Каким образом классифицируются алюминиевые сплавы кратко

Обновлено: 08.07.2024

АЛЮМИ́НИЕВЫЕ СПЛА́ВЫ, спла­вы на ос­но­ве алю­ми­ния; об­ла­да­ют ма­лой плот­но­стью (до 3000 кг/м 3 ), вы­со­ки­ми элек­тро- и те­п­ло­про­вод­но­стью, кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью и удель­ной проч­но­стью. Пер­вые А. с. – спла­вы алю­ми­ния с крем­ни­ем, по­лу­чен­ные в 50-х гг. 19 в., име­ли ма­лую проч­ность и низ­кую кор­ро­зи­он­ную стой­кость. По­во­рот­ным мо­мен­том в ис­то­рии раз­ви­тия А. с. ста­ли ис­сле­до­ва­ния А. Виль­ма (Гер­ма­ния, 1903–11), ко­то­рый об­на­ру­жил в за­ка­лён­ном А. с., со­дер­жа­щем медь и маг­ний, по­вы­ше­ние проч­но­сти в про­цес­се вы­лё­жи­ва­ния, т. н. эф­фект ста­ре­ния (см. Ста­ре­ние ме ­тал­лов). В 1921 А. Пач (США) мо­ди­фи­циро­вал сплав Al – Si пу­тём вве­де­ния в не­го мик­ро­ско­пич. доз Na, что при­вело к зна­чит. улуч­ше­нию его свойств. Поз­же для по­лу­че­ния А. с. с оп­ре­де­лённы­ми свой­ст­ва­ми ста­ли при­ме­нять ле­ги­ро­ва­ние разл. ме­тал­ла­ми (Cu, Mg, Mn, Si, Zn, Ni, Li, Be и др.). В Рос­сии в 1930–40-х гг. раз­ра­бот­ку А. с. и вне­дре­ние их в про­из-во осу­ще­ст­в­ля­ли Ю. Г. Му­за­лев­ский, С. М. Во­ро­нов, И. Н. Фрид­лян­дер и др.

Известные на сегодняшний день алюминиевые сплавы могут быть деформируемыми или литейными. Каждая из этих групп имеет свои подвиды и характерные особенности.

Первая группа, в основе которой лежит алюминий, используется в производстве полуфабрикатов (к ним относятся тубы, прутки, листы и прочее), поковок и штамповок. Этот материал запросто можно ковать, штамповать прессовать, прокатывать.

В зависимости от прочностных характеристик, достигаемых термообработкой, различают следующие сплавы, подвергаемые деформированию:

  1. Упрочняемые:
  • дюралюмины — сплавы, в состав которых помимо алюминия входит марганец, медь. Их яркие представители — Д1, Д16, Д20. Они прекрасно подвергаются обработке резанием, если прошли закалку и старение, однако, в отожженном состоянии процессы такого вида механообработки протекают с определенными сложностями. Дюралюминий можно сваривать посредством точечной сварки, а метод плавления в данном случае не подойдет, так как в результате него часто образовываются трещины. Сфера применения этих сплавов достаточно широка, например, из Д16 может изготавливается и обшивка, и стрингер, и кузов авто;
  • авиационный алюминий (АВ) — сплавы, включающие алюминий, магний, кремний и дополняемые прочими элементами. После проведения термообработки закалкой с последующим старением их можно обрабатывать резанием. Кроме этого, со свариванием авиационного алюминия методом аргонной/точечной сварки проблем не возникает. Его часто применяют на производстве полуфабрикатов (конструкционные элементы), способных выдерживать умеренные нагрузки, а также для изготовления лопастей вертолета, кованых элементов двигателя и прочих изделий, которые, независимо от состояния (холодное либо горячее), отличаются высокими показателями пластичности;
  • В95 — сплав, чья прочность достигает предельного значения 600 Н/мм2. Его особенность заключается в простоте обработки резанием и сваривании точечной сваркой. Основными областями применения данного материала является авиация (нагруженные конструкции) и строительство (силовые каркасы);
  • сплавы, которые удобнее всего ковать и штамповать. Они достаточно пластичны и наделены при этом сносными литейными свойствами, за счет которых из таких материалов получают качественные слитки. Данная группа сплавов неплохо сваривается в процессе аргонной/точечной сварки и поддается операциям, предполагающим снятие припуска с заготовки;
  1. Неупрочняемые — вид деформируемых сплавов, включающих соединения алюминия с магнием либо марганцем. Их главные преимущества: простота обработки давлением, удовлетворительная свариваемость, прекрасная антикорозионность. Что касается мехобработки резанием, то она затруднена, следовательно, для получения таких элементов, как резьба, используются раскатники (безлезвийный инструмент).

Алюминиевые сплавы, полученные литьем, используются для изготовления фасонных изделий, к тому же, они достаточно просто обрабатываются методом резания. Среди них выделяют соединения алюминия со следующими элементами:

  • кремнием — это силумины, характеризующиеся отменными литейными свойствами. Отливки из этих сплавов обладают высокой плотностью и их можно обрабатывать резанием;
  • медью — сплавы, которые подвергаются термообработке, обретая в ходе нее высокие механические свойства, сохраняющиеся даже при повышенных температурах;
  • магнием — сплавы, отличающиеся антикоррозионностью и механическими свойствами. Их можно без труда обрабатывать механически путем резания. Эти материалы особенно востребованы в самолето- и судостроении.

Еще одной разновидностью сплавов данной группы являются жаропрочные сплавы, которые легко обрабатываются посредством снятия слоя металла.

Сплавы, в основе которых лежит алюминий, разделяют на группы в зависимости от того, насколько они подвержены точению, фрезерованию и прочим видам механической обработки резанием. Другими словами, по легкости механообработки сплавы делятся на две группы, каждая из которых характеризуется определенными особенностями:

Ниже представлена международная классификация алюминиевых сплавов, а также системы их обозначения – международная и европейская.

Классификация

Алюминиевые сплавы классифицируют, идентифицируют и различают по нескольким направлениям:

  • по категориям – по методам обработки, деформируемые и литейные;
  • по классам – упрочняемые термической обработке или нагартовкой;
  • по сериям – по главным легирующим элементам (медь, марганец, кремний, магний, магний-кремний, цинк, железо, олово и другие);
  • по системам легирования – по сочетаниям главных легирующих элементов с другими легирующими элементами;
  • по химическому составу – по содержанию легирующих элементов и примесей внутри серий и систем.

Категории: деформируемые и литейные

Алюминиевые сплавы подразделяют на две основные категории:

Деформируемые

Деформируемые сплавы предназначены для различных видов обработки давлением в горячем и, реже, в холодном состояниях:

  • прокаткой
  • экструзией (прессованием)
  • ковкой
  • штамповкой
  • вытяжкой
  • волочением.

Для каждого вида обработки давлением разрабатывают сплавы, которые являются оптимальными для этих обработок.

Литейные

Основное отличие литейных сплавов от деформируемых заключается в том, что они имеют значительно более высокое содержание легирующих элементов. Особенно высокое содержание имеет кремний – номинальное содержание от 4 до 17 %.

Литейные сплавы применяются для изготовления алюминиевых отливок с помощью различных методов литья, в том числе:

  • литья в песчаные формы;
  • литья в кокиль;
  • литья под низким давлением;
  • литья под давлением.

Классы: по способу упрочнения

Каждая категория – деформируемые сплавы и литейные сплавы – подразделяется далее по главному механизму их упрочнения – повышения механических свойств, а также других полезных свойств.

Термически упрочняемые

Многие сплавы реагируют на упрочняющую термическую обработку, которая основана на зависимости растворимости фаз от температуры. Эти термическая обработка включает следующие операции:

  • обработка на твердый раствор (нагрев под закалку)
  • закалка
  • выделение упрочняющих фаз (старение)

Сплавы с таким механизмом упрочнения, как деформируемые, так и литейные, называются термически упрочняемыми.

Нагартовываемые

Большое количество других деформируемых сплавов полагаются вместо термического упрочнения на деформационное упрочнение. Деформационное упрочнение достигается за счет упрочняющего наклепа, который возникает при холодной пластической деформации – нагартовке – алюминиевого изделия, обычно в комбинации с различными режимами отжига.

