Alumínium ötvözetek - studopediya
Alumínium ötvözetek nagy fajlagos erő, a képesség, hogy ellenálljon a tehetetlenségi és dinamikus terhelések. Végső szilárdságú alumíniumötvözetekből eléri a 500 ... 700 MPa-sűrűsége nem több, mint 2.850 g / cm3.
A legtöbb alumínium ötvözetek jó korrózióállósága (kivéve rézötvözetek), magas elektromos vezetőképesség és elektromos vezetőképesség, a jó feldolgozási tulajdonságok.
A fő ötvöző eleme alumíniumötvözetek Cu, Mg, Si, Mn, Zn; kevesebb - Li, Ni, Ti. Alumínium ötvözőelemekkel képez az alap hasonló diagramot, a diagram A1-Cu (ábra. 21).
21. ábra - diagram az „alumínium - réz”
Sok ötvözőelemek szilárd oldatokat képeznek alumínium korlátozott oldhatóságú és változó CuAl2 intermedier fázis. Mg2 Si és mások. Ez lehetővé teszi az ötvözetek alá keményedő hőkezelésnek álló kioltó szerezni egy túltelített szilárd oldatot, majd a természetes vagy mesterséges öregítés.
Szerint a fázisdiagramja Al-Cu, réz és alumínium formában egy szilárd oldatot, a maximális koncentráció a réz, amely 5,7% eutektikus hőmérsékleten. A csökkenő hőmérséklet, a réz oldhatósága csökken, elérve 0,2% 20 ° C-on Egy szilárd oldatot, ahol a hozzárendelt # 952;-fázis (SuA12) tartalmazó
54,1% Cu. Ez egy tércentrált tetragonális rács, és van egy viszonylag nagy keménységű (530 HV). Az ötvözetek járulékosan adalékanyagként magnéziumot képződik másik S-fázisban (CuMgAl2) egy rombos kristályrács (564 HV).
Az öregedés az alumínium ötvözet egy túltelített szilárd oldatot réz kiosztási kiosztott lamelláris átmérőjű (30 ... 60) × 10 -10 m és a vastagsága 10 # 8729; 10 -10 m, amelyek úgynevezett Guinier-Preston zónák (zónák GP). Ebben a szakaszban a maximális keményedés érhető el. Amikor a hőmérsékletet 100 ° C-GP zónák alakítjuk # 1256; ¢-fázisú koherens kapcsolódó, hogy az anya oldatot szilárd, de a lattice eltér a szilárd oldatból és stabil # 1256; fázisban. Szilárdságú alumíniumötvözetekből tartalmazó ilyen szemcsés elválasztása, már nem éri el a maximális értéket. A további hőmérséklet emelkedése # 1256; ¢ -fázisú átalakul stabil # 1256; fázisú, annak alvadási következik be, és ezzel egy időben érjük még kevésbé edzés.
Alumínium ötvözetek vannak osztva:
- deformálható, szánt kovácsolt, stancolt és hengerelt (lemezek, lapok, rudak, stb ...);
- granulált (által termelt porkohászati).
Címkézése alumíniumötvözetek a következő. A betű jelöli az elején a márka ötvözetek dúralumíniumból. AK betű elején a márka kijelölt képlékeny alumíniumötvözetek, és az AL - alumínium ötvözetek. A levél jelölt nagy szilárdságú ötvözetek. Miután a levelek jelzi egy feltételes ötvözet számot. Gyakran követi az jelölése hagyományos szám, amely jellemzi az állapotát az ötvözet: M - lágy (lágyított); T - hőkezelés (edzés + öregedés); H - hidegen megmunkált; P - polunagartovanny.
A szerkezeti szilárdsága alumíniumötvözetek függ a Fe és Si szennyeződések. Ezek képezik a ötvözetek az oldhatatlan szilárd oldat fázisú, ami csökkenti a képlékenység, törési szívósság, repedésterjedéssel szembeni ellenállást. Adalékolás mangán ötvözetek csökkenti a káros hatásokat a szennyeződések. Azonban, egy hatékonyabb módja annak, hogy növeli a szerkezeti szilárdságot, hogy csökkentse a mennyiségű szennyeződés 0,5 ... 0,7 ... 0,1% 0,3% (tiszta ötvözetet), és néha akár század mennyiségben (nagy tisztaságú ötvözet). Az első esetben, az ötvözet márka adjuk hozzá a „h” betű, például D16ch, a második - a betűk „HA”, például V95pch.
Megmunkált alumíniumötvözetek 4.1.2.1
Megmunkált alumíniumötvözetek oszlanak neuprochnyaemye és egy hőhatásra edzett.
Azáltal neuprochnyaemym hőkezelés közé tartozik az alumínium ötvözetek mangán (AMTS) és alumínium-magnézium (AlMg). Az ötvözetek jól hegeszthető és nagy korrózióállóság.
