняются термической обработкой. У них хорошая коррозионная стойкость. Так как эти сплавы легко свариваются, они применяются для сварных деталей несложной конфигурации, а также для деталей арматуры, масляных и бензиновых систем, которые не испытывают больших нагрузок. Среди данной группы — сплавы МА1 и МА8.

Сплавы системы Mg-Al-Zn-Mn

В состав этих сплавов, помимо магния и марганца, входят алюминий и цинк. Они заметно повышают прочность и пластичность, благодаря чему сплавы подходят для изготовления штампованных и кованых деталей сложных форм. К этой группе относятся марки МА2-1 и МА5.

Сплавы системы Mg-Zn

Сплавы на основе магния и цинка дополнительно легируются кадмием, цирконием и редкоземельными металлами. Это высокопрочные магниевые сплавы, которые применяются для деталей, испытывающих высокие нагрузки (в самолетах, автомобилях, станках и др.). К данной группе относятся сплавы марок МА14, МА15, МА19.

Литейные сплавы магния

Самая распространенная группа литейных магниевых сплавов относится к системе Mg-Al-Zn. Эти сплавы практически не поглощают тепловые нейтроны, поэтому широко применяются в атомной технике. Из них также делают детали самолетов, ракет, автомобилей (двери кабин, корпуса приборов, топливные баки и др.). Сплавы магния, цинка и алюминия используют в приборостроении и в изготовлении кожухов для электронной аппаратуры. К данной группе относятся марки МЛ5 и МЛ6.

Высокопрочные литейные магниевые сплавы отличаются лучшими механическими и технологическими свойствами. Они применяются в авиации для изготовления нагруженных деталей. К данной группе относятся сплавы МЛ12 (магний, цинк и цирконий), МЛ8 (магний, цинк, цирконий и кадмий), МЛ9 (магний, цирконий, неодим), МЛ10 (магний, цинк, цирконий, неодим).

Цинк и его сплавы

Цинк — цветной металл серо-голубоватого оттенка. В системе Д. И. Менделеева обозначается символом Zn. Он обладает высокой вязкостью, пластичностью и коррозионной стойкостью. Важные свойства металла:

• Небольшая температура плавления — 419 °С.
• Высокая плотность — 7,1 г/см3.
• Низкая прочность — 150 МПа.

В чистом виде цинк используется для оцинкования стали с целью защиты от коррозии. Применяется в полиграфии, типографии и гальванике. Его часто добавляют в сплавы, преимущественно в медные.

Существуют следующие марки цинка: ЦВ00, ЦВ0, ЦВ, Ц0А, Ц0, Ц1, Ц2 и Ц3. ЦВ00 — самая чистая марка с содержанием цинка в 99,997%. Самый низкий процент чистого вещества в марке Ц3 — 97,5%.

Деформируемые цинковые сплавы

Деформируемые сплавы цинка используются для производства деталей методами вытяжки, прессования и прокатки. Они обрабатываются в горячем состоянии при температуре от 200 до 300 ?С. В качестве легирующих элементов выступают медь (до 5%), алюминий (до 15%) и магний (до 0,05%).

Деформируемые цинковые сплавы характеризуются высокими механическими свойствами, благодаря которым часто используются в качестве заменителей латуней. Они обладают высокой прочностью при хорошей пластичности. Сплавы цинка, алюминия и меди наиболее распространены, так как они имеют самые высокие механические свойства.

Литейные цинковые сплавы

В литейных цинковых сплавах легирующими элементами также выступают медь, алюминий и магний. Сплавы делятся на 4 группы:

• Для литья под давлением.
• Антифрикционные.
• Для центробежного литья.
• Для литья в кокиль.

Слитки легко полируются и принимают гальванические покрытия. Литейные цинковые сплавы имеют высокую текучесть в жидком состоянии и образуют плотные отливки в застывшем виде.

Литейные сплавы получили широкое применение в автомобильной промышленности: из них делают корпуса насосов, карбюраторов, спидометров, радиаторных решеток. Сплавы также используются для производства некоторых видов бытовой техники, арматуры, деталей приборов.

