Алюминий в автомобиле: литейные сплавы
Литейные алюминиевые сплавы
Алюминиевые литейные сплавы позволяют обеспечивать широкий диапазон механических свойств изделий путем выбора химического состава, а также, при необходимости, термической обработки и строго технологического контроля.
Рисунок 1 – Typical hypoeutectic AlSi7Mg (AA A356) Microstructure:
Al dendrites surrounded by Al+Si eutectic [1]
Литейные алюминиевые сплавы объединяют четыре основных семейства сплавов, которые основаны на следующих системах легирования:
- Al-Si(-Cu);
- Al-Cu;
- Al-Mg(-Si);
- Al-Zn(-Si).
Большинство литых алюминиевых деталей и изделий изготавливают из алюминиево-кремниевых сплавов, благодаря их исключительно хорошим литейным свойствам (рисунок 2).
Некоторые сплавы из серий Al-Cu, Al-Mg и Al-Zn имеют более высокие механические свойства, чем сплавы Al-Si, но их литейные характеристики обычно довольно низкие и их очень трудно лить. В частности, они весьма склонны к горячему растрескиванию.
Алюминиево-магниевые литейные сплавы
1) Эти сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью. Их можно полировать до зеркального блеска, а также анодировать.
2) Они обеспечивают высокие механические свойства без необходимости применения термической обработки.
3) Эти сплавы обычно применяют при изготовлении деталей методом литья под высоким давлением.
Алюминиевые литейные сплавы Al-Zn-Mg
Эти сплавы применяют, когда необходимо избежать коробления при закалке, так как они подвергаются термическому упрочнению старением при комнатной температуре без предварительной закалки.
Литейные сплавы Al-Mg-Si и Al-Zn-Si-Mg
Добавки кремния в этих сплавах в достаточном количестве обеспечивают им хорошие литейные свойства.
Алюминиевые литейные сплавы Al-Cu
1) Это самые прочные литейные алюминиевые сплавы. Применяются в основном в аэрокосмической промышленности.
2) Из этих сплавов изготавливают также ответственные детали автомобильной подвески.
3) Эти сплавы очень подвержены горячему растрескиванию и из них очень трудно отлить сложные формы.
4) Применяются в ограниченном количестве для деталей спортивных автомобилей и других экзотических транспортных средств.
Литейные сплавы Al-Si
1) Наиболее популярные литейные сплавы во всем мире (см. рисунок 2).
2) Проявляют отличные литейные свойства: высокая жидкотекучесть – хорошо наполняют литейные формы, стойкие к горячему растрескиванию и в целом являются самыми технологичными литейными сплавами.
3) Добавление магния обеспечивает хорошие механические свойства после термической обработки, а медь улучшает обрабатываемость резанием и повышает прочность при повышенных температурах.
4) Сплавы Al-Si-Mg применяют для изготовления колесных дисков, конструкционных литых деталей и элементов подвески, которые требуют высокой прочности и хорошей вязкости.
5) Сплавы Al-Si-Cu(-Mg) доминируют на рынке деталей и агрегатов силовых установок, таких как алюминиевые блоки двигателей, головки цилиндров, втулки цилиндров двигателей и других литых деталей, для которых высокая прочность при повышенных температурах и стойкость к изнашиванию важнее, чем вязкость.
Fig. 2 – Schematic Al-Si phase diagram showing the composition ranges
for the most common foundry alloys [1]
Источник:
