Слайд 1
Курс «Алюминиевые сплавы и области их применения. Финансово-экономические аспекты деятельности
производственного предприятия»
Часть 1. Свойства и области применения алюминиевых сплавов
Чеверикин Владимир Викторович
НИТУ «МИСиС»
Вставьте
картинку
Слайд 2Тема 1. Литейные алюминиевые сплавы
Занятие 2.
Роль легирующих элементов и
примесей.
Свойства сплавов.
Структура и дефекты отливок, оценка их качества.
Новые
перспективные сплавы.
Области применения литейных алюминиевых сплавов
Слайд 3Вопросы к занятию 4
Что такое силумины?
Что такое заэвтектический силумин?
Какие Вы
знаете основные легирующие элементы в алюминиевых сплавах?
Зачем вводятся добавки переходных
металлов Mn, Zr, Ti В алюминиевые сплавы?
Что такое зерно?
Как размер дендритной ячейки зависит от скорости охлаждения?
Чем отличаются по свойствам сплавы систем Al-Si и Al-Si-Mg?
Чем отличаются по свойствам сплавы систем Al-Cu и Al-Mg?
У каких литейных алюминиевых сплавов самая высокая коррозионная стойкость?
Какие литейные алюминиевые сплавы имеют наибольшую прочность и пластичность?
Как меняется микроструктура силуминов в результате закалки?
Какой режим термообработки отливок обозначает Т6?
У каких литейных Al-сплавов прочность максимальна?
Какие сплавы имеют наилучшие литейные свойства?
Что такое горячеломкость?
Почему в судостроении используют в основном магналии?
Какие литейные сплавы используют для наиболее тяжело нагруженных деталей?
Слайд 4Области составов промышленных алюминиевых сплавов и их классификация по структуре
1-Сплавы
типа твердых растворов (например, АМ5, АМг10)
2-Доэвтектические сплавы (большинство силуминов, например
типа АК7 и АК8М3)
3-Эвтектические сплавы (силумины типа АК12 и АК12М2);
4-Заэвтектические сплавы (заэвтектические силумины, например АК18)
Слайд 5Роль легирующих элементов и примесей в формировании структуры промышленных алюминиевых
сплавов
Слайд 9Характеристики диаграмм состояния эвтектического типа, образуемых алюминием с основными легирующими
элементами
Слайд 10Характеристики двойных фазовых диаграмм алюминия
с переходными металлами
Слайд 11Метастабильный вариант фазовой диаграммы Al-Мn
Слайд 12Характеристики литой структуры
форма и размер кристаллитов (зерен)
(D) ;
форма и размер дендритных ячеек
(Al) (d) ;
распределение легирующих элементов и примесей в (Al);
состав, структура, морфология и объемная доля (QV) частиц избыточных фаз кристаллизационного происхождения,
характеристики субструктуры (распределение и плотность дислокаций, размеры субзерен и дислокационных ячеек, углы их разориентировки, вторичные выделения);
количество, размер и распределение пор
Слайд 13Соотношение между размером дендритной ячейки (d) и скоростью охлаждения (Vохл)
d=A•V-nохл
Слайд 14Морфология избыточных фаз в силуминах
Доэвтектический литой
Немодифицированный
Модифицированный
Заэвтектический после закалки
Слайд 15Типичные микроструктуры сплавов на основе систем Al-Cu и Al-Mg (литое
состояние)
АМ5
АМг6л
Слайд 16Вторичные выделения в отливке сплава АК9пч,
полученной в песчаной форме
Слайд 17Основные Fe- и Si-содержащие фазы
в алюминиевых сплавах
Al3Fe, α(Al8Fe2Si), β(Al5FeSi)
Al15(Fe,Mn)3Si2
Al6(Fe,Cu,Mn),
Al7FeCu2
Al9FeNi
Al8FeMg3Si6
Слайд 18Сравнительная характеристика литейных сплавов разных систем по основным свойствам