A lágyított állapotban, ezek kiváló alakíthatóság és alacsony erejét. A képlékeny alakváltozás növeli az erejét ezen ötvözetek majdnem 2-szer. Azonban, alkalmazása keményedés miatt korlátozott egy éles csökkenését alakíthatóság ötvözetek azonban, ezeket használják a lágy lágyított állapotban (AMgM). Ötvözetei típusú AlMg AMTS és lágyított 350 ... 420 ° C-on
Növelésével a magnézium tartalom szakítószilárdság növelése a 110 MPa (AMgl) 340 MPa (AMg6) és ennek megfelelően csökken a nyúlása 28-20%.
Ötvözetek típusú AlMg AMTS és használt által gyártott termékek mélyhúzással és hegesztés (házak és árboc hajók, kocsik és a keret al.), Valamint ezek részei igénylő nagy korrózióállóság (csövekhez benzin és az olaj, hegesztett kannák),
Ötvözetek, edzés hőkezelés. vannak duralumínium, kovácsolás és nagy szilárdságú ötvözetek.
Duralumínium említett ötvözetek rendszerrel kapcsolatos Al-Cu-Mg, amelyben mangán is adunk. A befagyasztást duralumínium ötvözetet melegítjük 495 ... 505 ° C (D16) és legfeljebb 500 ... 510 ° C (D1), majd lehűtjük, vízben 40 ° C-on A vízfürdőbe merítés után, a szerkezet tartalmaz egy túltelített szilárd oldatot, és az oldhatatlan fázis képződik, a szennyeződések. Továbbá, az ötvözetek vetjük alá a természetes vagy mesterséges öregítés.
Természetes öregedés továbbra 5-7sutok. Az időtartam a öregedés nagymértékben csökken a hőmérséklet növelésével 40 ° C-on, és különösen előnyösen legfeljebb 100 ° C-on Keményítőséért duralumínium szokásosan alkalmazott kioltó természetes öregedés, mivel ebben az esetben az ötvözetek mutatnak jobb alakíthatóság, és kevésbé érzékenyek a stressz koncentrátorok.
Mesterségesen öregítettük (190 ° C, 10 óra) vetettük alá, csak a felhasznált alkatrészek működtetéséhez magasabb hőmérsékleten (200 ° C).
Nagy gyakorlati értéke van egy kezdeti érlelési idő (20 ... 60 perc), amikor az ötvözet tartja a magas képlékenysége és alacsony keménység. Ez a technológia lehetővé teszi az ilyen műveletek szegecselés, szerkesztés, stb ..
Nagy szilárdságú alumínium ötvözeteket betűvel jelölt B. Ezek kitűnnek nagy szakítószilárdság (600 ... 700 MPa), és közel hozzá érdemben folyáshatár. Nagy szilárdságú ötvözetek tartoznak a rendszer Al-Zn-Mg-Cu, és tartalmazza a mangán adalékanyagot, króm vagy cirkónium. Cink, magnézium és réz fázist alkot, amely különböző oldékonysága alumíniumba (MgZn2. CuMgAl2 és Mg3 Zn 3 Al2). 480 ° C-on a fázisokat bejut szilárd oldatot, amely rögzített lefojtjuk. A mesterséges öregítés következik be bomlás a túltelített szilárd oldatot képezve finom részecskéit a metastabil fázis, ami a maximális keményíthető ötvözeteket. A legtöbb keményedés oka keményedés (465 ... 475 ° C) és az öregedés (140 ° C) 16 órával a kezelés után, az ötvözet B95 húzószilárdsága 600 MPa, a folyáshatár -. 550 MPa, szakadási - 12% K1C - 30 MPa · m 1/2. CCP - 30 kJ / m 2, és keménysége - akár 150 HB.
B96 ötvözet magasabb szilárdsági tulajdonságokkal (# 963; 700 MPa; # 963, 0,2-650 MPa; keménység 190 HB), de csökkent a képlékenység (# 948; 7%) és a törési szívósság. Ahhoz, hogy javítsuk ezeket jellemzőit ötvözetek alá a két-lépcsős öregítés lágyító 100 ... 120 ° C-on 3 ... 10 h (első szakasz), és a 160 ... 170 ° C-on 10 ... 30 óra (a második lépésben). Öregítés után az ötvözet lágyulási V95 nem haladja meg a szakítószilárdsága 590 MPa, a folyáshatár - 470 MPa, és a nyúlás emelkedik 13% K1C 36 MPa · m 1/2, és a CCP 75 kJ / m 2.
A használt ötvözetek nehéz tárgyak struktúrák működő elsősorban nyomás alatt stressz (Cabin, hosszmerevítők, válaszfalakat, gerendák repülőgép).
