Общая характеристика алюминиевых сплавов
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Алюминиевые сплавы характеризуются высокой удельной прочностью, способностью сопротивляться инерционным и динамическим нагрузкам, хорошей технологичностью. Временное сопротивление алюминиевых сплавов достигает 500 – 700 МПа при плотности не более 2,850 г/см3. По удельной прочности некоторые алюминиевые сплавы (σв/( g) = 23км) приближаются или соответствуют высокопрочным сталям (σв/( g) = 27км). Большинство алюминиевых сплавов имеют хорошую коррозионную стойкость (за исключением сплавов с медью), высокие теплопроводность и электрическую проводимость, хорошие технологические свойства (обрабатываются давлением, свариваются точечной сваркой, а специальные – сваркой плавлением, в основном хорошо обрабатываются резанием). 3

Основными легирующими элементами алюминиевых сплавов являются Cu , Mg , Si , Mn , Zn; реже – Li , Ni , Ti. Многие легирующие элементы образуют с алюминием твердые растворы ограниченной переменной растворимости и промежуточные фазы CuAl 2 , Mg 2 Si, и др. (рис 13.1) это дает возможность подвергать сплавы упрочняющей термический обработке, состоящей из закалки на пересыщенный твердый раствор и естественного или искусственного старения.

Легирующие элементы, особенно переходные, повышают температуру рекристаллизации алюминия (рис.13.2). При кристаллизации они образуют с алюминием пересыщенные твердые растворы. В процессе гомогенизации и горячей обработки давлением происходит распад твердых растворов с образованием тонкодисперсных частиц интерметаллидных фаз, препятствующих прохождению процессов рекристаллизации и упрочняющих сплавы. Это явление получило название структурного упрочнения, а применительно к прессованным полуфабрикатам – пресс-эффекта. По этой причине некоторые алюминиевые сплавы имеют температуру рекристаллизации выше температуры закалки. Для снятия остаточных напряжений в нагартованных полуфабрикатах (деталях), полученных холодной обработкой давлением, а также в фасонных отливках проводят низкий отжиг. Температура отжига находится в пределах 150 – 300

Конструкционная прочность алюминиевых сплавов зависит от примесей Fe и Si. Они образуют в сплавах нерастворимые в твердом растворе фазы: FeAl 3 , ( Al , Fe , Si ), ( Al , Fe , Si ) и др. Независимо от формы (пластинчатой или игольчатой и т.д.) кристаллы этих фаз снижают пластичность, вязкость разрушения, сопротивление развитию трещин. Легирование сплавов марганцем уменьшает вредное влияние примесей, так как он связывает их в четверную -фазу ( Al , Fe , S , Mn ), кристаллизующуюся в компактной форме. Однако более эффективным способом повышения конструкционной прочности является снижение содержания примесей с 0,5 – 0,7% (ГОСТ 4784-74) до 0,1 – 0,3% (чистый сплав), а иногда и до сотых долей процента (сплав повышенной чистоты). В первом случае к марке добавляют букву «ч», например Д16ч, во втором – буквы «пч», например В95пч. Особенно значительно повышаются характеристики пластичности и вязкости разрушения в направлении, перпендикулярном пластическому деформированию. Например, ударная вязкость сплава Д16ч после естественного старения более чем в два раза, а относительное удлинение в 1,5 раза выше, чем у сплава Д16 после той же обработки. Так, К = 43…46 МПа м1/2 для сплава Д16ч 35…36 МПа м1/2 для сплава Д16. Сплавы повышенной чистоты используют для ответственных нагруженных деталей, например, для силовых элементов конструкций пассажирских и транспортных самолетов.

Алюминиевые сплавы классифицируют по технологии изготовления, способности к упрочнению термической обработкой и свойствам (рис. 13.3).

Дата: 2019-02-18, просмотров: 1945.