Алюминиевые сплавы для поковок и штамповок

Механические свойства (типичные) высокопрочных алюминиевых сплавов

системы А1 – Zn – Mg – Сu

Сплав	Полуфабрикат	Режим старения после закалки при 465°С	Meханические свойства
sв, МПа	s0,2, МПа	d, %
В95	Листы Профили	120°С, 2 ч 140°С, 6 ч
B96	Профили	140°С, 6 ч

Высокое легирование снижает температуры начала плавления, поэтому используют более низкую температуру закалки по сравнению с такой для дюралюминия (460–470°С). Меньшая скорость распада пересыщенного твердого раствора сплава В95 (см. рис. 1.2) приводит к следующим изменениям в технологии термической обработки:

1) скорость охлаждения при закалке может быть уменьшена, что целесообразно, так как при этом уменьшаются внутренние напряжения, наличие которых увеличивает склонность к коррозионному растрескиванию (снижает прочность при испытании в коррозионно-активных средах). Это является главным недостатком наиболее высокопрочных алюминиевых сплавов. При закалке сплава В95 применяют не холодную, а подогретую до 80–100°С воду.

Весьма хорошие результаты дает закалка названных сплавов в жидком азоте[2], при которой охлаждение происходит медленнее, чем в холодной воде (в связи с меньшей теплотой парообразования жидкого азота), но более равномерно, чем в горячей;

2) естественное старение не дает максимальной прочности, как искусственное, даже при очень большой выдержке. Эта прочность достигается в результате старения при 120–140°С в течение 16–24 ч.

Если стремиться к максимальной прочности, то следует еще больше легировать сплав цинком, магнием и медью, чем сплав В95.

Наиболее прочный алюминиевый сплав – В96. Он содержит 8–9% Zn, 2,3–3% Mg; 2–2,6% Сu; 0,1–0,2% Zr. Прочность этого сплава достигает 700 МПа.

Ряд деталей из алюминиевых сплавов изготавливают ковкой (например, лопасти винта).

Кроме высоких механических свойств, от сплава требуется и хорошая пластичность в горячем состоянии. В таких случаях применяют или дюралюминий обычного состава[3], или другие сплавы, по составу близкие к дюралюминию (АК6, АК8).

Состав этих сплавов и типичные для них механические свойства приведены в табл. 1.5, 1.6.

Таблица 1.5

Состав сплавов АК, %

Марка сплава	Сu	Mg	Mn	Si	Fe
АК1	3,8–4,8	0,4–0,8	0,4–0,8	< 0,7	< 0,7
АК6	1,8–2,6	0,4–0,8	0,4–0,8	0,7–1,2	< 0,6
АК8	3,9–4,8	0,4–1,0	0,4–1,0	0,6–1,2	< 1,0
АК4*	1,9–2,5	1,4–1,8	0,15–0,35	0,5–1,2	1,1–1,6

* Содержит 1,0–1,5 Ni.

Таблица 1.6

Механические свойства сплавов АК

Марка сплава	Термическая обработка	σА, МПа	%
АК1	Закалка + естественное старение
АК6	Закалка + искусственное старение
АК8	то же

Несколько худшие свойства этих сплавов, чем у дюралюминия, являются следствием более мелкозернистой структуры дюралюминия в листах, в трубах, профилях и тому подобных полуфабрикатах, чем в поковках. При термической обработке поведение этих сплавов почти как у дюралюминия, о чем отмечалось раньше.

Более грубая структура второй фазы у сплавов АК требует больших выдержек при температурах закалки. Лучшие свойства у них получаются обычно после искусственного старения.

Дата добавления: 2014-11-29