Öntés alumínium ötvözetek 4.1.2.2
A legszélesebb körben használt öntödei alapuló ötvözetek Al-Si rendszerek és az A1-C. Jelzett öntött ötvözetek AL betűk és számok számát jelzi az ötvözet.
Jobb öntési tulajdonságok Al-Si ötvözet (Silumin), amelyek jellemzik a fluiditása nagy, alacsony zsugorodású, alacsony vagy egyáltalán nem hajlamosak a melegrepedés és a jó tömítés. Sűrűség Silumin leginkább 2650 kg / m 3.
A mechanikai tulajdonságok függenek a kémiai összetétel, a gyártási technológia, és a hőkezelés. A kettős Silumin növekvő szilíciumtartalom a eutektikus összetételű (12 ... 13%) csökkentette a képlékenységet és növeli az erőt. A megjelenése a szerkezet nagy elsődleges kristályok szilícium ötvözetből okok csökken a szilárdság és a képlékenység.
Bár változó szilícium oldhatósága (0,05% 200 ° C-on és 1,65% eutektikus hőmérsékleten), bináris ötvözetek nem keményített hőkezeléssel, köszönhetően a magas aránya a felbomlása a szilárd oldat, részben a már során fellépő keményedés. Az egyetlen módja annak, hogy a mechanikai tulajdonságok javítása ezeknek ötvözetek, módosításával a szerkezet finomítására nátrium. Amellett, hogy módosító intézkedés az eltolódások nátrium eutektikus pont a rendszerben Al-Si irányába nagyobb szilíciumtartalom. Ennek köszönhetően a eutektikus összetételű ötvözet (AL2) válik eutektikus. Amellett, hogy a mikrokristályos szerkezete megjelenő eutektikus műanyagos szigeteléssel elsődleges alumínium. Mindez azt eredményezi, hogy a növekedés a merevségük és.
Az adalékolás Silumin gyakran használják Mg, Cu, Mn, a Ti, és mások.
A magnézium és a réz. amelyeknek a variábilis oldékonysága alumíniumba, Silumin elősegítik keményedő hőkezeléssel, amely általában az edzés és mesterséges öregítés. Silumin különböző kioltási hőmérséklete belül 515 ... 535 ° C, az öregedési hőmérséklet - 150 ... 180 ° C-on Ötvözött Silumin közepes szilárdságú legnagyobb alkalmazása az iparban azt találtuk ötvözetek magnézium kiegészítések (AK7ch), magnézium és mangán (AK9ch).
Alloys A1-Cu (AM4, AM5) jól kezelt vágással és hegesztett. Jellemzőjük a nagy szilárdságú, rendes és nagy hőmérsékleten (legfeljebb 300 ° C, de a gyenge öntés tulajdonságok). Ez annak köszönhető, hogy a formáció eutektikus a rendszerben egy magas réztartalma (33%), amely nem valósult meg a kereskedelmi ötvözetek. Casting és mechanikai tulajdonságok javulnak eredményeként ötvözés titán és mangán (AM5). Mangán, amely egy túltelített szilárd oldatot során a kristályosítás alatt a folyékony, hozzájárul jelentős keményedés az ötvözet.
Granulált alumíniumötvözetek 4.1.2.3
Granulált ötvözetek elterjedt szintereit alumínium-porok (SAP) és a szintereit alumínium-ötvözetek (CAC).
SAPS megtartják nagy szilárdságú 350 ° C-on és 500 ° C-on még mindig megmarad szakítószilárdsága 100 MPa, míg a tűzálló duraminov szakítószilárdság ezen a hőmérsékleten csökken 5 MPa.
SAPS 10 ... 12% Al 2O 3 egy korrózióállóság, valamint technikai alumínium. Ezzel szemben az alumínium ötvözetek, nem hajlamos a feszültség alatti korróziónak.
Sapov hátránya az alacsony kapacitás képlékeny.
Amikor öntés a granulák (0,1 ... 1 mm) centrifugálisan folyékony fém cseppek vízben lehűtöttük áramló levegősebesség maximálisan 10 8 a C / sec. Így alakult szilárd oldatok, amelyek tartalmazhatnak ötvözőelemek meghaladó mennyiségben az oldhatósági határ egyensúlyi körülmények között. Például, a határ oldékonyságot mangán alumínium 1,4%, míg a hűtés abnormálisan nagy sebességgel van kialakítva egy túltelített szilárd oldatot, amely legfeljebb 5% Mn.
Nagy hűtési sebesség ötvözetek javítják a szerkezet. Ha a hagyományos öntési eljárásokkal megfigyelt bruttó primer és eutektikus szétválasztása intermetallikus fázisok, a szemcsés alumínium-ötvözetek ilyen zárványok diszpergálunk egyenletesen helyezkedik el a fém, amely javítja a mechanikai tulajdonságokat.