Материал: Фазовые равновесия и структурообразование сплавов на основе алюминия и магния для авиационной промышленности. Жиляков Д.Г., Горожанкина О.В

ра марганца в алюминии и вторичных выделений фазы MnAl6 (рис. 8).

В присутствии железа вместо MnAl6 образуется сложная фаза (MnFe)Al6, практически нерастворимая в алюминии, поэтому сплав АМц и не упрочняется термической обработкой.

Таблица 1

Классификация алюминиевых сплавов

Алюминиевые сплавы

11

Рис. 7. Диаграмма состояния системы Al – Mn [3]

Рис. 8. Микроструктура сплава АМц, х200 [4]

Состав данных сплавов имеет очень узкие пределы: 1 – 1,7 % Мn; 0,05 – 0,20 % Cu; медь добавляют в целях уменьшения питтинговой коррозии.

Допускается до 0,6 – 0,7 % Fe и 0,6 – 0,7 % Si, что приводит к некоторому упрочнению сплавов без существенной потери сопротивления коррозии.

12

При понижении температуры прочность быстро растет. Поэтому сплавы этой группы нашли широкое применение в криогенной технике.

Большинство деформируемых алюминиевых сплавов способно воспринимать закалку (без полиморфного превращения) и старение и в результате этого существенно упрочняться. Типичные легирующие компоненты рассматриваемых сплавов, кроме марганца, – медь, магний, кремний, цинк. В специальных жаропрочных сплавах содержатся железо, никель, хром, титан в количестве 0,2 – 1%. Во всех алюминиевых сплавах введение 0,1 – 0,2% титана вызывает сильное измельчение зерна в литом состоянии. Этот эффект частично сохраняется и после рекристаллизации. В некоторые сплавы вводят бериллий (0,001 – 0,002%) для уменьшения окисления при плавке.

На рис. 9 и 10 представлены двойные диаграммы состояния алюминия с медью и магнием. В обоих случаях с повышением температуры наблюдается существенное изменение растворимости легирующих элементов в алюминии.

Рис. 9. Диаграмма состояния системы алюминий

– медь [5]

13

Рис. 10. Диаграмма состояния системы алюминий – магний [5]

Типичными деформируемыми алюминиевыми сплавами являются так называемые дюралюмины – сплавы алюминия с медью, магнием и марганцем. Составы некоторых типичных деформируемых алюминиевых сплавов приведены в табл. 2. Там же приведен состав по примесям одной из марок алюми-

ния [7,8].

14

Таблица 2 Состав алюминиевых деформируемых сплавов

Механические свойства указанных сплавов в различном состоянии приведены в табл. 3.

Как видно, в результате легирования, нагартовки и термической обработки удается в несколько раз повысить прочность (со 100 до 560 МПа) и твердость НВ (20 - 150) алюминия. У высокопрочных алюминиевых сплавов удельная прочность, т. е. отнесенная к плотности, оказывается больше, чем у сталей и других сплавов. Именно это и предопределяло их применение в летательных аппаратах.

Деформируемые алюминиевые сплавы, кроме закалки и старения, часто подвергают отжигу – гомогенизации. Это объясняется тем, что из-за неравновесной кристаллизации в сплавах возникает очень сильная дендритная ликвация и появляются неравновесные эвтектические составляющие. Особенно

15