Термически неупрочняемые литейные сплавы

Литейные сплавы, как правило, не подвергаются деформационной обработке из-за пониженных пластических свойств. Кроме того, некоторые из них не относятся также и термически упрочняемым. Их применяют в литом состоянии без термической обработки или в термически модифицированных состояниях, которые не связаны с явлениями растворения и выделения упрочняющих фаз.

Серии: по главным легирующим элементам

Серии – это группы сплавов, деформируемых и литейных, которые объединяются по главным легирующим элементам. На этом разделении основана широко признанная в мире американская система обозначений алюминиевых сплавов.

Деформируемые сплавы и их обозначения

Международная система обозначений деформируемых сплавов основана на американской системе обозначений, которая была разработана еще в 1950-е годы.

  • 1ххх – Технически чистый алюминий с контролируемым химическим составом. Например, алюминий 1050.
  • 2ххх – Главным легирующим элементом является медь, хотя другие элементы, такие как магний, также могут присутствовать. Широко применяются в самолетостроении, благодаря их высокой прочности (предел текучести до 455 МПа). Примеры – 2014 и 2024.
  • 3ххх – Марганец, является главным легирующим элементом. Применяются как сплавы общего назначения для строительства и различной потребительской продукции, в том числе алюминиевых банок для прохладительных напитков и пива. Пример – 3105.
  • 4ххх – Главным легирующим элементом является кремний. Применяются в сварочных прутках и проволоке, а также листов для пайки.
  • 5ххх – Главным легирующим элементом является магний. Применяется в корпусах судов, трапах и других изделиях, которые подвержены воздействию морской атмосферы. Пример – 5252.
  • 6ххх – Главными легирующими элементами являются магний и кремний. Обычно применяются для строительных профилей и деталей автомобилей. Примеры – 6060 и 6063.
  • 7ххх – Главным легирующим элементом является цинк, хотя другие элементы, такие как медь, магний, хром и цирконий, также могут присутствовать. Применяются в несущих элементах самолетов и других высокопрочных конструкциях и изделиях. К этой серии относятся самые прочные алюминиевые сплавы с пределом текучести более 500 МПа. Пример – 7075.
  • 8ххх – Различные главные легирующие элементы. Сплавы серии 8ххх могут содержать заметные количества олова, лития и/или железа.
  • 9ххх: Зарезервировано для будущих применений.

Деформируемые сплавы, которые являются термически упрочняемыми, включают сплавы серий 2xxx, 6xxx, 7xxx и некоторые сплавы серии 8xxx. Различные комбинации легирующих элементов и механизмы упрочнения, которые применяются для деформируемых сплавов, показаны в таблице 1.

Таблица 1 – Классификация деформируемых алюминиевых сплавов
по механизму их упрочнения [1]

Классификация алюминиевых сплавов по механизму их упрочнения

Уровни прочности, которые достигаются в различных классах деформируемых сплавов, показаны в таблице 2.

Уровни прочности деформируемых алюминиевых сплавов различных серий

Таблица 2 – Уровни прочности различных деформируемых алюминиевых сплавов [1]

Литейные сплавы и их обозначения

  • 1хх.х – Технически чистый алюминий с контролируемым химическим составом, в том числе по примесям. Применяется для изготовления роторов электродвигателей.
  • 2хх.х – Главным легирующим элементом является медь. Другие легирующие элементы также могут присутствовать.
  • 3хх.х – Главным легирующим элементом является кремний. Дополнительными легирующими элементами могут быть медь и магний. Сплавы серии 3хх.х составляют около 90 % всех фасонных алюминиевых отливок.
  • 4хх.х – Главным легирующим элементом является кремний.
  • 5хх.х – Главным легирующим элементом является магний.
  • 6хх.х – Не применяется.
  • 7хх.х – Главным легирующим элементом является цинк. Дополнительными легирующими элементами являются медь и магний.
  • 8хх.х – Главным легирующим элементом является олово.
  • 9хх.х – Не применяется.

