Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
В технике используют две группы сплавов — литейные и деформируемые. Первые предназначены для изготовления фасонных отливок, а вторые для изготовления полуфабрикатов (листов, прутков, профилей, проволоки, поковок, штамповок) методами холодной или горячей обработки давлением.
Литейные сплавы
Для изготовления отливок в промышленности используют пять групп алюминиевых сплавов. Химический состав их приведен в табл. 8.
Алюминиевые сплавы имеют высокую удельную прочность при нормальной температуре, высокие литейные свойства, хорошо противостоят коррозии в атмосферных условиях. Наибольшее применение в промышленности имеют сплавы первой и второй групп.
Сплавы системы алюминий — кремний (силумины) широко используют в авиационной, автомобильной, приборостроительной, машиностроительной, судостроительной и электротехнической промышленности. По содержанию кремния они близки к эвтектическим и поэтому обладают лучшими, чем другие сплавы, литейными свойствами
Сплавы алюминия с медью и кремнием широко используют в промышленности для изготовления деталей достаточной твердости и прочности, сохраняющих постоянство размеров в процессе эксплуатации и имеющих высокую чистоту обработанной поверхности: корпуса различных приборов, автомобильные и тракторные поршни, детали авиационных двигателей воздушного охлаждения.
Сплавы на основе системы алюминий—медь отличаются низкой коррозионной стойкостью и недостаточной пластичностью. В отличие от сплавов первой группы они хорошо обрабатываются резанием. Обладая широким интервалом кристаллизации, сплавы этой системы склонны к образованию усадочных трещин и рассеянной усадочной пористости. Особенность алюминиевомедных сплавов — их теплопрочность. Механические и эксплуатационные свойства сплавов могут быть улучшены присадками марганца и титана (сплав АЛ 19) и термической обработкой.
Сплавы системы алюминий—магний отличаются малой плотностью, высокими коррозионной стойкостью и прочностью: их используют для изготовления отливок, несущих большие вибрационные нагрузки (АЛ8, АЛ22). Ввиду повышенной склонности к окислению, образованию усадочных трещин и рыхлоты, взаимодействию с влагой формы и пониженной жидкотекучести изготовление отливок из сплавов на основе системы Al—Mg связано с рядом серьезных технологических трудностей.
Сложнолегированные сплавы пятой группы применяют для изготовления отливок, работающих при повышенных температурах и давлениях (АЛ1), с повышенной стабильностью размеров, а также для изготовления сварных конструкций и деталей, хорошо обрабатывающихся резанием (АЛ11; АЛ21).
Деформируемые сплавы
Для изготовления полуфабрикатов в виде прутков, труб, листов, проволоки, лент, поковок и штамповок в промышленности используют деформируемые сплавы.
Сплав АМц, отличающийся высокой коррозионной стойкостью и пластичностью, хорошей свариваемостью и более высокой, чем алюминий, прочностью, применяют для изготовления сварных резервуаров для жидкостей и газов, трубопроводов и других изделий.
Для аналогичных, но более ответственных конструкций используют сплавы алюминия с магнием (АМг). Механические свойства их выше, чем у сплавов AMu. Они обладают высокой коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью.
В отличие от рассмотренных, сплав марки AB может упрочняться закалкой и искусственным старением. Из этого сплава изготовляют листы, трубы и штамповки, в которых сочетаются высокая пластичность, удовлетворительная коррозионная стойкость, умеренная прочность в термообработанном состоянии и хорошая свариваемость.
Наибольшее применение в различных отраслях машиностроения получили сплавы системы алюминий—медь—магний, называемые дуралюминами. Эти сплавы по прочностным свойствам превосходят сплавы АМц, АМг, AB; предел прочности сплава Д16, например, достигает 451 МПа. Дуралюмины могут упрочняться в результате термической обработки (закалки и естественного старения). Недостаток их — пониженная коррозионная стойкость и плохая свариваемость
Еще более высокими прочностными свойствами обладают сплавы системы алюминий магний—цинк—медь (В95), используемые для изготовления тяжелонагруженных элементов конструкций. Так же как дуралюмины, сплавы этой группы упрочняются в результате термической обработки (закалки и искусственного старения).
К сплавам специального назначения относят ковочные сплавы АК2, АК4, АК8 и др. Многие из них используют для изготовления деталей конструкций, работающих при повышенных температурах.