Слайд 19Обозначения состояний отливок
Л – литое состояние
Т1 - старение после литья
без закалки
Т2 – перестаривание после литья без закалки
Т3 – отжиг
Т4
– закалка (+последующее старение)
Т5 – недостаривание после закалки
Т6 – старение на максимальную прочность
Слайд 20Гарантируемые механические свойства литейных алюминиевых сплавов разных систем по ГОСТ
1583-93
Слайд 21Рекомендуемые режимы термообработки отливок
(по ГОСТ 1583-93)
Слайд 22Литейные свойства промышленных сплавов
Слайд 23Литейные свойства промышленных сплавов
Слайд 24Дефекты отливок из алюминиевых сплавов
Трещины
Поры – низкая герметичность
Низкое качество поверхности
Непопадание
в состав по легирующим элементам, металлическим примесям, водороду и кислороду
(оксиды)
Слайд 25Отливки с трещиной (а) и рассеянными порами (б)
а
б
Поры
Трещина
Слайд 26Новые перспективные литейные сплавы
Высокопрочные
Жаропрочные
Не требующие термообработки
Вторичные из смешанного низкосортного вторсырья
Возможности
расчета свойств сплавов по составу и структуре
Слайд 27Свойства новых и известных высокопрочных алюминиевых сплавов
Литье в металлические
формы
Слайд 28Микроструктура сплава АЦ6
литое состояние
после термообработки
Слайд 29Свойства стандартных и новых алюминиевых сплавов для литья в разовые
формы
1)Показатель горячеломкости по стандартной кольцевой пробе (ширина кольца)
2)Показатель жидкотекучести
по спиральной пробе
Слайд 30Новые вторичные сплавы
с повышенным содержанием Zn, Mg, Fe
Слайд 31Режимы термической обработки и гарантируемые
свойства новых вторичных алюминиевых сплавов
Слайд 32Интерфейс программы расчета свойств по составу и структуре сплавов
Слайд 33Применение литейных алюминиевых сплавов
Аэрокосмический комплекс
Автомобильная промышленность
Судостроение
Сельскохозяйственное машиностроение
Бытовые товары
Слайд 34Применение в летательных аппаратах
Силумины АК7, АК8л, АК8М3ч и др. –
для изготовления разнообразных отливок малой и средней нагруженности – корпуса,
кронштейны, соединительные фланцы, панели, детали кабин и кресел, детали управления и др.
Высокопрочные сплавы на основе системы Al-Cu (АМ5, АМ5Кд) – для тяжело нагруженных деталей фюзеляжа, крыла, кабины самолета, корпусов ракет
Слайд 35Примеры фасонных отливок для самолетов
Слайд 36Применение в автомобильной промышленности
Поршневые силумины АК12ММгН, АК12М2МгН, АК21М2,5Н2,5, А390 (АК17М4Мг)
– для отливки поршней автомобильных двигателей.
Силумины (первичные и вторичные) АК9,
АК5М2, АК6М2, АК9М2 и др. – для головок блоков цилиндров и моноблоков, карбюраторов, впускных труб, картеров, различных корпусных деталей.
Сплавы АМг5К, АМг6л для головки блоков, деталей дверей.
Слайд 37Применение в судостроении
Сплавы АМг6л, АМг5к – для отливки различных деталей
машинного отделения, гребных винтов и интерьера
Сплав АЦ4Мг – для деталей
электропроводки
Слайд 38Применение в сельхозмашиностроении
Силумины АК7, АК7Ц9, АК7МЦМг2 (новый сплав) и др.
– для различных корпусных деталей (в частности, редукторов), шкивов клиноременных
передач комбайнов, крышек, деталей сеялок, деталей моста ведущих колес для зерноуборочных комбайнов, деталей двигателей
Слайд 39Применение в товарах народного потребления
Силумины АК7, АК9,
АК12 для изготовления посуды, различных деталей интерьера, корпусных деталей (например,
корпусов электродвигателей)