В России цветная металлургия — одна из самых конкурентоспособных отраслей промышленности. Многие отечественные компании являются мировыми лидерами в никелевой, титановой, алюминиевой подотраслях. Эти достижения стали возможными благодаря крупным инвестициям в цветную металлургию и применению инновационных технологий.

Медь и медные сплавы – алюминий Бронза

Крупнейший в Великобритании независимый акционер, владеющий несколькими металлами

CW307G

Бронзы – это сплавы на основе меди, основным легирующим элементом которых является олово. Они сочетают в себе такие свойства, как высокая прочность, твердость, коррозионная стойкость и износостойкость. Медно-алюминиевые сплавы
широко известны как алюминиевые бронзы. Эти сплавы представляют собой ряд сплавов на основе меди, в которых основным легирующим элементом является алюминий до 14%. Четыре основные группы алюминиевой бронзы:

~ Однофазные сплавы, содержащие менее 8% алюминия.
~ Двухфазные (дуплексные) сплавы, содержащие от 8 до 11% алюминия. Эти сплавы также часто содержат добавки железа и никеля для повышения прочности. В эту группу входят литейные сплавы АВ1 и АВ2, деформируемые сплавы СА105, СА104 и сплавы оборонного стандарта (ранее Морской инженерный стандарт, NES — NES 747 при литье и деформируемая форма NES 833).
~ Алюминиево-кремниевые сплавы с низкой магнитной проницаемостью.
~ Медно-марганцево-алюминиевые сплавы с хорошей литейной способностью.

Стандарт защиты сплава (NES) 833 представляет собой алюминиевую бронзу с хорошей пластичностью и ударной вязкостью. Он также обладает превосходной коррозионной стойкостью.

Области применения
Алюминиевая бронза по оборонному стандарту (NES) 833 обычно используется в:
~ морских клапанах
~ насосах
~ системах обращения с оружием

Спецификация:

Химический элемент	% Присутствует
Железо (Fe)	4,00 — 4,50
Алюминий (Al)	8.50 — 11.00
Марганец (Mn)	0,50 макс.
Никель (Ni)	4.00 — 5.00
Медь (Cu)	Весы

---

Недвижимость 9-6 Ом·м

Точка плавления 1035 °С Модуль упругости 115 ГПа

Спецификация:

—

Механические свойства	Значение
Испытательное напряжение	400-530 МПа
Прочность на растяжение	600-760 МПа
Удлинение A50 мм	15-5 %
Твердость по Виккерсу	170-220 ВН

---

Поставляемые формы

Этот сплав обычно поставляется в виде круглых стержней/прутков

• Стержень
• Стержень

---

Коррозионная стойкость

Невосприимчив к коррозионному растрескиванию под воздействием хлоридов.

Этот сплав также обладает отличной стойкостью к кавитационной эрозии.

---

Термостойкость

Этот сплав в значительной степени сохраняет свою прочность и твердость до 400°C.

Также устойчив к высокотемпературному образованию окалины до 1000°C

---

Свариваемость

Этот сплав полностью пригоден для сварки обычными методами сварки.

---

Обрабатываемость

Плохая обрабатываемость (30 баллов) по сравнению с латунью CZ121 / CW614N (100 баллов).

• Скачать PDF-версию

  Загрузите полную версию этого технического описания в формате PDF

Техническое описание Поиск

Искать термин:

Группа сплавов: Все металлы — Общая информация — Безопасность материалов — REACHA Алюминиевый сплав — Алюминий Литий — AMS — ASTM и FED-QQ — BS-L — Коммерческий сплав — DTD — Общая информация — Безопасность материалов — MIL (военные США) — Инструментальная плита Углеродистая и легированная сталь — Galvanized & Zintec — Общая информация — Безопасность материалов Медь и медные сплавы — Алюминиевая бронза — Латунь — Медь (чистая) — Медно-никелевый сплав (Медно-никелевый сплав) — Общая информация — Безопасность материалов — Фосфор и свинцовая бронзаGRP — Безопасность материалов Нержавеющая сталь — 6 Mo — ASTM & FED-QQ — Аустенитный — Дуплексный — Ферритный — Общая информация — Мартенситный — Безопасность материала — Дисперсионное твердение

Загрузить PDF-версию

Последняя редакция технического описания

18 июля 2019 г.

