• Металлургия алюминия
  • Основные минералы и руды алюминия
  • Свойства алюминия
  • Применение алюминия
    • Производство и потребление алюминия.
    • Сплавы
    • Литейные сплавы
    • Другие виды изделий
    • Порошковая металлургия
• Способы получения алюминия
• Альтернативные способы получения алюминия
• Основные компоненты электролита
• Свойства электролитов

Литейные сплавы

Отливки из алюминиевых сплавов можно получать всеми существующими способами литья: под давлением, в кокиль, в песчаные формы, литье по выплавляемым моделям и пр. Для этого используются различные литейные сплавы, выпуск которых в России и в ряде стран СНГ регламентирует ГОСТ 1583-93. Согласно этому стандарту все литейные сплавы (в том числе и на основе вторичного алюминия) по содержанию основных легирующих компонентов подразделяются на пять групп: I — система Al — Si — Mg; II — система Al — Si — Си; III — система Al — Си; IV — система Al — Mg; V — система Al — прочие компоненты. Особую группу составляет наиболее распространенная система Al — Si сплавов (силумины) с содержанием Si 10—13 % и различающиеся между собой только содержанием примесей.

В мировой практике широко используется трехзначная система обозначения литейных сплавов, разработанная Американским обществом испытаний материалов (American Society for Testing and Materials, ASTM)

Система Al — Si (силумины). По содержанию кремния в этих сплавах они подразделяются на доэвтектические и эвтектические (содержание кремния не более 12 %) и заэв-тектические (более 12 %). Сплавы, в которых содержание кремния не превышает 12 %, составляют самую важную группу промышленных литейных сплавов благодаря прекрасным литейным свойствам по сравнению с другими сплавами. Физические и механические свойства этих сплавов достаточно широки, что дает возможность выбрать сплав с необходимыми параметрами. Поскольку эти сплавы обладают хорошими коррозионными характеристиками, неплохо свариваются и механически обрабатываются, они нашли самое широкое распространение для производства большинства изделий. Для повышения отдельных свойств этих сплавов к ним добавляют небольшое количество различных легирующих компонентов (Си, Zn, Mg, Be и др.).

Заэвтектические алюминиево-кремниевые сплавы используют в тех случаях, когда требуется повышенная износоустойчивость изделий, так как в их структуре присутствует твердая кремниевая составляющая. Наиболее широкое распространение эти сплавы находят для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания и для блока двигателя. Заэвтектические сплавы обладают прекрасной жидкотекучестью и отличной обрабатываемостью резанием в случае применения алмазного инструмента.

Сплавы системы Al — Si — Mg по своей сути являются силуминами, легированными магнием, и широко применяются в тех случаях, когда требуются повышенные прочностные свойства (например, для автомобилей и самолетов). С этой целью отливки из таких сплавов, выполненные под давлением, подвергают термической обработке. Для особо ответственных изделий (оборонная и авиационная промышленность) используются сплавы этой системы, легированные небольшим количеством бериллия.

Сплавы системы Al — Si — Си используют как для литья в землю и кокиль, так и для литья под давлением. Отливки из таких сплавов, как правило, не подвергают термической обработке. Быстро растет применение силумина, легированного одновременно магнием и медью, что объясняется его высокой износостойкостью и прочностью.

Сплавы системы Al — Си обладают достаточно высокой твердостью при повышенных температурах. Сплавы этой системы применяются для изготовления высококачественных литых деталей летательных аппаратов. Существенными недостатками этих сплавов являются их пониженная жидкотекучесть и склонность к образованию кристаллизационных трещин.

Сплавы системы Al — Mg характеризуются высокой коррозионной стойкостью, хорошей обрабатываемостью резанием и привлекательным внешним видом после анодирования. Эти сплавы в жидком состоянии склонны к окислению, обладают пониженной жидкотекучестью и потому редко используются для изготовления ответственных деталей.

Сплавы системы Al — Zn имеют не только привлекательные свойства, но и некоторые трудности при литье в кокиль. Поэтому они используются только для отливки деталей простейшей формы. Применение деталей из этих сплавов целесообразно для отливки деталей такой формы, которые невозможно подвергнуть закалке без риска образования трещин и коробления, поскольку прочность таких сплавов при старении растет в значительной степени.