К термически упрочняемым сплавам относятся литейные сплавы серий 2хх, 3хх и 7хх.

Уровни прочности, которые достигаются в различных классах литейных сплавов, показаны в таблице 3.

Таблица 3 – Уровни прочности различных литейных сплавов [1]

Уровни прочности литейных алюминиевых различных систем легирования

Системы легирования

Как можно было увидеть выше, некоторые серии алюминиевых сплавов, деформируемых и литейных, включают одну, две или три различных системы легирования.

Эти системы легирования могут включать только главные легирующие элементы или дополнительные один или более легирующих элементов.

Системы легирования деформируемых сплавов

  • 2ххх – Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Si, Al-Cu-Li
  • 3xxx – Al-Mn
  • 4xxx – Al-Si
  • 5xxx – Al-Mg
  • 6xxx – Al-Mg-Si
  • 7xxx – Al-Zn, Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu
  • 8xxx – Al-Fe, Al-Fe-Ni, Al-Li-Cu-Mg

Системы легирования литейных сплавов

  • 2xx – Al-Cu, Al-Cu-Ni-Mg, Al-Cu-Si,
  • 3xx – Al-Si-Cu, Al-Si-Cu-Mg, Al-Si-Mg
  • 4xx – Al-Si
  • 5xx – Al-Mg
  • 7xx – Al-Zn
  • 8xx – Al-Sn

Химический состав

Внутри серий и систем легирования алюминиевые сплавы различаются по своему химическому составу, то есть по содержанию тех или иных легирующих элементов, а также примесей.

Номинальные химические составы характерных деформируемых сплавов – деформируемых и литейных представлены в таблицах 4 и 5. Необходимо отметить, что в этих таблицах представлена только малая доля из общего количества алюминиевых сплавов. В перечне международной регистрации их насчитывается более 500.

Деформируемые сплавы

Таблица 4 – Виды продукции и номинальный химический состав
термически упрочняемых деформируемых алюминиевых сплавов [1]

Типичные виды продукции из деформируемых термически упрочняемых алюминиевых сплавов

Таблица 5 – Виды продукции и номинальный химический состав
нагартовываемых деформируемых алюминиевых сплавов

Типичная продукция из нагартовываемых деформируемых алюминиевых сплавов

Литейные сплавы

Таблица 6 – Методы литья и номинальный химический состав
термически упрочняемых литейных алюминиевых сплавов

Методы литья для термически упрочняемых литейных алюминиевых сплавов

Таблица 7 – Методы литья и номинальный химический состав
термически неупрочняемых литейных алюминиевых сплавов

Методы литья для термически неупрочняемых литейных алюминиевых сплавов

Европейская система обозначения

Деформируемые сплавы

Литейные сплавы

Европейская система обозначений литейных алюминиевых сплавов имеет следующий вид:
EN AC-xxxxx, где:

  • EN – европейский стандарт;
  • А – алюминий;
  • С – литейный;
  • ххххх – пять цифр или химические символы.

Пример: EN AC-42000 или EN AC-Al 7SiMg

Цифровое обозначение

Первая цифра обозначает одну из четырех групп (серий) по главным легирующим элементам:

Классификация и марки алюминия

Алюминий – серебристо-белый металл с низкой температурой плавления и невысокой плотностью, который в природе в чистом виде не встречается. Классификация алюминия зависит от количества примесей и выделяется на основе чистоты металла, назначения и состояния.

Алюминий –серебристо-белый металл с низкой температурой плавления (+600°С) и невысокой плотностью – 2,7 г/см 3 . Для сравнения: плотность железа составляет 7,8 г/см 3 , а температура его плавления +1540°C. У меди эти характеристики составляют соответственно – 8,94 г/см 3 и+1083°C. Алюминий в чистом виде в природе не встречается из-за его высокой химической активности. Металл, называемый первичным, получают обогащением глинозема. Алюминий различной степени химической чистоты используется как самостоятельный материал или в качестве основного компонента алюминиевых сплавов.

Алюминий различной степени чистоты – марки, свойства, области применения

В соответствии с ГОСТ11069-2019 первичный алюминий обозначают буквой А, его классификацияв зависимости от количества примесей выглядит следующим образом:

  • марка особой чистоты A999 – содержит 99,999% Al;
  • высокой чистоты – А995 (99,995% Al), А99 (99,99% Al), А98 (99,98% Al), А97 (99,97% Al), А95 (99,95% Al);
  • технической чистоты –А92 (99,92% Al), А9 (99,9% Al), А85 (99,85% Al), А8 (99,8% Al), А7 (А99,7%Al), А6 (А99,6% Al), А5 (А99,5% Al), А0 (А99,0% Al).

Алюминий отличается высокой коррозионной стойкостью благодаря оксидной пленкеAl2O3, которая образуется на поверхности алюминиевых металлоизделий. Чем чище металл, тем выше его устойчивость к коррозии. Алюминий особой и высокой чистоты востребован при производстве фольги, электрических проводов и кабелей, других токопроводящих элементов.

Характеристики различных марок технического алюминия регламентирует ГОСТ 4784-2019. Эти материалы обладают низкой прочностью, поэтому применяются в областях, для которых важны их основные преимущества: пластичность, хорошая свариваемость, коррозионная стойкость, высокие тепло- и электропроводность. В молекулярной решетке технического металла содержится минимальное количество примесей, рассеивающих поток электронов, поэтому он успешно используется в приборостроении, для изготовления теплообменников и нагревательных приборов, осветительного оборудования.

Области применения технического алюминия:

  • устройство технологических трубопроводных систем;
  • обустройство палубных надстроек морских и речных судов;
  • изготовление электротехнических шин, различных проводников;
  • производство цистерн и посуды.

Классификация алюминиевых сплавов по назначению и состоянию

Наиболее распространенные элементы, используемые для получения сплавов на основе алюминия: железо, кремний, марганец, цинк, медь, реже – бериллий, титан, литий, цирконий.

По запланированной области применения алюминиевые сплавы разделяют на:

  • Деформируемые. Они предназначаются для получения полуфабрикатов способами горячего и холодного деформирования – прокаткой, прессованием, протяжкой. Это листы, профили, прутки, трубы.
  • Литейные, используемые для получения фасонного литья. Характеристики литейных сплавов повышают различными способами термической обработки.
  • Получаемые по технологии порошковой металлургии – САС и САП.

Различают несколько видов состояния алюминия и его сплавов, обозначаемые в маркировке буквами русского алфавита:

  • М – мягкий, после отжига;
  • Т – после закалки и старения в естественных условиях;
  • А – плакированный;
  • Н – нагартованный;
  • П – полунагартованный.

Литейные сплавы на основе алюминия –классификация по характеристикам и химическому составу

Литейные алюминиевые сплавы чаще всего содержат кремний, улучшающий литейные характеристики. Они сочетают низкую плотность с хорошей прочностью, что обеспечивает возможность отливать изделия сложных форм без образования трещин и других дефектов. По характеристикам эти материалы условно разделяют на следующие группы:

  • высокогерметичные – АЛ2, АЛ9, АЛ4М;
  • с повышенной прочностью и жаростойкостью – АЛ5, АЛ19, АЛ33.

По химическому составу литейные алюминиевые сплавы делят на:

  • Силумины. Содержат значительное количество кремния. В составе наиболее популярной марки силуминов АЛ2 содержится 10-13% Si. Материал – дешевый, с хорошей коррозионной стойкостью, но низкими механическими характеристиками. Применяется при производстве изделий, не рассчитанных на восприятие серьезных нагрузок. Марки литейных алюминиевых сплавов АЛ4 и АЛ9, дополнительно легированные магнием, востребованы для изготовления средне нагружаемых деталей.
  • Медьсодержащие алюминиевые сплавы – АЛ7, АЛ19. После термообработки хорошо обрабатываются резанием, имеют высокие механические характеристики при комнатных и повышенных температурах. Их минусы – низкие линейные свойства, из-за которых материал подвержен сильной усадке, склонен к образованию горячих трещин. Еще один существенный недостаток – слабая устойчивость к коррозии, поэтому отливки из этих материалов обычно анодируют. Области применения – изготовление деталей относительно простой конфигурации – кронштейнов, различного рода арматуры.
  • Алюминиево-магниевые марки. Могут содержать модифицирующие добавки титана, циркония, бериллия. Обладают низкими литейными характеристиками, но имеют другие ценные технические характеристики. Они хорошо обрабатываются режущим инструментом, отличаются повышенными механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью. Из марок АЛ8 и АЛ27 производят литые детали, предназначенные для эксплуатации во влажной среде, например, в судах и самолетах. Марки АЛ13 и АЛ 22 содержат до 1,5% кремния, повышающего литейные качества. Эти материалы используются в судо- и авиастроении.

