Файл: Постников Н.С. Прогрессивные методы плавки и литья алюминиевых сплавов.pdf

При кристаллизации модифицированных сплавов каркас образуется при относительно большем количест­ ве твердой фазы, он значительно прочнее и пластичнее вследствие малых размеров дендритов. По-видимому, этим обусловлено понижение склонности алюминиевомагниевых сплавов к образованию трещин при кристаллиза­ ции.

Основной причиной газовой пористости в отливках из алюминиевых сплавов является водород. Алюминиевомагниевые сплавы особенно предрасположены к образо­

тан вносят .некоторое количество водорода в расплав. Уменьшение содержания водорода в результате моди­ фицирования сплавов замедляет развитие газовой по­ ристости и обеспечивает получение практически плотных отливок.

Алюминиевомагшіевые сплавы характеризуются по­ вышенной окисляемостыо по сравнению с другими ли-

55

темными алюминиевыми сплавами. Этим вызвана необ­ ходимость плавки сплавов под покровом флюса и защи­ ты литых изделий при термообработке.

Был исследован [31] механизм и кинетика окисления алюминиевомагнневых сплавов в зависимости от содер­ жания магния и модифицирования. Для оценки кинети­ ки окисления сплавов устанавливались временные и температурные законы окисления.

Полученные кривые, характеризующие кинетику окисления алюминиевомагнневых сплавов в немодифицированнам состоянии, и математическая обработка ре­ зультатов измерений показали, что кривые носят пара­ болический характер:

wn = k X,

где /г — константа скорости; т — время окисления, сек;

w — относительный привес образцов, г/см2; п — показатель степени.

Константа скорости /г в процессе окисления изменя­ ется от Ю - 6 до Ю - 1 4 ; показатель степени п увеличивает­ ся от 0,9 до 3,0, т. е. пленка приобретает защитные свой­ ства.

сительного привеса образцов от времени окисления для алюминиевомагнневых сплавов, модифицированных ма­ лыми добавками циркония, ниобия, молибдена и танта­ ла, также носит параболический характер.

Введение в алюминиевомагниевые сплавы малых добавок бериллия (0,05%) при сохранении параболичес­ кого закона окисления уменьшает величину относитель­ ного привеса примерно в 1О0 раз по сравнению с немодифицированными сплавами.

В результате анализа полученных данных разрабо­ тан сплав АЛ8М с оптимальными свойствами, основные характеристики которого в сравнении со стандартными сплавами АЛ8 и АЛ'27-1 приведены в табл. 21—23.

56

(Zr, Mo, Be) был разработай сплав (АЛ8М), отличаю­ щийся от стандартных (АЛ8, АЛ27-1) оптимальным со­ четанием стабильных механических свойств с литейными свойствами и пониженной окисляемостыо.

57

Необходимо отметить, что улучшение технологичнос­ ти сплавов системы AI—Mg имеет огромное практичес­ кое значение, так как позволяет расширить область их применения, s том числе для производства сложных приборных деталей, работающих во всеклиматических условиях, методом литья под давлением. Для литья этим методом требуются сплавы повышенной технологичнос­ ти, поэтому двойные сплавы AI—Mg для этой цели не применяются.

Для литья коррозионностойких деталей под давлени­ ем обычно используется сплав АЛ22. Этот сплав пред­ назначен для литья в песчаные формы, кокиль, под дав­ лением, относится к системе AI—Mg—Si и имеет следу­ ющий состав: 10,5—13,0% Mg; 0,8—1,2% Si; 0,03—0,07% Be и 0,05—0,15% Ті; остальное Al. Однако при примене­ нии этого сплава для литья под давлением допускается содержание 8,0^13,0% Mg; 0,8—1,6% Si; до 0,6% Мп и отсутствие Ті (см. примечание ГОСТ 2685—63).

Особенности химического состава сплава АЛ22 для литья деталей под давлением объясняются следующими причинами. Алюминиевый угол диаграммы состояния системы AI—Mg—Si (рис. 14) имеет квазибинарный разрез, который разделяет диаграмму на две вторичные системы. Одна из них AI—Al3 Mg2 —Mg2 Si, к которой от­

•В структуре сплава, предназначенного для литья де­ талей под давлением, не будет фазы А13Ті и не образу-

58

ется .марганцовистой фазы (AlioiMg2Mn) ввиду большой

% (по массе)

Рис. 14. Алюминиевый угол диаграммы состояния AI—Mg—Si

предназначенного для литья под давлением, допускает значительное снижение магния до 8,0% и увеличение содержания кремния до 1,6%, что приводит к увеличе­ нию количества эвтектики в сплаве. Технологические свойства при этом улучшаются: увеличивается жидкотекучесть, уменьшается склонность к образованию горя­ чих трещин и т. д.

Ниже приведена зависимость склонности к образова­ нию горячих трещин сплава АЛ22 от содержания в нем Mg и Si (по ГОСТ 2685—63) *.

* Основа — алюминий, 0,5% Мп; 0,8% Fe,

59

Эти данные показывают, что при содержании в спла­ ве АЛ22 магния на нижнем пределе (8,0%), а кремния на верхнем (1,6%) склонность к образованию горячих трещин уменьшается на 40—50% по сравнению со спла­ вом, содержащим 10,5% Mg и 0,8% Si. .

Другой пример повышения свойств за счет оптимиза­ ции состава в пределах требований ГОСТа относится к сплаву системы Al—Si—Mg. Сплав АЛ9 (ГОСТ 2685— 63) должен содержать 6,0—8,0% Si; 0,2—0,4% Mg, .He-

Механические свойства и герметичность сплавов АЛ9 (ГОСТ 2685—63) и АЛ9 пп (режим термообработки Т5)

Приведенные примеры оптимизации состава литей­ ных алюминиевых сплавов убедительно показывают, что полной реализации резервов, заложенных в сплаве, может быть достаточно для удовлетворения требовани­ ям, предъявляемым к самым ответственным конструкци­ ям. Поэтому систематическое изучение достижений в этой области, повышение культуры производства, ис-

60