Заявление об отказе от ответственности

Эти данные являются ориентировочными, и поэтому на них нельзя полагаться вместо полной спецификации. В частности, требования к механическим свойствам сильно различаются в зависимости от состояния, продукта и размеров продукта. Вся информация основана на наших текущих знаниях и предоставляется добросовестно. Компания не несет никакой ответственности в отношении любых действий, предпринятых какой-либо третьей стороной в связи с этим.

Обратите внимание, что указанная выше дата «Обновления таблицы данных» не является гарантией точности или актуальности таблицы данных.

Информация, представленная в этом техническом паспорте, была получена из различных признанных источников, включая стандарты EN, признанные отраслевые справочники (печатные и онлайн) и данные производителей. Не дается никаких гарантий того, что информация взята из последнего выпуска этих источников или о точности этих источников.

Материалы, поставляемые Компанией, могут значительно отличаться от этих данных, но будут соответствовать всем применимым стандартам.

Поскольку указанные продукты могут использоваться для самых разных целей, и поскольку Компания не контролирует их использование; Компания специально исключает все условия или гарантии, выраженные или подразумеваемые законом или иным образом в отношении размеров, свойств и/или пригодности для какой-либо конкретной цели, явно выраженной или подразумеваемой.

Консультации, данные Компанией любой третьей стороне, даются только для помощи этой стороне и без какой-либо ответственности со стороны Компании. Все транзакции регулируются действующими Условиями продажи Компании. Объем обязательств Компании перед любым клиентом четко указан в этих Условиях; копия которого предоставляется по запросу.

Алюминий – медные сплавы

Медь была наиболее распространенным легирующим элементом почти с самого начала алюминиевой промышленности, и было разработано множество сплавов, в которых медь является основной добавкой.
В литых сплавах основная структура состоит из сердцевинных дендритов твердого раствора алюминия с разнообразными составляющими на границах зерен или междендритных промежутках, образующих хрупкую, более или менее непрерывную сеть эвтектик. Деформируемые изделия состоят из матрицы твердого раствора алюминия с диспергированными в ней другими растворимыми и нерастворимыми компонентами.

Медь была самым распространенным легирующим элементом почти с начала XX в. начало алюминиевой промышленности и различных сплавов в медь является основным дополнением. Большинство из них сплавы относятся к одной из следующих групп:

• Литейные сплавы с 5% Cu , часто с небольшим количеством кремний и магний.
• Литейные сплавы с 7-8% Cu , которые часто содержат большие количество железа и кремния и значительное количество марганца, хром, цинк, олово и др.
• Литейные сплавы с 10-14% Cu . Эти сплавы могут содержать небольшое количество магния (0,10-0,30% Mg ), железа до 1,5%, до 5% Si и меньшие количества никеля, марганца, хрома.
• Деформируемые сплавы с 5-6% Cu и часто небольшими количествами марганца, кремния, кадмия, висмута, олова, лития, ванадия и цирконий. Сплавы этого типа, содержащие свинец, висмут, и кадмий имеют превосходную обрабатываемость.
• Дюрал, основной состав которого 4-4,5% Cu , 0,5-1,5% Mg , 0,5-1,0% Mn , иногда с добавками кремния.
• Медные сплавы, содержащие никель, которые можно подразделить на две группы: тип сплава Y , основной состав которого 4% Cu, 2% Ni, 1,5% Mg; и Hyduminiums , которые обычно имеют более низкое содержание меди и в которых железо заменяет 30ме никеля.

В большинстве сплавов этой группы алюминий является основным составной, а в литых сплавах основной структурой состоит из сердцевинных дендритов твердого раствора алюминия, с различными составляющими на границах зерен или междендритных промежутков, образующих хрупкую, более или менее непрерывная сеть эвтектик.

Кованые изделия состоят из матрицы твердого раствора алюминия. с другими составляющими, рассредоточенными в нем. Учредители образовавшиеся в сплавах можно разделить на две группы: в растворимыми являются компоненты, содержащие только один или несколько меди, лития, магния, кремния, цинка; в нерастворимом являются составными частями, содержащими по крайней мере один из более или менее нерастворимое железо, марганец, никель и т. д.