Деформируемые алюминий и алюминиевые сплавы – виды и их характеристики

Деформируемый алюминий технической чистоты, в соответствии с ГОСТом 4784-2019, обозначают буквами АД и цифрами, характеризующими чистоту металла:

Обозначение деформируемого алюминия Количество алюминия, %
АД000 99,8
АД00 99,7
АД0 99,5
АД1 99,3
АД 99,0

Деформируемые сплавы на основе алюминия по способности повышать прочностные характеристики при термической обработке разделяют на упрочняемые и неупрочняемые.

Упрочняемые деформируемые сплавы на основе алюминия

Дюралюмины

К термически упрочняемым сплавам относятся дюралюмины – материалы на основе алюминия, легированного медью, дополнительные добавки – магний и марганец. Обозначаются буквой Д. Ранее наиболее распространенным дюралюмином была марка Д1. Но из-за недостаточных технических параметров его заменила марка Д16, отличающаяся от Д1 более высоким содержанием магния. По прочности и твердости она может сравниться с некоторыми марками стали, но имеет существенный минус – посредственную коррозионную стойкость.

Дюралюмин, изготавливаемый в листах, для повышения коррозионной стойкости и улучшения декоративных качеств, плакируют – покрывают слоем алюминия высокой химической чистоты (не менее 99,95%Al). Толщина защитного слоя – не менее 4% от толщины дюралюминиевого листа. Минус плакирования – снижение прочности материала. Еще один способ повышения коррозионной стойкости – электрохимическое оксидирование (анодирование).

Дюралюмины упрочняют закалкой и естественным старением. Такая термообработка обеспечивает высокую коррозионную стойкость и способность к хорошей обработке режущим инструментом. Дюралюмины хорошо свариваются точечной сваркой и плохо сваркой плавлением из-за склонности к появлению трещин. Способность к ковке – удовлетворительная.

Дюралюмин Д16 широко востребован в областях, требующих высоких технических характеристик: машино-, судо-, приборостроении, авиастроении, строительстве.

Сплавы авиаль

Авиали (авиационные сплавы), содержащие в качестве легирующих элементов магний, кремний, марганец, хром, медь, уступают дюралюминам по прочности, но опережают по пластичности в горячем и холодном состояниях. Основная упрочняющая фаза– Mg2Si. К авиалям относят сплавы АВ, АД31, АД35.

Авиационные сплавы упрочняют закалкой с естественным или искусственным старением. Искусственное старение необходимо проводить сразу после закалки. Длительный промежуток времени между закалкой и искусственным старением приводит к снижению прочности материала.

После упрочняющей ТО для авиалей характерны:

  • хорошая обрабатываемость режущими инструментами;
  • хорошая свариваемость точечной и аргонной сваркой;
  • достаточно высокая общая устойчивость к коррозии, но возможна склонность к межкристаллитной коррозии.

Высокопрочные сплавы (В)

Популярный представитель этого семейства – сплав марки В95, в состав которого входят следующие примеси и легирующие элементы:

Повышение процентного содержания цинка и магния приводит к улучшению прочностных характеристик, но одновременно и к снижению коррозионной стойкости и пластичности. Устойчивость к коррозии улучшают введением марганца.

По сравнению с дюралюминами марки В более чувствительны к концентраторам напряжений и обладают меньшей коррозионной стойкостью под напряжением. Благодаря пресс-эффекту, обусловленному присутствием в материале хрома и марганца, прессованные профили обладают более высокой прочностью по сравнению с листами из этого сплава. Для улучшения коррозионной стойкости листового проката применяют плакирование.