Тип образующихся растворимых компонентов зависит не только от количество доступных растворимых элементов, но и их соотношение. Доступная медь зависит от железа, марганца и содержание никеля; медь в сочетании с ними не доступный.

Медные формы (CuFe)Al ₆ и Cu ₂ FeA _l7 , с железом, (CuFeMn)Al ₆ и Cu ₂ Мн ₃ Ал ₂₀ с марганцем, Cu ₄ NiAl и несколько не Слишком хорошо известны соединения с никелем и железом. Количество доступного кремния в некоторой степени контролирует медь образовавшиеся соединения. Кремний выше 1% благоприятствует FeSiAl ₅ , над соединениями железа и меди и (CuFeMn) ₃ Si ₂ Al ₁₅ , над (CuFeMn)Al ₆ и Cu ₂ Mn ₃ Al ₂₀ соединения.

Аналогичным образом, но в меньшей степени, это влияет на доступный кремний. по содержанию железа и марганца. С соотношением Cu:Mg ниже 2 и отношение Mg:Si значительно выше 1,7, чем CuMg ₄ Al ₆ образуется соединение, особенно если присутствует значительное количество цинка. Когда Cu:Mg > 2 и Mg:Si > 1,7, CuMgAl ₂ сформировался. Если соотношение Mg:Si составляет примерно 1,7, Мг ₂ Si и CuAl ₂ находятся в равновесии. С Соотношение Mg:Si 1 или меньше, Cu ₂ Mg ₈ Si ₆ Al ₅ , образуется, как правило, вместе с CuAl ₂ . Когда медь превышает 5%, промышленная термообработка не может его растворить и сеть эвтектик не распадается. Таким образом, в Сплавы с содержанием меди 10-15% мало отличаются по структуре между литые и термообработанные сплавы.

Магний обычно комбинируют с кремнием и медью. Только если присутствуют заметные количества свинца, висмута или олова, Mg ₂ Sn , Mg ₂ Pb , Mg ₂ Bi ₃ можно формовать.

Влияние легирующих элементов на плотность и тепловое расширение добавка; таким образом, плотности колеблются от 2 700 до 2 850 кг/м ³ , с более низкими значениями для сплавов с высоким содержанием магния, высоким содержанием кремния и низким содержанием меди. сплавов, тем выше для высокомедных, высоконикелевых, высокомарганцевых и высоким содержанием железа.

Коэффициенты расширения порядка 21-24 x 10 ^-6 1/K для диапазона 300-4000 К и 23-26 x 10 ^-6 1/К для диапазона 300-700 К диапазон, с более высокими значениями для высокого магния, низкого содержания меди и сплавы с низким содержанием кремния, нижние для более высокого кремния и более высокие содержание меди. При минусовых температурах коэффициент уменьшается практически так же, как и у чистого алюминия. Тем не менее, выпустить литейных напряжений или осадков и растворов меди и магния производить изменения длины до 0,2%, что может повлиять на размерные точность деталей, подвергающихся воздействию высокой температуры. Низкотемпературная обработка отливок рекомендуется уменьшить деформацию.

Удельная теплоемкость промышленных сплавов практически такая же, как у бинарный алюминий-медь. Теплопроводность мало зависит от легирования элементы кроме меди: для товарных сплавов с 4-12% Cu , Электропроводность очень чувствительна к меди в растворе и к в гораздо меньшей степени к магнию и цинку, но мало зависит от легирующих элементов из раствора. В сплаве с 5% Cu в проводимость раствора примерно вдвое меньше, чем у чистого алюминия (30-33% IACS), но в отожженном состоянии сплав с 12% Cu и до 5 % других элементов имеет электропроводность 37-42 % IACS, только на 25-30% ниже, чем у чистого алюминия.

Механические свойства сплавов варьируются в очень широких пределах. из отлитых в песчаные формы 8% сплавов Cu , которые относятся к числу самый низкий в алюминиевых сплавах, в дюралевых или кованых 5% Cu сплавов, которые могут достигать значений до 650 МПа.

Более высокая чистота, специальные составы, технологии изготовления или нагревание обработка может привести к более высоким свойствам. Пористость, плохая подача отливки, чрезмерное количество примесей, сегрегация и низкое качество контроль в производстве может снизить свойства значительно ниже определенные пределы. Поверхностные дефекты снижают свойства отливок больше внутренних. Предварительная или упругая деформация во время испытаний не влияют на свойства. Ультразвуковая вибрация может уменьшить или увеличить их; а облучение при криогенных температурах может незначительно увеличить силу. Динамическая нагрузка может приводить к прочности и пластичности. значения выше или ниже, в зависимости от скорости, но не на высоких температура. Температуры ниже комнатной повышают прочность и твердости, с некоторой потерей пластичности и уменьшением анизотропия.

Соответственно, воздействие температур выше комнатной в конечном итоге приводит к снижению прочности и твердости с решительное увеличение удлинения. Термическая обработка имеет существенное значение. эффект: если сплавы закалены от высокой температуры и только естественное старение, воздействие температур в диапазоне до 500-600 К может привести к временному увеличению твердости и прочности из-за искусственное старение. В конце концов это увеличение исчезает, чем быстрее чем выше температура, и наступает нормальный спад, как в сплавы, уже состаренные до максимальной твердости. Длительный нагрев (до 2 года) приводит к заметному размягчению при всех температурах. Для промежуточное время выдержки это размягчение меньше, если материалы подвергаются термомеханической обработке. В кратковременных испытаниях быстрый нагрев до Температура испытания увеличивает прочность.

Ударопрочность низкая, как и у всех алюминиевых сплавов: по Шарпи тестовые значения варьируются от минимум 2-3 x 10 ⁴ Н/м для литья сплавы с 7% Cu до максимум 30-40 x 10 ⁴ Н/м для кованые изделия в естественно состаренном состоянии. Чувствительность к вырезу обычно низкий, особенно в деформируемых сплавах или в литых сплавах термообработка до максимальной пластичности. Вязкость разрушения при плоской деформации колеблется от 85 до 100% предела текучести, в зависимости от разнообразия факторы. И ударопрочность, и ударная вязкость увеличиваются с повышение температуры, но снижение при минусовых температурах ограничено. В более мягких сплавах при 70 К разница не превышает ошибка тестирования; только для более высокопрочных сплавов наблюдается снижение заметный.

Прочность на сдвиг составляет порядка 70-75% от прочности на растяжение, даже при высокая температура; прочность на смятие составляет примерно 1,5 от прочности на растяжение; предел текучести при сжатии на 10-15% выше или ниже предельного предел прочности.

Большинство легирующих элементов повышают модуль упругости алюминия, но прирост не существенный: для алюминиево-медных сплавов модуль упругости при комнатной температуре порядка 70-75 ГПа и практически одинаковы при растяжении и сжатии. Меняется регулярно с температурой от значения 76-78 ГПа при 70 К до значения порядка 60 ГПа при 500 К. Изменение при старении незначительно для практических целей. Коэффициент Пуассона несколько ниже и порядка 0,32-0,34, как и сжимаемость. Коэффициент Пуассона увеличивается с повышением температуры.

Многие литейные сплавы и алюминиево-медно-никелевые сплавы используется для высокотемпературных применений, где важна устойчивость к ползучести. Сопротивление одинаково независимо от того, является ли нагрузка растягивающей или сжимающей.

Износостойкости способствуют высокая твердость и наличие твердого составляющие. Сплавы с 10-15% Cu или максимально обработанные твердость имеют очень высокую износостойкость.

Кремний повышает прочность литых сплавов, в основном за счет повышение литейных свойств и, следовательно, прочности отливок, но с некоторой потерей пластичности и сопротивления усталости, особенно когда он изменяет железосодержащие соединения с FeM ² SiAl ⁸ или Cu ² FeAl ⁷ , к FeSiAl ⁵ .

Магний повышает прочность и твердость сплавов, но, особенно в отливках, с явным снижением пластичности и ударопрочность.

Железо оказывает положительное укрепляющее действие, особенно при высокой температуре и при более низком содержании (Fe).

Никель обладает упрочняющим действием, подобным действию марганца, хотя и более ограниченный, потому что он действует только для уменьшения охрупчивания действие железа. Марганец и никель вместе снижают комнатную температуру свойства, потому что они сочетаются в соединениях алюминия, марганца и никеля и снижают полезное влияние друг друга.