Сплав В95 хорошо деформируется в горячем состоянии и удовлетворительно в холодном состоянии после отжига. Он хорошо соединяется точечной сваркой, обрабатывается резанием. Его применяют для создания нагруженных конструкций в авиастроении, длительно эксплуатируемых при повышенных температурах (+100…+120°C), при устройстве строительных конструкций, способных выдерживать значительные нагрузки.

Сплавы для ковки и штамповки (АК)

Такие материалы пластичны, благодаря чему могут использоваться не только для ковки, штамповки, но и для получения отливок. После ковки и штамповки полуфабрикаты обычно подвергают термообработке – закалка + старение. Наиболее распространенные ковочные марки – АК6 и АК8. Марка АК6 востребована при производстве деталей сложной конфигурации, от которых требуется средний уровень прочности. Марка АК8 применяется для изготовления тяжело нагружаемых деталей способом горячей штамповки.

Области применения изделий из сплавов марки АК:

  • хорошая обрабатываемость режущими инструментами;
  • способность к соединению элементов контактной и аргонной сваркой;
  • подверженность межкристаллитной коррозии и коррозии при существенных нагрузках на изделие или конструкцию.

Термически неупрочняемые деформируемые сплавы на основе алюминия

К таким сплавам относятся марки АМц(алюминиево-марганцевые) и АМг (алюминиево-магниевые). Алюминиево-магниевые марки могут дополнительно легироваться марганцем, измельчающим зерно и упрочняющим структуру. Эти материалы обычно применяются после отжига с охлаждением на воздухе. Для упрочнения алюминиево-магниевых и алюминиево-марганцевых сплавов может использоваться нагартовка – деформационный процесс, при котором уплотняются верхние слои металла. Эффект нагартовки исчезает в зоне сварного шва.

Для этих материалов характерны:

  • высокая устойчивость к коррозии;
  • хорошая обрабатываемость деформациями – штамповкой, гибкой;
  • хорошая свариваемость;
  • затрудненная обработка режущими инструментами.

Марки АМц и АМг применяются в областях, в которых не предъявляются высокие требования к прочности, но необходима хорошая устойчивость к коррозии. Из этих материалов изготавливают:

  • конструктивные элементы железнодорожных вагонов;
  • перегородки зданий и переборки судов;
  • узлы грузоподъемного оборудования.

Виды порошковых алюминиевых сплавов и области их применения

Способами порошковой металлургии на основе алюминия получают спеченные алюминиевые порошки (САП) и спеченные алюминиевые сплавы (САС).

Спеченные алюминиевые порошки

Структурно эти материалы представляют собой алюминиевую матрицу, в которой равномерно распределены мелкодисперсные включения оксида алюминия, обеспечивающие упрочнение металла. Основные характеристики САП:

  • высокая жаропрочность;
  • способность хорошо деформироваться в горячем и холодном состояниях;
  • хорошая обрабатываемость режущими инструментами;
  • удовлетворительная свариваемость;
  • высокие электропроводность и коррозионная стойкость.

Производители предлагают 4 типа САП, отличающиеся друг от друга процентным содержанием оксида алюминия – САП-1, САП-2, САП-3, САП-4. Чем больше цифра, тем больше содержание оксида, тем выше прочность, твердость, жаропрочность и тем ниже пластичность. САП востребованы при производстве турбин, компрессоров, вентиляторов, компрессоров, обмоток трансформаторов.

Спеченные алюминиевые сплавы САС

К этим материалам относятся системы:

  • САС-1 – алюминий-кремний, никель;
  • САС-2 – алюминий-кремний-железо.

Структура САС содержит дисперсные включения интерметаллидов и кремния. Для этих материалов характерны высокие прочность и твердость, сопровождаемые низкой пластичностью. Области их применения: изготовление деталей приборов, функционирующих в паре со стальными деталями и узлами.

Низкосортный алюминий имеет еще одну важную сферу использования – раскисление стали. При протекании этого процесса из расплава железа и углерода удаляется кислород, негативно влияющий на механические характеристики стали.

Читайте также: