Что такое силуминовый сплав: что это такое, состав, свойства, применение

Содержание

что это такое, состав, свойства, применение

Главная » Сплавы » Что такое силумин и где он применяется?

На чтение 5 мин

Содержание

  1. Общие сведения
  2. Химические и физические свойства
  3. Маркировка
  4. Виды
  5. Производство
  6. Область применения
  7. Как произвести ремонт изделий из силумина
  8. Ценообразование

Силумин — это сплав, изготовленный на основе алюминия. В последние годы на полках магазинов попадается всё больше предметов из силумина — сковороды, кастрюли, кухонная утварь, сантехнические детали, строительные материалы. Перед тем как покупать изделия из этого сплава необходимо ознакомиться с его характеристиками и методами производства.

Замок из силумина

Общие сведения

Люди, не знающие о сплавах металлов, вряд ли понимают, что такое силумин. Силумин представляет собой смесь, в состав которой входит алюминий и кремний. Дополнительным компонентом, входящим в состав сплава, является кремний. Его может содержаться 4–22%. Остальную часть занимает алюминий. Материал силумин может дополняться различными вкраплениями других металлов.

Химические и физические свойства

Основные свойства силумина напрямую зависят от его состава. От посторонних вкраплений и процентного содержания кремния, меняются характеристики сплава. Химические и физические свойства:

  1. Температура плавления силумина — 580 градусов.
  2. Плотность — 3гр/см3.
  3. Прочность силумина — это свойство определяет устойчивость сплава к активной эксплуатации и коррозийным процессам. На поверхности смеси образуется оксидная плёнка, которая защищает материал от воздействия факторов окружающей среды.
  4. Пластичность сплава. Этот показатель отвечает за литейные свойства материала. У любого металла существует предел текучести.

Ключевые преимущества сплава, которые выделяют покупатели продукции силумина — это невысокая стоимость, износоустойчивость и малый относительный вес.

Маркировка

Силумин маркируется согласно международной системе ИСО, в которой устанавливаются определённые требования для сплавов:

  1. АК 15 — буква «А» обозначает алюминий, а «К» — кремний. Цифра, указанная после аббревиатуры, обозначает процентное содержание дополнительного компонента.
  2. АЛ 9 — буква «А» обозначает алюминий, а «Л» — литий. Как и в первом случае, цифра после аббревиатуры это процент дополнительного материала в составе сплава.

Дополнительно к обозначению основного и дополнительного компонента может добавляться ещё один материал с наивысшим процентным содержанием в составе сплава. Например существуют маркировки на которых написано «АК 15 Ц7». В составе смеси содержится алюминий, кремний и цинк. Два последних компонента занимают 15 и 7%, а алюминий занимает остальной объём.

Маркировка

Виды

Существует такие виды сплавов силумина:

  1. К первому типу относятся смеси, в которых процентное содержание кремния не превышает 10%. Также в составе может присутствовать марганец, магний или медь.
  2. Ко второму виду сплавов относятся износоустойчивые материалы. Кремния в них может содержаться до 20%.
  3. Третий вид представляет смеси, в которых содержатся другие металлы. К ним могут относиться цинк, титан.

Добавление сторонних металлов в состав смесей зависит от дальнейшего использования отливки из силумина. Смеси алюминия и других материалов можно разделить на группы в зависимости от их использования в промышленности. Например, для оборудования, работающего с большим давлением, используется высоколегированный силумин. Такой материал устойчив к перепадам температур и повышенным нагрузкам. Силумин с процентным содержанием кремния около 10–12 используется для изготовления оборудования, которое работает без серьёзных нагрузок.

Производство

В процессе развития металлургии появляются новые способы производства сплавов. Также улучшаются старые технологии. Производить силумин можно двумя способами:

  1. Первый заключается в добыче металла для шихты из руды. Однако такая смесь будет насыщена посторонними вкраплениями.
  2. Во время работы теплоэлектроцентралей остаётся зола, из которой можно делать силумин. Она смешивается с криолитом и в процессе электронизации получается сплав.

Область применения

Главные отрасли применения силумина — самолётостроение и машиностроение. Связано это с тем, что сплав алюминия с кремнием лёгкий, прочный и износоустойчивый. Для техники изготавливаются поршни, детали корпуса, цилиндры и двигатели. Часто этот сплав используют для изготовления пневматического оружия. На полках магазинов можно увидеть различную кухонную утварь из этого материала.

Слабая сторона механизмов и деталей из силумина — низкий показатель прочности. При сильном ударе металл может треснуть.

Пневматический пистолет

Как произвести ремонт изделий из силумина

Низкий показатель прочности материла обуславливает частые поломки изделий, изготовленных из силумина. После ударов на них могут появляться трещины и сколы. Чтобы привести изделие в порядок, требуется знать, как правильно провести ремонтные работы в домашних условиях. Для этого нужно соблюдать определённую последовательность:

  1. Место склейки необходимо очистить от грязи, обезжирить и просушить.
  2. Клей для алюминия развезти до требуемой консистенции, покрыть место склейки равномерным слоем.
  3. Совместить отдельные детали.

Желательно прижать место склейки грузом.

Ценообразование

Хоть алюминий и входит в 5 самых распространённых металлов на планете, его запасы постепенно сокращаются. Поэтому производителям дешевле делать изделия из сплава, нежели использовать чистый материал. На стоимость силумина влияют некоторые факторы:

  1. Чем больше процентов алюминия содержится в составе смеси, тем дороже материал будет. То же самое относится к содержанию титана.
  2. При наличии визуальных дефектов и коррозийных процессов стоимость материала снижается.

Обычно цена сплава высчитывается в зависимости от стоимости компонентов, которые входят в его состав. Вещества и их количество указывается на изделии.

Смесь алюминия и кремния становится популярнее с каждым днём. Износоустойчивость, лёгкий удельный вес, устойчивость к воздействию коррозийных процессов — ключевые преимущества, привлекающие покупателей. Однако нельзя забывать про низкую прочность этого материала. При поломке изделия из силумина его можно починить с помощью эпоксидной смолы, клея для алюминия или аргоновой сварки.

window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-57’, blockId: ‘R-A-1226522-57’ })})”; cachedBlocksArray[266488] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-52’, blockId: ‘R-A-1226522-52’ })})”; cachedBlocksArray[266497] = “window. yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-49’, blockId: ‘R-A-1226522-49’ })})”; cachedBlocksArray[266495] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-48’, blockId: ‘R-A-1226522-48’ })})”; cachedBlocksArray[277810] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-43’, blockId: ‘R-A-1226522-43’ })})”; cachedBlocksArray[266499] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-32’, blockId: ‘R-A-1226522-32’ })})”; cachedBlocksArray[266496] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-31’, blockId: ‘R-A-1226522-31’ })})”; cachedBlocksArray[266487] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-29’, blockId: ‘R-A-1226522-29’ })})”; cachedBlocksArray[266490] = “window.
yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-27’, blockId: ‘R-A-1226522-27’ })})”; cachedBlocksArray[266489] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-26’, blockId: ‘R-A-1226522-26’ })})”; cachedBlocksArray[266492] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-5’, blockId: ‘R-A-1226522-5’ })})”; cachedBlocksArray[266491] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-3’, blockId: ‘R-A-1226522-3’ })})”; cachedBlocksArray[266500] = “window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-11’, blockId: ‘R-A-1226522-11’ })})”;

( 11 оценок, среднее 3.91 из 5 )

Поделиться

свойства, состав, температура плавления, применение

Немногие знают о существовании такого сплава как силумин, но большинство встречает его в виде различных изделий. Из него производят водопроводные краны, посуду и множество других металлических предметов. Так что же представляет собой этот сплав?

Силумин – сплав на основе алюминия и кремния. Большую часть, а именно около 90%, сплава составляет алюминий, остальную часть – кремний. Изготовление силумина очень похоже на производство дюралюминия, но в состав второго также входят медь, магний и марганец.

Силумин

Главное отличие этого сплава от обычного алюминия заключается в том, что силумин обладает более высоким уровнем прочности.

Содержание

Химические свойства

Несмотря на то, что к этой группе относят сплавы алюминия и кремния, следует отметить, что силумин может содержать в малом количестве множество других элементов. Состав сплава напрямую влияет на характеристики готовых изделий. Главное условие для причисления сплава к силуминам заключается в процентном соотношении кремния. Он должен составлять от 10% до 15%.

Благодаря тому, что алюминий составляет около 90%, структура силумина очень похожа на структуру алюминия. Невооруженным глазом отличить их практически невозможно.

Свойства силумина отличаются в зависимости от типа алюминиевого сплава. Различают два типа металлов этой группы:

  • нормальные силумины;
  • износостойкие.

Нормальная группа отличается содержанием кремния в районе 12%. Прочность сплавов этой группы находится не на высоком уровне, но они имеют другие преимущества. В первую очередь – простота обработки и отличные литейные свойства. Отсутствие различных примесей делает этот тип силумина нейтральным к воздействию агрессивной среды и различных химических веществ.

Микроструктура силумина

Износостойкие сплавы содержат в составе около 20% кремния. Такой состав придает силумину повышенную прочность, значительно превышающую прочность алюминия. Но обработка изделий из этого сплава более сложная и требует приложения больших усилий.

Характеризуя химические свойства силумина, следует отметить, что они практически не отличаются от свойств алюминия. Лишь немного изменяются в зависимости от процентного соотношения различных добавок. В первую очередь, добавления кремния к алюминию напрямую влияет на физические свойства.

Физические свойства

Такой сплав как силумин по физическим свойствам очень часто сравнивают с нержавеющей сталью. Но он значительно легче стали, что является главным его достоинством. Несмотря на низкий вес, прочность силумина не уступает стали и другим металлам-аналогам. Как и алюминий, этот сплав не поддается коррозии   этому способствует защитная пленка, которая образуется из оксидных соединений. Такая пленка образуется на поверхности при малейших повреждения путем взаимодействия кислорода и молекул алюминия.

Цвет силумина серый, при разрезе серебристый, очень сильно напоминает цвет алюминия.

Декоративные элементы из силумина

Легкий вес сплава при высокой прочности возможен благодаря низкой плотности состава, которая значительно ниже чем у стали. Учитывая вышеизложенные преимущества, применение силумина на сегодняшний день предпочтительней применению стали. Учитывая относительно низкую стоимость сплава, силумин используется для производства дешевой бытовой техники, которая часто не уступает в надежности дорогим аналогам.

Его преимуществом также является пластичность. Благодаря этому он подходит для литься сложных форм, требующих равномерного распределения металла и прочной структуры. Литье в данном случае требует меньше усилий, что делает производство экономичнее.

Температура плавления силумина составляет около 670 градусов, что намного ниже температуры плавления стали. Такое физическое свойство также влияет на снижение себестоимости металлических изделий.

Следует отметить, что физические свойства напрямую зависят от количества примесей. К таким относятся магний и марганец, которые добавляют целенаправленно. Или же цинк, кальций и железо, от которых просто не избавляются на производстве. Поэтому качество силумина может отличатся даже при одинаковой маркировке — оно зависит от технологии производства и добросовестности производителя.

К физически свойствам также относиться повышенная износостойкость. Изделия из этого вещества отличаются устойчивостью к механическим нагрузкам и длительным сроком эксплуатации.

Силуминовая головка блока ДВС

К недостатком материала можно отнести хрупкость. Изделия обладают повышенным уровнем прочности, но при превышении этого порога они могут треснуть. Их можно отремонтировать, для чего используют либо эпоксидный клей, либо сварку. Но сварочные работы следует проводить с осторожностью, чтобы не расплавить изделие. Обычно используют аргон с припоями для сварки алюминия.

Область применения силумина

На сегодняшний день сфера применения силумина разнообразна, но наиболее часто его используют на производстве автомобилей и самолетов. Основные сферы применения:

  1. Высокую популярность в авиастроении он обрел благодаря сочетанию малого веса и высокой прочности, что очень важно для подъема летальных аппаратов в небо и экономии топлива.
  2. Подобные свойства желательны и в производстве автомобилей. Так, вес автомобиля напрямую влияет на ходовые свойства авто, маневренность на дороге и расход топлива. В сфере машиностроения сплав применяется для производства деталей двигателя.
  3. В последнее время особую популярность силумин получил в оружейной сфере, особенно для производств пневматических винтовок. Страйкболисты предпочитают оружие из этого материала из-за легкого веса, высокой прочности и надежности, что на фоне высокой стоимости таких винтовок является незаменимым качеством.
  4. Также его применяют в производстве множества бытовых изделий, от кастрюлей и сковородок до водопроводных смесителей. Бытовые изделия из силумина популярны из-за низкой стоимости.
Казан из силумина
Подсвечник из силумина

Маркировка

Исходя из вариативности сплавов, была разработана специальная маркировка силумина. Благодаря ей есть возможность быстро и точно подобрать материал с желаемыми свойствами, определить состав, процентное соотношение элементов и физические свойства.

Маркировка основана на сочетании буквенных и цифровых обозначений. Буквами указываются компоненты, входящие в состав сплава, например, А-алюминий, К-кремний, Ц-цинк. Порядок буквенных обозначений определяется исходя из процентного соотношения компонентов, поэтому марка силумина всегда начинается на букву А.

Цифры указывают на процентное соотношение каждого компонента, кроме алюминия в составе. К примеру, АК20 свидетельствует о наличии в составе 20% кремния и соответственно 80% алюминия.

Следует отметить, что маркировка может отличаться в зависимости от производителей и страны производства. Поэтому при покупке изделий с непонятной маркировкой лучше проконсультироваться с продавцом.

что это за материал, состав сплава, свойства, температура плавления

Сегодня крайне сложно будет найти сферу, в которой не используются алюминиевые сплавы. Отдельное внимание стоит обратить на силумин, который активно применяется при изготовлении различных элементов. В этой статье мы рассмотрим, как получают силумин и что это за материал.

Содержание

Что такое силумин

Силумин – это сплав металла, изготавливаемый на базе алюминия. В целом, различные сплавы алюминия широко распространены в промышленности, точно так же, как и сплавы с содержанием свинца.

Формула силумина достаточно простая, основными компонентами являются алюминий и кремний, в зависимости от вида силумина содержания кремния в процентах может быть от 10 до 20. При этом, сплавы с добавлением кремния более прочные, чем алюминий со свинцовой добавкой.

Состав сплава

В зависимости от вида, силумин имеет различный состав. Наиболее часто встречаются следующие разновидности:

  • сплав алюминия с кремнием, при этом кремния содержится около 10%;
  • второй тип силумина обладает более высокой прочностью. Состав сплава содержит около 20% кремния;

Кроме того, в промышленности часто используются и другие алюминиевые сплавы:

  • сплав алюминия с магнием и кремнием, часто применяемый для изготовления автомобильных кузовов;
  • сплав алюминия с оловом, используется при производстве литых подшипников;
  • алюминиево-магниевые сплавы применяются в агрессивной среде, например, при внешней отделке зданий.

Производство силумина

Металлургия постоянно развивается, появляются новые технологии, совершенствуются старые технические процессы. Существует два способа получить сплав – силумин:

  • добыть металл для исходных материалов из руды, но такая смесь будет иметь большое количество посторонних примесей;
  • при работе теплоэлектроцентралей в качестве отхода остаётся зола, из которой можно делать нужный сплав.


Кроме того, смесь алюминия и кремния иногда можно встретить в природе, в частности в бокситовой руде, но сделать качественный и пригодный для использования в производстве сплав можно только искусственным путём.

Свойства силумина

Силумин имеет свойства, которые сделали его очень популярным материалом на современном рынке. Он достаточно прочен и надёжен, а невысокая стоимость и удобство изготовления сложных элементов, часто делают этот материал незаменимым. Рассмотрим более подробно его свойства.

Химические свойства

Силуминовый сплав схож по своим химическим свойствам с чистым алюминием, всё зависит лишь от количества примесей. Например, в отличии от дюралюминия силумин не подвержен коррозии в условиях повышенной влажности, в том числе и морской воде.

Физические свойства

Силумин по своим физическим свойствам часто сравнивают с нержавейкой, но при этом он гораздо легче. Сплав обладает следующими физическими свойствами:

  • прочность материала мало уступает стальным аналогам. Добиться соотношения небольшого веса и высокой прочности становится возможным более низкой по сравнению со сталью плотностью сплава;
  • внешне силумин очень похож на чистый алюминий, цвет изделий – серый, а в разрезе – серебристый;
  • материал обладает высокой текучестью, что позволяет изготавливать из него изделия сложной формы;
  • температура плавления силумина – относительно невысокая, и составляет около 700 °С;
  • вместе с отличной прочностью, силумин имеет высокую хрупкость;
  • силумин не магнитится.

Механические свойства

Механические свойства напрямую зависят от химического состава сплава, и процесса его изготовления. Главными механическими характеристиками силумина можно считать:

  • хрупкость, при обработке материал может крошиться;
  • высокая плотность;
  • невысокая микротвёрдость.

Литейные свойства

Алюминиево-кремниевые сплавы отлично подходят для изготовления литых изделий. При этом, материал обладает высокой удельной прочностью, небольшим весом и устойчивостью к коррозии. Дополнительным преимуществом является невысокая стоимость готового изделия.

Несмотря на явные преимущества у силумина есть и недостаток – повышенная газовая пористость, однако современные технологические процессы дают возможность устранить эту особенность в процессе литья.

Применение

Невысокая стоимость и хорошие характеристики материала сделали его очень популярным в различных сферах, начиная от бытовой техники и заканчивая авиастроением.

Авиастроение

Силумин получил широкое распространение в авиастроении благодаря небольшому весу и повышенной прочности. Характеристики материала позволяют использовать его в узлах и агрегатах, которые подвержены вибрациям и сильным ударам. В частности, из него может быть изготовлен корпус внутреннего прибора, кронштейны и другие важные элементы.

Авто и мото промышленность

Снижение веса автомобиля может значительно сказываться на общих характеристиках, не удивительно, что и тут высоко ценится соотношение веса и прочности силумина. Силумин применяется для изготовления кузовных элементов, картеров ДВС, в мототехнике его можно встретить даже в поршневых блоках.

Оружейное производство

В эту сферу промышленности силумин вошёл не так давно, но при этом, уже получило достаточно широкое распространение. В частности, из него делают пневматическое оружие, макеты и реплики боевого оружия, инвентарь для страйкбола и т.д.

Бытовые изделия

В быту также можно встретить изделия из силумина.  Изделия могут быть самыми разнообразными, начиная от мясорубок, теплообменников и запчастей для бытовой техники, заканчивая кастрюлями, сковородками и прочей кухонной утварью.

Сантехнические изделия

Комплектующие для водопроводных систем, расположенных внутри помещения крайне редко подвергаются серьёзным ударным нагрузкам. Поэтому при изготовлении смесителей, переходников, фитингов и прочих деталей сантехники широко применяется силумин.

Ремонт изделий из силумина

Силумин не отличается устойчивостью к ударным нагрузкам, следовательно, может быть подвержен разного рода механическим повреждениям. После ударов или падений на изделиях из силумина могут появляться трещины и сколы. Технология ремонта силумина имеет некоторые особенности.

Сварка

Варить силумин обычными электродами не получиться, т.к. при повышении температуры на поверхности изделия появляется оксидная плёнка, не дающая частям соединиться. Поэтому сварочные работы нужно производить с применением вольфрамовых электродов и специализированных припоев. Порядок работ:

  • поверхность изделия обезжиривается и надёжно фиксируется;
  • поверхность сплава нагревается до 220 °С, при этом для отвода тепла деталь помещается на стальную прокладку;
  • выполняется сварной шов.

Сварочные работы, связанные с силумином, требуют определённых навыков и сноровки, без опыта выполнить сварной шов с первого раза скорее всего не получится.

Пайка

Изделий, которые не подвергаются нагрузкам можно ремонтировать при помощи пайки в домашних условиях. Работы можно производить мощным паяльником или газовой горелкой. Поверхность вокруг рабочей области желательно защитить металлическими накладками. В месте спаивания сплав нагревается до 600 °С. Для качественного результата требуется специальный припой (например, ER4043) и флюс (Castolin 190 Flux).

Клей

Клей для алюминия сегодня есть в свободной продаже, им можно ремонтировать детали, которые не подвергаются нагрузкам. Процесс склеивания прост:

  • клей разводится до нужной консистенции;
  • место склейки вычищается от грязи, обезжиривается;
  • клей наносится на детали, после чего они соединяются и помещаются под давление на сутки.

Холодная сварка

Холодная сварка для силумина бывает двух типов:

  • компоненты находятся в двух тюбиках, содержимое нужно смешать в соответствии с инструкцией;
  • брусочек или пруток, который чем-то напоминает пластилин.

Перед применением холодной сварки, поверхность детали очищается и обезжиривается, удаляются лишние неровности и шероховатости. После подготовки поверхности трещина или скол заполняются холодной сваркой и соединяются с небольшим давлением. В данном случае не стоит использовать пресс или слишком сильно давить на изделие.

что это такое, состав сплава

Современная металлургия поставляет свыше 1000 наименований различных типов материалов. Но до сих пор сплав силумин занимает среди них видное место. Его применение продолжает охватывать все новые и новые отрасли производства вот уже в течение 15 лет. Обладание какими свойствами не позволяет терять ему своей актуальности по сей день что это такое? 

Общие сведения

Сплавы на базе алюминия и кремния называются силуминами. Они относятся к категории литейных сплавов и занимают около 55% всей алюминиевой металлургической промышленности.

Существует 2 основные разновидности:

  • простые, по составу содержащие только 2 компонента: кремний (до 15%) и алюминий.
  • специальные, включающие дополнительные легирующие элементы.

Двухкомпонентный силумин является термически неупрочняемым и обладает низкими механическими характеристиками. Единственно возможным способом повысить прочность — уменьшить скорость затвердевания отливки в форме или добавить в расплав лигатур щелочных металлов, таких как стронций, литий или натрий.

Повышение скорости кристаллизации дает более предпочтительные результаты, но имеет один важный недостаток. В случае литья тонкостенных деталей повышается вероятность образования трещин на поверхности отливок. Единственный способ избежать этого — это применение технологии литья под давлением, что более затратно с экономической точки зрения.

Модификация щелочными металлами дает меньший прочностной эффект, но этот процесс более технологичен и универсален. По этой причине он чаще встречается в практике.

Улучшение механических свойств здесь происходит за счет изменения величины зерна. Внутренняя структура при этом остается неизменной.

Эффект от модифицирования тем сильнее, чем больше количество кремния в силумине. Именно зерна кремния подвергаются рекристаллизации в силуминовых сплавах, и именно благодаря этому происходит улучшение механических свойств. Поэтому при содержании кремния меньше 5% модификация становится бессмысленным.

Специальные силуминовые сплавы помимо кремния и алюминия имеют в своем составе такие компоненты как магний, медь и железо. Введение данных элементов делает материал термически упрочняемым. По этой причине специальные сплавы отличаются более высокими механическими свойствами по сравнению с простыми. Особенно это касается такого параметра как предел текучести.

Термическая обработка в большинстве случаев заключается в закалке и последующем искусственном старении. Так, закалка АЛ4 проходит при 550 ºС и выдерживается при данной температуре в течение 3-5 часов.

После этого сплав резко охлаждают в воде и отправляют в печь. Там уже проводится искусственное старение (175 ºС), которое окончательно доводит материал по физической структуре и механическим характеристикам.

Также все силуминовые сплавы относят к первой группе свариваемости. Сварка не требует дополнительной подготовки в виде предварительного прогрева детали. Сварные швы получаются плотными и по прочности не уступают цельным сплавам.

 

 

Марки и их свойства

Силумины выделяются малым удельным весом на фоне остальных сплавов и металлов. Плотность простых силуминов не превышает 2660 кг\м3.

Также они отличаются повышенными коррозионностойкими свойствами. Введение дополнительного процента магния и марганца только способствуют повышению этой характеристики.

Добавление меди в состав снижает его устойчивость к образованию коррозии. Так сплав АЛ5, содержащий 1,5% меди, является самой коррозионно-неустойчивой маркой по сравнению со всеми остальными силуминами.

Как уже было сказано выше, двухкомпонентные силумины значительно уступают по прочности легированным. Сплав АЛ2 после модификации имеет предел прочности на растяжение порядка 180 МПа. Предел текучести еще ниже и равен 80 МПа. Среди плюсов данной категории стоит отметить высокую пластичность. Относительное удельное растяжение его составляет 7%.

Также важным достоинством АЛ2 является низкий интервал кристаллизации. По этой причине отливки меньше подвержены к образованию усадочной пористости.

АЛ4 является более прочным силумином и относится к группе термически упрочняемых сплавов. Силумин отличается низким содержанием кремния (до 7%от состава) и повышенными литейными свойствами. Его склонность к усадочной раковине и пористости значительно ниже по сравнению с АЛ2, что позволяет его применять как материал для самых ответственных отливок. Предел прочности на разрыв силумина АЛ4 равен 260 МПа, а предел текучести 200 МПа.

Силумин АЛ9 не упрочняется ни модифицированием, ни искусственным старением. Его только закаливают. В производстве сплав получил широкое применение из-за оптимального соотношения пластичности, литейных характеристик и прочности. АЛ9 разрушаются при нагрузке свыше 200 МПа. Относительное удельное растяжение равно 6%.

АЛ5 не относится к группе жаропрочных сплавов, но превосходит все силумины устойчивостью к термической нагрузке. Предел прочности данной марки составляет 220 МПа. Пластичность его одна из наиболее низких. Относительное удельное растяжение равно 1%. Также, как уже было отмечено выше, наличие меди делает АЛ5 менее устойчивым к воздействию коррозии.

АЛ34 по сравнению со всеми вышеописанными марками имеет наилучшие механические характеристики. Предел прочности на растяжение составляет 330 МПа, что сравнимо со сталью Ст.3. Такая прочность обеспечивается содержанием дополнительного количества бериллия, магния и титана. Отливки из данных сплавов выделяются повышенной герметичностью.

Также стоит отметить, что на механические свойства отливок сильно влияет способ литья. Все вышеперечисленные значения прочности указаны для литья в песчаную форму. При литье в кокиль или под давлением предел прочности и текучести как правило выше на 20-30 единиц. Причина этому более повышенная скорость кристаллизации, которая приводит к размельчению внутренних структур.

Применение

Повышенный производственный интерес к силумину обусловлен главным образом обладанием такими свойствами как высокая жидкотекучесть, низкий удельный вес и низкой склонностью к образованию усадочных раковин.

По этим причинам силумин активно применяется в следующих сферах:

  • В самолетостроении силумин марок АЛ2 используется при изготовлении деталей, не подверженных механическим и термическим нагрузкам. Из АЛ9 и АЛ34 производят узлы более ответственного назначения. В частности, сюда относятся поршни галлейного охлаждения, насосы и прочее.
  • В судостроении силумин применяется в качестве обшивки стальных и чугунных конструкций. Возможно это благодаря устойчивости силумина к агрессивному воздействию морской воды.
  • В космической отрасли сплавы силумина используются в производстве приборов, детали которых требуют от материала наличие низкого коэффициента линейного расширения и низкого значения плотности.- В автомобилестроении активно применяется силумин АЛ34 для изготовления картеров двигателей внутреннего сгорания и других корпусных деталей, работающих при большом внутреннем давлении.
  • Силумин служит материалом для изготовления фитингов трубопровода. Смесители, переходники, ниппеля, накидные гайка — это неполный список деталей, где используются сплавы силумина.

Ценообразование

Алюминий входит в пятерку самых распространенных металлов на планете Земля. Несмотря на это добыча его постепенно сокращается. Происходит это из-за углубления залежей алюминиевых руд с одной стороны, с другой стороны развитому рынку вторичных металлов. По этой причине с экономической точки зрения выгоднее перерабатывать алюминиевый сплав.

Стоимость на силумин зависит от следующих факторов:

  • Химический состав. Чем больше алюминия, меди и титана, тем выше его цена на рынке металлолома.
  • Знание котировок на биржах цветных сплавов. По стоимости сплавы силумина коррелируются согласно ценам входящих в них металлов, стоимость которых определяется на мировых биржах.
  • Качество лома. Наличие следов коррозии на поверхности сильно снижает стоимость.
  • Объем партии. Пункты приема металлолома отдают предпочтение в работе с крупными поставками, т. к. это позволяет снизить время товарооборота. Поэтому в случае сдачи лома свыше одной тонны они делают на него наценку.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 – 0 голосов

состав, свойства, применение сплава, маркировка по ГОСТ

Содержание

  1. Что такое силумин
  2. Свойства силумина
  3. Химические свойства
  4. Физические свойства
  5. Механические свойства
  6. Литейные свойства
  7. Применение
  8. Авиастроение
  9. Авто- и мото- промышленность
  10. Оружейное производство
  11. Бытовые изделия
  12. Сантехнические изделия
  13. Другие сферы
  14. Маркировка
  15. Маркировка по ГОСТ
  16. ГОСТ 1583-93
  17. Сплавы алюминий-кремний-магний
  18. Сплав алюминий-кремний и медь
  19. Сплав алюминий-медь
  20. Сплав алюминий-магний
  21. Сплав алюминий-прочие компоненты
  22. Виды силуминов
  23. Производство силумина
  24. В промышленности
  25. Ремонт изделий из силумина
  26. Сварка
  27. Пайка
  28. Клей
  29. Холодная сварка
  30. Как отличить силумин от алюминия
  31. Плюсы и минусы

Сейчас почти нельзя отыскать ту сферу, где бы не использовались алюминиевые сплавы. В частности, особое внимание стоит уделить силумину, который применяется при производстве всевозможных элементов.

Хранение слитков на складе

Что такое силумин

Силумин – особый сплав металла, производимый на базе алюминия, кремния и минимальных содержаний таких примесей, как Fe, Cu, Mn, Ca С и др. Существует ряд сплавов со схожей структурой, допустим, дюралюминий, в содержании которого присутствует основа из алюминия и кремния, но еще и лигатура меди, марганца и магния. Тот или иной элемент в сплаве оказывает существенное влияние на его свойства, поэтому очень важно правильно выбрать и ввести лигатуру.

При правильном соотношении компонентов можно добиться увеличение твёрдости и износостойкости металла, а также его литейных свойств.

Сам по себе алюминий считается достаточно мягким материалом, поэтому, главным образом, для его упрочнения, в сплав добавляется кремний (силициумом). Некоторые виды силуминов могут модифицироваться добавлением натрия и лития, что позволяет повысить содержание кремния в эвтектике силумина до 14 процентов.

Свойства силумина

Силумин — это довольно прочный и надежный материал, который используется для создания различных изделий, начиная от посуды и кухонной утвари, и заканчивая изготовлением сложных и серьезных автомобильных запчастей. Относительная дешевизна и удобные для выплавки свойства сделали силумин очень популярным и востребованным на современном рынке.

Виды изделий

Присутствие кремния в алюминии позволило создать универсальный материал, который отличается повышенной прочностью, меньшим весов, чем у стали, отменными литейными свойствами.

Химические свойства

Описывая химические свойства силумина, необходимо заметить, что они схожи с характеристиками чистого алюминия, разница заключается лишь в степени и соотношении примесей. Итоговый состав зависит от того, каковы требования выдвинуты к готовой продукции, однако существует ряд общих химических свойств для силумина:

  1. Уровень кремния в сплаве должно быть от 10 до 15 %.
  2. Существуют нормальные силумины (до 12% кремния в составе) и износостойкие (от 12% кремния), отличаются уровнем прочности.
  3. Удельный вес – 2,8 единицы.

Физические свойства

Силумин зачастую по физсвойствам приравнивают к нержавейке. Однако, он имеет одно неоспоримое преимущество – невероятную по сравнению со сталью легкость. Действительно, силумин очень легкий материал, но невзирая на низкий вес, его прочность не уступает стали или ее “родственникам”. Небольшой вес и повышенная прочность возможны благодаря низкой плотности сплава (меньше, чем у стали).

Лёгкие и прочные изделия

Как и алюминий, силумин не подвергается коррозии, имеет специальную оксидную защитную пленку, которая формируется на поверхности изделия даже при самых незначительных повреждениях. Это возможно благодаря уникальному взаимодействию кислорода и молекул алюминия.

По расцветке и внешнему виду силумин похож на алюминий, и неопытному человеку будет тяжело отличить один материал от другого. Цвет силумина серый, в разрезе – серебристый.

Сломанная деталь

Интересно также то, что силумин имеет хорошую пластичность и текучесть, что позволяет заливать его в сложные литейные формы. А низкая температура плавления (700-730 градусов Цельсия) не только позволяет сделать литейный процесс экономичным и максимально удобным, но и разрешает добиться процесса плавки наравне с пайкой, что очень удобно при ремонтных работах.

Несмотря на отличную прочность, материал характеризуется хрупкостью, что нужно учитывать при производстве особо важных и ответственных деталей.

На физсвойства воздействуют добавки. К примеру, магний и кремний могут добавлять специально для их улучшения, а вот “вредные” цинк или кальций стараются на производстве устранить. Поэтому качественный сплав силумина очень цениться, ведь даже при идентичной маркировке уровень примесей, а соответственно и качественных характеристик, может отличаться.

Механические свойства

Механические свойства в большинстве своем зависят от структуры и фазовой составляющей силумина, что в свою очередь обязательно будет отталкиваться от химического состава, условий выплавки, последующего процесса кристаллизации и термообработки.

Среди наиболее важных механических характеристик силумина, стоит выделить:

  1. Силумин хрупкий, в процессе обработки может крошиться без формирования гибкой стружки.
  2. Плотность сплава составляет от 2,5 до 2,94 гр./см.куб.
  3. Микротвердость невысокая, поэтому для ее повышения применяется ряд механизмов: улучшение характеристик изначальных кристалликов кремния, уменьшение всех структурных элементов силумина, повышение эвтектики, введение легирующих элементов, например, магния или меди. Для этого используется метод стремительного охлаждения сплава сразу после плавки или увеличение количества очагов развития кристаллов кремния и измельчения частичек кремния.

Литейные свойства

Силумин считается литейным сплавом, так как обладает повышенными литейными свойствами. Его часто применяют в машиностроении для отливки цилиндров, двигателей, коробок передач и других важных деталей.

Коробка передач

Среди позитивных качеств силумина, которые делают его выгодным и удобным для литья, стоит отметить его высокую удельную прочность, малый вес, небольшую плотность и хорошую устойчивость к образованию ржавчины. Также материал отличается дешевизной.

Несмотря на целый перечень преимуществ, существует ряд недостатков у силуминов, например, повышенная газовая пористость, крупные неметаллические включения и крупные зерна эвтектической структуры. Все это влияет на стабильность прочностных возможностей готовых элементов. Однако, эти проблемы решаются различными методиками, такими как применение защиты жидкого сплава от воздушной атмосферы, применение специальных тиглей, рафинирование, использование быстрого затвердения отливок.

Применение

В связи с тем, что силумин отличается низкой стоимостью и повышенной технологичностью, он очень широко применяется при изготовлении самых разнообразных деталей и элементов, начиная от бытовой техники, и заканчивая узлами, что используются в машиностроении и самолетостроении.

Авиастроение

В авиастроение силумин допустили благодаря тому, что его сочетание небольшого веса и повышенной прочности, является важным качеством при подъеме любых летательных агрегатов. Это позволяет не только экономить топливо, но и дает возможность делать самолеты и иные аппараты более грузоподъемными.

Элементы самолёта

Кроме этого, такие характеристики, как хорошая жидкотекучесть, малый вес и пониженная склонность к формированию усадочных раковин, позволяют использовать сплав при производстве узлов, что подвергаются сильным ударам и термонагрузкам. Допустим, из марки АЛ2 делаются корпуса внутренних приборов, кронштейнов. А вот из силумина АЛ9 или АЛ34 выполняют сверх важные и ответственные элементы, в особенности стоит выделить поршни галлейного охлаждения и установки насосного типа.

Авто- и мото- промышленность

Отменная прочность и низкий вес имеют большое значение и при автомобилестроении. Так, общий вес машины оказывает существенное воздействие на ее ходовые возможности, маневренность дорожном полотне и уровень растраты топлива.

При производстве авто- и мото- элементов и частей используется марка силумина АЛ34. Именно из нее делают картеры ДВС и остальные корпусные элементы, которые функционируют при повышенном внутреннем давлении. В мото- и автостроении силумин встречается в поршневых и цилиндрических блоках.

Картер двигателя

Оружейное производство

В оружейной области силумин начали использовать относительно недавно, однако этот материал уже завоевал большое почтение у разработчиков пневматических винтовок.

Кроме этого, сплав зачастую берут за основу при изготовлении реплик оружейных электропневматических экземпляров, изделий для страйбола и так далее. Такое распространение стало возможно только из-за дешевизны, хороших литейных свойств и малого веса материала.

Макет пистолета пневматический

Бытовые изделия

При изготовлении техники бытового характера силумин берется для создания, как внутренних элементов (тепловые обменники, запорные арматуры), так и при создании цельных конструкций (мясорубки, ключи).

Кроме деталей бытовой техники, силумин также берут для выполнения кухонной утвари (кастрюли, сковородки).

Сковородки и кастрюли

Сантехнические изделия

Надежные водопроводные смесители, фитинги водопровода, переходники, гайки, ниппеля – все это используется при конструкции и создании тех или иных сантехнических систем.

Как правило, все эти элементы располагаются внутри и имеют сравнительно небольшие нагрузки. Это связано с тем, что силумин обладает важным недостатком – повышенная пористость и крупные зерна в эвтектике литых деталей. Из-за этого нюанса, при механическом повреждении или ударе, сплав может дать трещину.

Фитинги и переходники

Другие сферы

Кроме авто- мото- и самолетостроения, силумин активно используется в судостроении из-за своей стойкости к ржавчине. В частности, этот материал используется в роли обшивки различных конструкций из стали и чугуна.

В космической сфере разные марки силумина применяют при изготовлении деталей, приборов и приспособлений, которые нуждаются в материале с низким коэффициентом линейного расширения и низкой плотностью.

Маркировка

Силумин имеет несколько вариантов маркировки. Международная ИСО устанавливает определенные качества для металла. Для примера стоит разобрать некоторые марки:

  1. АК 15. В данной маркировке литера “А” – сам алюминий, а “К” – кремний. Цифра, которая указана после букв, означает, какое количество второго по важности компонента имеется в сплаве (в процентах). В марке АК 15 есть 15 процентов кремния.
  2. АЛ 9. Буква “А” здесь тоже означает алюминий, а вот литера “Л” говорит о присутствии в сплаве лития. Цифра после аббревиатуры показывает на процентное количество второго по важности компонента в сплаве.

К обозначению базового и дополнительного компонентов могут приписывается данные об еще одном элементе, который имеет большое содержание. Иногда можно встретить такую маркировку “АК 15 Ц8”. Это означает, что в сплаве есть алюминий, кремний и цинк, при этом кремния в материале 15 процентов, цинка – 8, а все остальное — это алюминий.

В виде международного обозначения сплавов существует система Алюминиевой Ассоциации, в соответствии с которой первая цифра — это система легирования. Силумины, легированные кремнием, обозначают так через такую координацию: 4***, где вторая цифра – порядковый номер модификации сплава по отношению к исходному материалу, две последние цифры — это сплав и данные о его чистоте. Интересно также то, что если применяется опытная отливка, то маркировка будет пятизначной, в марке еще присутствует индекс “Х”.

Однако, наиболее простым и привычным для постсоветских государств, способом маркировки, считается такой вариант:

Маркировка по ГОСТ

Кроме системы ИСО существует маркировка в цифровом виде по ГОСТ. Например, Al-Si-порошковые сплавы SAS имеют марки 1319 и 1329. В этом обозначении первая цифра – главный элемент (1 – алюминий), вторая – система легирования, две последние – марка и модификация.

ГОСТ 1583-93

Маркировка, химический состав, физические свойства и иные характеристики алюминиевых литейных сплавов, в том числе и силуминов, устанавливаются в специальном ГОСТе 1583-93. По этой причине мы предлагает более детально рассмотреть каждую марку алюминиевых литейных сплавов по отдельности.

Итак, всего алюминиевые литейные материалы делятся на пять основных групп:

Сплавы алюминий-кремний-магний

Сплавы, которые базируются на системе алюминий-кремний-магний. Сюда входят одиннадцать марок:

  1. АК12 (АЛ2) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 10-13 процентов кремния. Чушки маркируются несмываемой цветной краской белого, зеленого и зеленого цвета (в порядке аббревиатуры и цифр). Сплав может отливаться в песчаные формы, по выплавляемым моделям и в кокиль с модифицированием и без, с последующим отжигом или без него. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не менее 137-157 МПа, относительное удлинение – 1-4 процента, а твердость по Бринеллю – 50 НВ, в зависимости от выбранного метода литья. Старение сплава осуществляется при температуре от 300 градусов Цельсия с выдержкой на протяжении 2-4 часов.
  2. АК13 (АК13) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 11-13,5 процентов кремния, 0,1-0,2 процентов (отливка) или 0,01-0,2 процентов (чушка) магния, 0,01-0,5 процентов (чушка) или 0,1-0.5 процентов (отливка) марганца. Чушки маркируются несмываемой цветной краской зеленого, желтого цвета. Сплав может отливаться под давлением без термообработки. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не менее 176 МПа, относительное удлинение – 1,5 процента, а твердость по Бринеллю – 60 НВ.
  3. АК9 (АК9) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 8-11 процентов кремния, 0,25-0,45 процентов (чушка) или 0,2-0,4 процентов (отливка) магния, 0,2-0,5 процентов марганца. Чушки маркируются несмываемой цветной краской белого, желтого цвета. Сплав может отливаться в песчаные формы, по выплавляемым моделям и в кокиль с модифицированием и без, жидкой штамповкой, под давлением. с последующим отжигом или без него. При этом отливка может подвергаться следующей термообработке: при литье в кокиль, жидкой штамповкой и под давлением – искусственное старение без предварительной закалки при температуре нагрева 175 градусов Цельсия на протяжении 5-17 часов, при литье в песчаные формы, а также в кокиль с модифицированием и без – закалка (при температуре 535 градусов с выдержкой на протяжении 2-6 часов и с последующим охлаждением в воде в 20-100 градусов Цельсия) и полное искусственное старение (при температуре 175 градусов Цельсия на протяжении 10-15 часов). При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 157-245 МПа, относительное удлинение – 0,5-1 процента, а твердость по Бринеллю – от 60 до 90 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  4. АК9с (АК9с) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 8-10,5 процентов кремния, 0,2-0,35 процентов магния, 0,2-0,5 процентов марганца. Чушки маркируются несмываемой цветной краской белого, желтого, желтого цвета. Сплав может отливаться под давлением без ТО, или же в кокиль с искусственным старением без закалки, или же с закалкой (при температуре 535 градусов с выдержкой на протяжении 2-6 часов и с последующим охлаждением в воде в 20-100 градусов Цельсия) и полным искусственным старением (при температуре 175 градусов Цельсия на протяжении 10-15 часов). При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 147-235 МПа, относительное удлинение – 1,5-3,5 процента, а твердость по Бринеллю – от 50 до 70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  5. АК9ч (АЛ4) представляет собой чистый материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 8-10,5 процентов кремния, 0,2-0,35 процентов (чушка) или 0,17-0,30 процентов (отливка) магния, 0,2-0,5 процентов марганца. Чушки маркируются несмываемым треугольником коричневого цвета. Сплав может отливаться под давлением и в кокиль без термообработки или с искусственным старением без закалки. Также материал может отливаться в песчаные формы и по выплавляемым моделям, а еще в кокиль с модифицированием и без него со следующим типом ТО: изделие будет подвергаться закалке с полным искусственным старением (при этом, температура закалки составляет 535 градусов с выдержкой на протяжении 2-6 часов и с последующим охлаждением в воде в 20-100 градусов Цельсия, а старение осуществляется при температуре 175 градусов Цельсия на протяжении 10-15 часов). При всем этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не менее 147-235 МПа, относительное удлинение – 1,5-3,0 процента, а твердость по Бринеллю – от 50 до 70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  6. АК9пч (АК4-1) представляет собой материал повышенной чистоты, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 9-10,5 процентов кремния, 0,2-0,35 процентов (чушка) или 0,23-0,30 процентов (отливка) магния, 0,2-0,5 процентов марганца, 0,08-0,15 процентов титана. Чушки маркируются двумя несмываемыми зелеными треугольниками. Сплав может отливаться под давлением и в кокиль без термообработки или с искусственным старением без закалки. Также материал может отливаться в песчаные формы и по выплавляемым моделям с модифицированием со следующим типом ТО: изделие будет подвергаться закалке с полным искусственным старением (при этом, температура закалки составляет 535 градусов с выдержкой на протяжении 2-6 часов и с последующим охлаждением в воде в 20-100 градусов Цельсия, а старение осуществляется при температуре 175 градусов Цельсия на протяжении 10-15 часов).. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 157-265 МПа, относительное удлинение – 2-4 процента, а твердость по Бринеллю – от 50 до 70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  7. АК8л (АЛ34) представляет собой литейный материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 6,5-8,5 процентов кремния, 0,4-0,6 процентов (чушка) или 0,35-0,55 процентов (отливка) магния, 0,1-0,3 процентов титана, 0,15-0,4 процентов Бериллия. Чушки маркируются двумя несмываемыми треугольником желтого цвета. Сплав может отливаться под давлением (без термообработки, с искусственным старением без закалки, с отжигом), в кокиль (с закалкой или с закалкой и неполным старением) и в песчаные формы (с закалкой или с закалкой и неполным старением). При всем этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 176-294 МПа, относительное удлинение – 1-6 процента, а твердость по Бринеллю – от 60 до 90 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  8. АК7 (АК7) представляет собой материал повышенной чистоты, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 6-8 процентов кремния, 0,2-0,55 процентов (чушка) или 0,2-0,5 процентов (отливка) магния, 0,2-0,6 процентов марганца. Чушки маркируются несмываемой краской белого, красного цвета. Сплав может отливаться в песчаных формах и в кокиле с закалкой и временным старением или без термообработки вообще, а также под давлением и методом жидкой штамповки без термообработки. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 127-196 МПа, относительное удлинение – 0,5-1 процента, а твердость по Бринеллю – от 50 до 75 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  9. АК7ч (АЛ9) представляет собой чистый материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 6-8 процентов кремния, 0,25-0,45 процентов (чушка) или 0,2-0,4 процента (отливка) магния. Чушки маркируются несмываемым желтым треугольником. Сплав может отливаться в песчаные формы, в кокиль, по выплавляемым моделям и под давлением без или с термообработкой разного типа и направления, начиная от отжига и закалки, и заканчивая совмещением старения с закалкой и так далее. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 137-225 МПа, относительное удлинение – 1-4 процента, а твердость по Бринеллю – от 45 до 70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  10. АК7пч (АЛ9-1) представляет собой материал повышенной чистоты, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 7-8 процентов кремния, 0,25-0,45 процентов (чушка) или 0,25-0,40 процентов (отливка) магния, 0,08-0,15 процентов титана. Чушки маркируются двумя несмываемыми зелеными крестиками. Сплав может отливаться по выплавляемым моделям с модификацией без ТО, а также в кокиль, по выплавляемым моделям, в песчаные формы и под давлением с модификацией и без с термообработкой разного типа и направления, начиная от отжига и закалки, и заканчивая совмещением старения с закалкой и так далее. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 167-294 МПа, относительное удлинение – 1-5 процента, а твердость по Бринеллю – от 45 до 70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  11. АК10Су (АК10Су) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 9-11 процентов кремния, 0,15-0,55 процентов (чушка) или 0,1-0,5 процентов (отливка) магния, 0,3-0,6 процентов марганца, 0,1-0,25 процентов сурьмы. Чушки маркируются несмываемой черной краской. Сплав может отливаться в кокиле без термообработки. При всем этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 167 МПа, относительное удлинение – 1 процент, а твердость по Бринеллю – от 70 НВ.

Сплав алюминий-кремний и медь

К сплавам, которые основаны на системе алюминий-кремний и медь относится всего 14 марок:

  1. АК5М (АЛ5) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 4,5-5,5 процентов кремния, 0,4-0,65 процентов (чушка) или 0,35-0,60 процентов (отливка) магния, 1,0-1,5 процентов меди. Чушки маркируются несмываемыми красками белого, черного, белого цветов. Сплав может отливаться по выплавляемым моделям, в кокиль, в песчаные формы с термообработкой разного типа и направления, начиная от отжига и закалки, и заканчивая совмещением старения, отпуском, закалкой и так далее. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 157-235 МПа, относительное удлинение – 0,5-1 процента, а твердость по Бринеллю – от 65 до 70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  2. АК5Мч (АЛ5-1) представляет собой чистый материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 4,5-5,5 процентов кремния, 0,45-0,60 процентов (чушка) или 0,40-0,55 процентов (отливка) магния, 1,0-1,5 процентов меди, 0,08-0,15 процентов титана. Чушки маркируются несмываемыми красками красного, синего, зеленого цветов. Сплав может отливаться по выплавляемым моделям, в кокиль с модификацией и без, в песчаные формы с термообработкой разного типа и направления. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 176-294 МПа, относительное удлинение – 1-1,5 процента, а твердость по Бринеллю – от 65 до 70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  3. АК5М2 (АК5М2) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 4,0-6,0 процентов кремния, 0,2-0,85 процентов (чушка) или 0,2-0,8 процентов (отливка) магния, 0,2-0,8 процентов марганца, 1,5-3,5 процентов меди, 0,05-0,20 процентов титана. Чушки маркируются несмываемыми красками черного, синего цветов. Сплав может отливаться под давлением, в кокиль и песчаные формы без ТО, а также в песчаные формы и кокиль с термообработкой разного вида и назначения. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 118-206 МПа, относительное удлинение – 0,5-2 процента, а твердость по Бринеллю – от 65 до 75 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  4. АК5М7 (АК5М7) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 4,5-6,5 процентов кремния, 0,3-0,6 процентов (чушка) или 0,2-0,5 процентов (отливка) магния, 6,0-8,0 процентов меди. Чушки маркируются несмываемыми красками черного, красного цветов. Сплав может отливаться под давлением без термообработки, а также в песчаные формы, в кокиль без ТО или с искусственным старением без закалки. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 118-167 МПа, твердость по Бринеллю – от 70 до 90 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  5. АК6М2 (АК6М2) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 5,5-6,5 процентов кремния, 0,35-0,50 процентов (чушка) или 0,30-0,45 процентов (отливка) магния, 1,8-2,3 процентов меди, 0,1-0,2 процентов титана. Чушки маркируются двумя несмываемыми крестиками синего цвета. Сплав может отливаться в кокиль с искусственным старением без закалки, с закалкой и временным старением, или же без термообработки совсем. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 196-204 МПа, относительное удлинение – 1-2 процента, а твердость по Бринеллю – от 70 до 78,4 НВ, в зависимости от выбранного метода ТО.
  6. АК8М (АЛ32) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 7,5-9,0 процентов кремния, 0,35-0,55 процентов (чушка) или 0,3-0,5 процентов (отливка) магния, 0,3-0,5 процентов марганца, 1,0-1,5 процентов меди, 0,1-0,3 процентов титана. Чушки маркируются несмываемым треугольником зеленого цвета. Сплав может отливаться под давлением без ТО, а также под давлением, в кокиль и песчаные формы с термообработкой разного вида и назначения. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 176-284 МПа, относительное удлинение – 1-2 процента, а твердость по Бринеллю – от 60 до 90 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  7. АК5М4 (АК5М4) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 3,5-6,0 процентов кремния, 0,25-0,55 процентов (чушка) или 0,2-0,5 процентов (отливка) магния, 0,2-0,6 процентов кремния, 1,0-1,5 процентов меди, 0,05-0,20 процентов титана. Чушки маркируются несмываемыми красками черного, синего, синего цветов. Сплав может отливаться, в песчаные формы и кокиль без ТО, или в кокиль с закалкой и без старения. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 118-196 МПа, относительное удлинение – 0,5-1 процента, а твердость по Бринеллю – от 60 до 90 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  8. АК8М3 (АК8М3) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 7,5-10 процентов кремния, 2,0-4,5 процентов меди. Чушки маркируются несмываемыми красками белого, синего цветов. Сплав может отливаться в кокиль с закалкой и без старения, или же вообще без какой-либо термообработки. Временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 147-216 МПа, относительное удлинение – 0,5-1 процента, а твердость по Бринеллю – от 70 до 90 НВ, в зависимости от выбранного метода обработки.
  9. АК8М3ч (ВАЛ8) представляет собой чистый материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 7,0-8,5 процентов кремния, 0,25-0,50 процентов (чушка) или 0,2-0,45 процентов (отливка) магния, 0,2-0,8 процентов цинка, 2,5-3,5 процентов меди, 0,1-0,25 процентов титана, 0,005-1 процент бора, 0,05-0,25 процента бериллия. Чушки маркируются двумя несмываемыми крестиками белого цвета. Сплав может отливаться под давлением, жидкой штамповкой, в кокиль и песчаные формы без ТО, а также термообработкой разного вида и назначения. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 215-392 МПа, относительное удлинение – 1-5 процента, а твердость по Бринеллю – от 60 до 90 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  10. АК9М2 (АК9М2) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 7,5-10 процентов кремния, 0,25-0,85 процентов (чушка) или 0,2-0,8 процентов (отливка) магния, 0,1-0,4 марганца, 0,5-2,0 процента меди, 0,05-0,20 процентов титана. Чушки маркируются несмываемыми красками белого, желтого, белого цветов. Сплав может отливаться под давлением без термообработки, а также в кокиль и под давлением с искусственным старением без закалки, или с закалкой без старения. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 186-294 МПа, относительное удлинение – 1,4-1,5, а твердость по Бринеллю – от 70 до 90 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  11. АК12М2 (АК11М2, АК12М2, АК12М2р) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 11-13 процентов кремния, 1,8-2,5 процентов меди, 0,6-1,0 процентов железа. Чушки маркируются двумя несмываемыми крестиками красного цвета. Сплав может отливаться в кокиль без термообработки, а также под давлением с искусственным старением и без закалки. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 186-260 МПа, относительное удлинение – 1-1,5 процента, а твердость по Бринеллю – от 70 до 83,4 НВ, в зависимости от выбранного метода изготовления.
  12. АК12ММгН (АЛ30) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 11-13 процентов кремния, 0,85-1,35 процентов (чушка) или 0,80-1,30 процентов (отливка) магния, 0,3-0,6 процентов марганца, 1,5-3,0 процентов меди, 0,05-0,20 процентов титана, 0,8-1,3 процента никеля. Чушки маркируются несмываемыми красками белого, черного, черного цветов. Сплав может отливаться в кокиль с искусственным старением без закалки. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 196 МПа, относительное удлинение – 0,5 процента, а твердость по Бринеллю – от 90 НВ.
  13. АК12М2МгН (АЛ25) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 11-13 процентов кремния, 0,35-0,55 процентов (чушка) или 0,8-1,3 процентов (отливка) магния, 0,3-0,6 процентов марганца, 1,5-3,0 процентов меди, 0,05-0,20 процентов титана, 0,8-1,3 процента никеля. Чушки маркируются несмываемыми красками белого и черного цвета. Сплав может отливаться в кокиль с термообработкой в виде искусственного старения и без закалки. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 186 МПа, а твердость по Бринеллю – от 90 НВ.
  14. АК21М2, 5Н2,5 (ВУЖЛС-2) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 20-22 процентов кремния, 0,3-0,6 процентов (чушка) или 0,2-0,5 процентов (отливка) магния, 0,2-0,4 процентов кремния, 2,2-3,0 процентов меди, 0,1-0,3 процентов титана, 2,2-2,8 процента никеля. Чушки маркируются несмываемыми красками черного, черного, черного цветов. Сплав может отливаться в кокиль с отжигом, а также с термообработкой в виде искусственного старения и без закалки. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 157-186 МПа, а твердость по Бринеллю – от 90 до 100 НВ, в зависимости от выбранного метода ТО.

Сплав алюминий-медь

К алюминиевым материалам, которые созданы на базе системы алюминий-медь, относится всего лишь 2 марки:

  1. АМ5 (АЛ19) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 0,35-0,8 процентов марганца, 4,5-5,1 процентов меди, 0,15-0,35 процентов титана, 0,07-0,25 процента кадмия. Чушки маркируются несмываемым треугольником белого цвета. Сплав может отливаться в кокиль, песчаные формы и по выплавляемым моделям с термообработкой разного типа и назначения. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 194-333 МПа, относительное удлинение – 2-8 процентов, а твердость по Бринеллю – от 70 до 90 НВ, в зависимости от варианта исполнения заготовки.
  2. АМ4, 5Кд (ВАЛ10) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 0,6-1,0 процентов марганца, 4,5-5,3 процентов меди, 0,15-0,35 процентов титана. Чушки маркируются несмываемым треугольником синего цвета. Сплав может отливаться в кокиль, песчаные формы и по выплавляемым моделям с термообработкой разного типа и назначения. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 314-490 МПа, относительное удлинение – 4-12 процентов, а твердость по Бринеллю – от 70 до 120 НВ, в зависимости от способа производства.

Сплав алюминий-магний

К сплавам, которые базируются на системе алюминий-магний, стоит отнести следующие 9 марок:

  1. АМг4К1, 5М (АМг4К1, 5М1) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 1,3-1,7 процентов кремния, 4,5-5,2 процентов магния, 0,6-0,9 процентов марганца, 0,7-1 процент меди, 0,10-0,25 процентов титана, 0. 002-0,004 процента бериллия. Чушки маркируются несмываемыми красками красного, желтого, желтого цветов. Сплав может отливаться, в кокиль с закалкой и без старения, или с искусственным старением без закалки. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 211-265 МПа, относительное удлинение – 2-2,3 процента, а твердость по Бринеллю – от 81 до 104 НВ, в зависимости от выбранного метода ТО.
  2. АМг5К (АЛ13) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 0,8-1,3 процентов кремния, 4,5-5,5 процента магния, 0,1-0,4 процентов марганца. Чушки маркируются несмываемым крестиком коричневого цвета. Сплав может отливаться в кокиль, песчаные формы, по выплавляемым моделям и под давлением. Временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 147-167 МПа, относительное удлинение – 0,5-1 процента, а твердость по Бринеллю – от 55 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  3. АМг5Мц (АЛ28) представляет собой чистый материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 4,8-6,3 процентов магния, 0,4-1,0 процентов марганца, 0,05-0,15 процента титана. Чушки маркируются несмываемым крестиком зеленого цвета. Сплав может отливаться в кокиль, песчаные формы, по выплавляемым моделям и под давлением. Временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 196-206 МПа, относительное удлинение – 3,5-5 процента, а твердость по Бринеллю – от 55 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  4. АМг6л (АЛ23) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 0,05-0,20 процентов циркония, 6-7 процентов магния, 0,02-0,10 процент бериллия, 0,05-0,15 процентов титана. Чушки маркируются несмываемым крестом белого цвета. Сплав может отливаться под давлением без термообработки, а также в кокиль, по выплавляемым моделям, в песчаные формы с закалкой или без нее. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 186-225 МПа, относительное удлинение – 4-6, а твердость по Бринеллю – от 60 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  5. АМг6лч (АЛ23-1) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 0,05-0,20 процентов циркония, 6-7 процентов магния, 0,02-0,. 10 процент бериллия, 0,05-0,15 процентов титана. Чушки маркируются несмываемым крестиком желтого цвета. Сплав может отливаться в кокиль без термообработки, а также под давлением с искусственным старением и без закалки. При этом, временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 186-260 МПа, относительное удлинение – 1-1,5 процента, а твердость по Бринеллю – от 70 до 83,4 НВ, в зависимости от выбранного метода изготовления.
  6. Амг10 (АЛ27) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 0,05-0,20 процентов циркония, 9,5-10,5 процентов магния, 0,05-0,15 процент бериллия, 0,05-0,15 процентов титана Чушки маркируются несмываемыми красками черного, черного, синего цветов. Сплав может отливаться в кокиль без термообработки, а также под давлением с искусственным старением и без закалки. Временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 196-245 МПа, относительное удлинение – 5-10 процентов, а твердость по Бринеллю – от 60 НВ.
  7. АМг10ч (АЛ27-1) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 0,05-0,20 процентов циркония, 9,5-10,5 процентов магния, 0,05-0,15 процент бериллия, 0,05-0,15 процентов титана. Чушки маркируются несмываемым треугольником красного цвета. Сплав может отливаться в кокиль, песчаные формы, в оболочковые формы и под давлением с ТО в виде закалки. Временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 343 МПа, относительное удлинение – 15 процента, а твердость по Бринеллю – от 75 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  8. АМг11 (АЛ22) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 0,8-1,2 процента кремния, 10,5-13,0 процентов магния, 0,03-0,07 процент бериллия, 0,05-0,15 процентов титана. Чушки маркируются несмываемым красным крестом. Сплав может отливаться в кокиль, песчаные формы, по выплавляемым моделям и под давлением с закалкой или без нее. Временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 176-295 МПа, относительное удлинение – 1,0-1,5 процента, а твердость по Бринеллю – от 90 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  9. АМг7 (АЛ29) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 6-8 магния, 0,5-1 процента кремния, 0,25-0,60 процентов марганца. Чушки маркируются двумя несмываемыми полосками: одна зеленого цвета, а вторая – красного. Сплав может отливаться под давлением. Временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 206 МПа, относительное удлинение – 3 процента, а твердость по Бринеллю – от 60 НВ.

Сплав алюминий-прочие компоненты

И последняя группа включает в себя те марки сплавов, которые основаны на системе алюминий-прочие компоненты:

  1. АК7Ц9 (АЛ11) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 0,15-0,35 процентов магния, 6-8 процентов кремния, 7-12 процентов цинка. Чушки маркируются несмываемыми красками белого, белого, зеленого цветов. Сплав может отливаться в кокиль, песчаные формы, по выплавляемым моделям и под давлением с отжигом или без ТО. Временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 176-206 МПа, относительное удлинение – 1-2 процента, а твердость по Бринеллю – от 60-80 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  2. АК9Ц6 (АК9Ц6р) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 0,35-0,55 процентов магния, 8-10 процентов кремния, 0,1-0,6 процентов марганца, 0,3-1,5 процентов титана, 5-7 процента цинка, 0,3-1 процент железа. Чушки маркируются несмываемыми синими красками. Сплав может отливаться в кокиль, песчаные формы и под давлением без ТО. Временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 146-167 МПа, относительное удлинение – 0,8 процента, а твердость по Бринеллю – от 70-80 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.
  3. АЦ4Мг (АЛ24) представляет собой материал, из которого изготавливаются отливки и чушки, имеет в своем содержании около 1,55-2,05 процентов магния, 3,5-4,5 процентов цинка, 0,2-0,5 процент марганца, 0,1-0,2 процентов титана. Чушки маркируются несмываемым крестом черного цвета. Сплав может отливаться в песчаные формы и по выплавляемым моделям с закалкой и кратковременным старениям. Временное сопротивление отливки разрыву должно составлять не меньше 216-265 МПа, относительное удлинение – 2 процента, а твердость по Бринеллю – от 60-70 НВ, в зависимости от выбранного метода литья.

Можно более детально ознакомиться с “ГОСТ 1583-93. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия.” на портале Техэксперт

Виды силуминов

Сейчас существует три основных вида силуминов:

  1. Содержание кремния в сплаве – до 10 процентов. В состав представленного силумина, кроме алюминия и кремния, могут также входить магний, марганец или медь.
  2. Содержание кремния – до 20 процентов. Этот тип силуминов считается износоустойчивым.
  3. В материале имеются и иные металлы, например, цинк и титан.

Примесь посторонних элементов в составе сплава зависит от того, где потом будет применяться отливка. В зависимости от использования, смеси алюминия и других составляющих можно условно разделить на группы. К примеру, для приборов, которые функционируют в условиях повышенного давления, применяют специальный высоколегированный силумин. Он характеризуется повышенной стойкостью к температурным перепадам и устойчивостью к нагрузкам разного характера. А вот сплав, в котором количество кремния составляет примерно 10-12 процентов, активно применяется для установок, работающих в условиях без особых нагрузок.

Производство силумина

Металлургия активно развивается, поэтому с каждым годом появляются новые способы и технологии производства тех или иных сплавов. Также промышленность может похвастаться улучшением и модификацией старых технологий.

Литейный цех

В промышленности

Классическим методом получения силумина считается смешение алюминия с кремнием, а затем их совместная переплавка. Металлы для шихты, как правило, добывают их руды.

Однако силумин также можно производить на базе золы, которая остается на тепловых электроцентралях. Зола от бурого угля подлежит качественному восстановлению. Для этого потребуется только электролизер и криолит. Если в смеси будет криолит, то это позволит состояться реакции. Конечно, помимо кремния и алюминия в золе множество других элементов, но они практически никак не могут позволять на качество итогового сплава. В золе может быть лишь чрезмерное количество железа, но его наличие в силумине тоже допускается в качестве лигатуры – до 0,8-1,5%. Приблизительно столько и имеется в отходах ТЭЦ.

В естественной природной среде тоже можно повстречать соединения алюминия и кремния, например, в бокситовой руде. Однако, в соответствии с технологическим процессом, сплавы этих элементов выполняются искусственным путем, ведь именно такое смешение позволяет улучшить качество готовых отливок.

Ремонт изделий из силумина

По причине того, что силумин имеет нестойкие прочностные характеристики, изделия из этого сплава часто ломаются. После ударов и механических повреждений на них появляются трещины разного характера, сколы. Чтобы восстановить деталь, необходимо понимать, как правильно выполнить ремонт изделий именно из силумина.

Скол силуминовой детали

Произвести ремонтные работы можно разными способами: при помощи клея, пайки, сварки и холодной сварки. Каждый из способов стоит рассмотреть более подробно.

Сварка

Процесс сварки можно провести самостоятельно или при помощи специалиста. Вся суть работы заключается в том, что при сварке температура сплава повышается, из-за чего образуется оксидная пленка, которая и не дает частям соединиться. Чтобы устранить это препятствие, применяется аргон. Процесс сварки силумина:

  • нужно приобрести вольфрамовые электроды, специальные припои;
  • необходимо обезжирить и зафиксировать изделие в неподвижном положении;
  • поверхность разогревается до 220 градусов Цельсия;
  • чтобы отвести тепло, деталь следует установить на стальную прокладку;
  • теперь нужно приступить к выполнению сварного шва при помощи переменного тока;
Tig сварка

Перед тем, как приступать к ремонту силуминовых изделий с помощью сварки, рекомендуется потренироваться на опытных экземплярах.

Пайка

Декоративные элементы и те изделия, которые не будут подвергаться нагрузкам, можно спаять в домашних условиях. Как правило, это делается или при помощи паяльника с мощным жалом, или же металл разогревают до 200 градусов Цельсия газовой горелкой. Для обеспечения дополнительной защиты, необходимо применять металлические накладки, оставляя открытой лишь рабочее пространство.

Пайка газовой горелкой

Для выполнения ремонта силуминового изделия пайкой, используются припои (НТS-2000, Harris-52 или ER 4043).

В месте пайки сплав нагревается до 600 градусов, технология примерно такая же, как и при сварке силумина или пайке алюминия. Для уничтожения оксидной пленки используется специальный флюс, например, Castolin 190 Flux.

Клей

Чтобы отремонтировать изделие из силумина методом склейки, следует изначально приобрести специальный клей для алюминия, а затем его развести до нужной консистенции.

Теперь надо лишь очистить деталь от лишних загрязнений, обезжирить место поломки и высушить. Затем нужно покрыть зону склейки ровным слоем клея и соединить детали. После этого рекомендуется прижать область склейки небольшим грузом на сутки.

Такой вариант подходит для тех деталей, которые не будут подвергаться серьезным нагрузкам.

Холодная сварка

Холодная сварка металла зачастую применяется при проведении ремонтных работ автомобилей и сантехнических деталей, в том числе и из силумина. При выполнении холодной сварки используется особый эпоксидный клей, который производится из эпоксидной смолы и имеет в своем составе целый перечень различных наполнителей. Такое соединение позволяет добиться повышенной прочности материала. Эпоксидный клей для холодной сварки силумина может быть двух типов:

  1. В двух тюбиках или флаконах (в одном – клей, во втором – наполнитель, их нужно будет смешать), где содержится жидкая или полужидкая масса.
  2. Небольшой “брусочек”, который чем-то напоминает пластилин для лепки.
Ремонт холодной сваркой

Перед началом работы с эпоксидным клеем, следует удалить загрязнения на свариваемых деталях, убрать различные неровности и шероховатости, обезжирить и высушить поверхности. Теперь надо смешать смесь, если она двухкомпонентная (тюбики и флаконы), или же размять брусок в пальцах. Затем нужно хорошо заполнить, например, трещину, а потом аккуратно соединить, немного надавив. Не стоит использовать пресс или сильно воздействовать на изделие.

Время застывания зависит от марки клея, как правило, первичное застывание происходит уже через полчаса, однако нужно смотреть в инструкцию.

Как отличить силумин от алюминия

Алюминий и силумин внешне практически не отличаются друг от друга, поэтому даже опытные специалисты не могут сразу сказать, какой материал находится перед ними. Однако, есть ряд отличительных характеристик.

Алюминий и его сплавы являются мягкими металлами серого цвета. При этом, если алюминий сравнивать с силумином, то обнаружим, что силумин гораздо тверже, но все равно имеет повышенную хрупкость. Силумин имеет плохие показатели при нагрузках на изгиб, поэтому проверить образец можно, начав его сгибать – силумин сразу крошится.

Еще стоит сказать о цене материала. Силумин является довольно дешевым сплавом, особенно, если сравнивать его с латунью.

Также отличить силумин можно по его весу, ведь он считается очень легким сплавом. Однако, здесь нужно быть внимательным, ведь некоторые изготовители, чтобы выдать силуминовое изделие за, к примеру, латунное, добавляют в сплав тяжелые металлические включения, утяжеляя его.

В технической документации изделий из силумина обязательно будет указано обозначение сплава, например, аббревиатурой “АЛ” или литерой “Л”.

Следует заметить, что по свойствам силумин часто сравнивают с нержавеющей сталью. Но силумин легче нержавейки.

Плюсы и минусы

Среди главных преимуществ силумина перед другими алюминиевыми сплавами, стоит выделить следующие:

    1. Материал очень легкий по весу.
    2. Сплав характеризуется повышенной прочностью.
    3. Металл является стойким к образованию коррозии и к быстрому износу.
    4. Сплав является дешевым.

Несмотря на большое количество явных плюсов силумина, он имеет и недостатки:

  1. Повышенная хрупкость, в частности на изгиб.
  2. Сплав не используется в пищевой промышленности.
  3. Материал опасен для человеческого здоровья.

Таким образом, становится понятно, что из себя представляет силумин, какие типы этого сплава существуют. Несмотря на то, что материал является очень востребованным, относиться к изделиям из силумина следует осторожно, так как при тех или иных нагрузках, элемент из силумина будет ломаться и выходить из строя.

 

 

 

Силумин (сплав): состав, свойства

Группа литейных сплавов, основой которых является алюминий, содержащая кремний от 4 до 22%, называется силумином. Сплавы обладают высокой стойкостью к коррозии во влажной среде и морской воде. В состав силумина (сплава) также входит малое количество примесей марганца, цинка, титана, железа, меди и кальция. Они имеют хорошие литейные и механические свойства, их легко резать. Внешний вид материала больше напоминает чугун, и распознать его, не имея опыта работы с ним, сложно.

Основные свойства

По свойствам его часто сравнивают со сталью (нержавеющей). Следует отметить, что он по сравнению с последней имеет меньший удельный вес. Силумины – это сплавы алюминия с кремнием. Обладают следующими свойствами:

  • удельной прочностью. Показатели сплава и сталей близки по значениям, но, учитывая, что вес силумина меньше, конструкции из него выигрышнее;
  • устойчивостью к износу;
  • антикоррозийностью. На поверхности металла образуется защитная пленка, которая оберегает его от негативного влияния окружающей среды;
  • низким удельным весом, равным 2,8 г/см3;
  • пластичностью. При заливке в формы из сплава получают детали, имеющие сложные конфигурации. Благодаря хорошей жидкотекучести процесс литья удешевляется;
  • невысокой температурой плавления. Она равна примерно 600 градусов по Цельсию, что значительно ниже, чем температура плавления стали. Это свойство также оказывает влияние на литье и удешевляет стоимость проводимых работ;
  • доступной ценой.

Перечисленные свойства силумина (сплава) показывают, что этот материал выгодно использовать при производстве различных изделий. Следует, однако, отметить, что он обладает повышенной хрупкостью. При падении деталь, изготовленная из силумина, может треснуть.

Маркировка

Силумины – это сплавы на основе алюминия. В них добавляют кремний и некоторые другие элементы для улучшения свойств. Для быстрого и точного подбора материала с определенным составом и процентным содержанием входящих элементов разработали маркировку сплавов.

Она включает в себя сочетание цифровых и буквенных символов. Буквами указывают входящие в состав компоненты, а цифрами – их процентное содержание, кроме алюминия. Буквы располагаются в порядке убывания процентного содержания элемента. Запись АК12Ц3 означает, что сплав содержит 12% кремния, 3% цинка, а все остальное – 85% – алюминий.

Виды силумина

Силумины в цветной металлургии делятся на:

  • Деформируемые (доэвтектические и эвтектические). При литье доэвтектические сплавы используют легированные только кремнием 4–10%. Иногда допускается небольшое количество примесей из меди и марганца. Эвтектика имеет около 13% кремния.
  • Литейные (заэвтектические). Они обладают повышенной жидкотекучестью, что обеспечивает изготовление отливок, имеющих сложную форму и тонкие стенки, низкую усадку, невысокую склонность образовывать трещины. Содержание кремния доходит до 20%.

Ремонт изделий из силумина

Силумин – это сплав, обладающий повышенной хрупкостью, поэтому изделия из него при эксплуатации могут треснуть.

Для их восстановления применяют эпоксидный клей. Внешний вид восстановится, но использовать его при больших нагрузках не стоит. Для склеивания следует:

  • обезжирить то место, на которое будет наноситься клей, дать подсохнуть;
  • развести клей в соответствии с приложенной инструкцией и нанести на обезжиренную поверхность;
  • плотно соединить сломанные части и забыть о них на сутки.

Ремонт сваркой

В некоторых случаях поврежденное изделие лучше подвергнуть сварке. Эту процедуру проводят самостоятельно в домашних условиях или обращаются к специалисту. При проведении работ температура материала повышается, вследствие этого на сплаве появляется оксидная пленка, препятствующая соединению частей изделия. Для устранения этих негативных явлений для сварки используют аргон, обеспечивающий защиту от отрицательных факторов. Для работы необходимо:

  • подготовить неплавящиеся вольфрамовые электроды и припой для сварки конструкций из алюминия;
  • обезжирить поверхность;
  • изделие зафиксировать;
  • разогреть поверхность до 220 градусов по Цельсию. Для отвода тепла свариваемую деталь положить на стальную прокладку;
  • сварить шов, используя переменный ток;
  • произвести обработку швов для эстетики внешнего вида.

Изделие готово к эксплуатации при небольших нагрузках.

Применение

Низкая стоимость в сочетании с технологичностью дает возможность сплав силумин, в состав которого входят алюминий с кремнием, широко применять в народном хозяйстве:

  • машиностроении – поршни, детали для корпуса, цилиндры, двигатели;
  • авиастроении – блоки цилиндров, поршни для охлаждения, авиационные узлы;
  • оружейном деле – коробки для стволов, узлы для пневматических винтовок;
  • газотурбинном оборудовании – генераторы, теплообменники;
  • изготовлении бытовых приборов – кастрюли, сковородки, казаны, коптильни;
  • скульптурной технике.

В составе силумина (сплава) могут присутствовать добавки цинка, титана, железа, калия, меди в небольших количествах. Все его марки обладают значительными литейными качествами, жидкотекучестью, и просто свариваются. Сплаву присущи износостойкость и прочность, но он является хрупким материалом. Изделия из силумина выдерживают большую нагрузку, но при падении могут расколоться. В этом заключается главный недостаток материала.

Группы сплавов

Существует несколько групп силумина, связанных с его применением:

  1. Эвтектический. Его маркировка АК12, относится к литейным сплавам, содержит 12% кремния. Для него характерна стойкость к коррозии, небольшая литейная усадка, значительная твердость, герметичность. Применяется для отливки аппаратуры, деталей техники, приборов сложной формы. Из-за хрупкости не рекомендуется отливать ответственные детали для работы под нагрузкой.
  2. Доэвтектический. Маркируется АК9ч, имеет высокие литейные технологические свойства, коррозийную стойкость и механическую прочность. Применяется для изготовления сложных деталей крупного и среднего размера. Сохраняет свойства при температуре до 200 градусов по Цельсию. Крупногабаритные детали из него работают под большой нагрузкой.
  3. Заэвтектический. Высоколегированный сплав АК21М2 отличается высокой жаропрочностью и износоустойчивостью. Используется для изготовления фасонных отливок. Идет для изготовления поршней, работающих в среде повышенных температур.

Заключение

Силумин – сплав, в составе которого алюминий является основным элементом. Добавка из кремния делает материал твердым и износоустойчивым. При получении силумина методом литья не образуется трещин. Нет ни одной отрасли народного хозяйства, где бы не использовались алюминиевые сплавы.

Силумин применяют для изготовления корпусов огнестрельного оружия, запчастей к автомашинам, мотоциклам, морским судам, посуды. Все сплавы алюминия с кремнием называют силуминами. И все они обладают разными свойствами. Это зависит от содержания в составе силумина (сплава) кремния, который может составлять 4–22% общего объема. Чем больше его в сплаве, тем он тверже, но в то же время становится и более хрупким.

алюминиевый кремниевый сплав | AMERICAN ELEMENTS®


РАЗДЕЛ 1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ

Наименование продукта: Алюминиево-кремниевый сплав

Номер продукта: АЛ-СИ-01-П. 50СИ , АЛ-СИ-01-П.36СИ , АЛ-СИ-01-П.35СИ , АЛ-СИ-01-П.25СИ , АЛ-СИ-01-П.12СИ , АЛ-СИ-01-П.10СИ , АЛ-СИ-01-П.02СИ , AL-SI-01

Номер CAS: 11145-27-0

Соответствующие установленные области применения вещества: Научные исследования и разработки

Информация о поставщике:
American Elements
10884 Weyburn Ave.
Los Angeles, CA

Тел.: +1 310-208-0551
Факс: +1 310-208-0551
Emergency 0 номер телефона:
Внутренний, Северная Америка: +1 800-424-9300
Международный: +1 703-527-3887


РАЗДЕЛ 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТИ

Классификация вещества или смеси в соответствии с 29 CFR 1910 ( OSHA HCS)
Вещество не классифицируется в соответствии с Согласованной на глобальном уровне системой (СГС).
Опасности, не классифицированные иначе
Информация отсутствует.
Элементы маркировки
Элементы маркировки СГС
Неприменимо
Пиктограммы опасности
Неприменимо
Сигнальное слово
Неприменимо
Краткая характеристика опасности
Неприменимо
Классификация WHMIS
Не контролируется
Система классификации Система идентификации)
Здоровье (острое воздействие) = 0
Воспламеняемость = 0
Физическая опасность = 0
Другие опасности
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT:
Неприменимо.
vPvB:
Не применимо.


Раздел 3. Состав/Информация о ингредиентах

Химическая характеристика: вещества
CAS# Описание:
7429-90-5 Алюминий
7440-21-3 Кремний


Раздел 4. Первые измерения AID

Описание первого. меры помощи
Общая информация
Никаких специальных мер не требуется.
При вдыхании
В случае жалоб обратиться за медицинской помощью.
После контакта с кожей
Обычно продукт не раздражает кожу.
При попадании в глаза
Промыть открытые глаза в течение нескольких минут под проточной водой. Если симптомы сохраняются, обратитесь к врачу.
После проглатывания
Если симптомы сохраняются, обратитесь к врачу.
Информация для врача
Наиболее важные симптомы и эффекты, как немедленные, так и замедленные
Отсутствует дополнительная соответствующая информация.
Указание на необходимость немедленной медицинской помощи и специального лечения.
Отсутствует дополнительная соответствующая информация.


РАЗДЕЛ 5. МЕРЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Средства пожаротушения
Подходящие средства пожаротушения
Специальный порошок для пожаротушения металлов. Не используйте воду.
Неподходящие огнетушащие вещества из соображений безопасности
Вода
Особые опасности, исходящие от вещества или смеси
Если этот продукт вовлечен в пожар, могут быть высвобождены следующие вещества:
Дым оксида металла
Рекомендации для пожарных
Защитное снаряжение:
Никаких специальных мер не требуется.


РАЗДЕЛ 6. МЕРЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБРОСЕ

Индивидуальные меры предосторожности, защитное снаряжение и чрезвычайные меры
Не требуется.
Меры предосторожности для окружающей среды:
Не допускайте попадания материала в окружающую среду без надлежащего разрешения правительства.
Методы и материалы для локализации и очистки:
Собрать механически.
Предотвращение вторичных опасностей:
Никаких специальных мер не требуется.
Ссылка на другие разделы
См. Раздел 7 для информации о безопасном обращении
См. Раздел 8 для информации о средствах индивидуальной защиты.
Информацию об утилизации см. в Разделе 13.


РАЗДЕЛ 7. ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ

Обращение
Меры предосторожности для безопасного обращения
Держите контейнер плотно закрытым.
Хранить в прохладном, сухом месте в плотно закрытой таре.
Информация о защите от взрывов и пожаров:
Никаких специальных мер не требуется.
Условия для безопасного хранения, включая любые несовместимости
Хранение
Требования, которым должны соответствовать складские помещения и емкости:
Особых требований нет.
Информация о хранении в одном общем хранилище:
Не хранить вместе с кислотами.
Хранить вдали от окислителей.
Дополнительная информация об условиях хранения:
Хранить контейнер плотно закрытым.
Хранить в прохладном, сухом месте в хорошо закрытых контейнерах.
Конкретное(ые) конечное использование(я)
Отсутствует дополнительная соответствующая информация.


РАЗДЕЛ 8. КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ/СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Средства контроля воздействия
Средства индивидуальной защиты
Общие защитные и гигиенические меры
Следует соблюдать обычные меры предосторожности при обращении с химическими веществами.
Поддерживайте эргономически подходящую рабочую среду.
Дыхательное оборудование:
Не требуется.
Защита рук:
Не требуется.
Время проницаемости материала перчаток (в минутах)
Не определено
Защита глаз:
Защитные очки
Защита тела:
Защитная рабочая одежда.


РАЗДЕЛ 9. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Информация об основных физико-химических свойствах
Общая информация
Внешний вид:
Форма: Твердое вещество в различных формах
Запах: Без запаха
Порог запаха: Не определено.
Значение pH: Неприменимо.
Изменение состояния
Точка плавления/интервал плавления: не определено
Точка кипения/интервал кипения: не определено
Температура сублимации/начало: Не определено
Воспламеняемость (твердое, газообразное)
Не определено.
Температура воспламенения: не определено
Температура разложения: не определено
Самовоспламенение: не определено.
Опасность взрыва: не определено.
Пределы взрываемости:
Нижний: Не определено
Верхний: Не определено
Давление паров: Неприменимо.
Плотность при 20 °C (68 °F): Не определено
Относительная плотность
Не определено.
Плотность пара
Неприменимо.
Скорость испарения
Неприменимо.
Растворимость в/Смешиваемость с водой: Не определено
Коэффициент распределения (н-октанол/вода): Не определено.
Вязкость:
динамическая: Неприменимо.
кинематика: Не применимо.
Прочая информация
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.


РАЗДЕЛ 10. СТАБИЛЬНОСТЬ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

Реакционная способность
Информация отсутствует.
Химическая стабильность
Стабилен при соблюдении рекомендуемых условий хранения.
Термическое разложение / условия, которых следует избегать:
Разложение не произойдет, если используется и хранится в соответствии со спецификациями.
Возможность опасных реакций
Реагирует с сильными окислителями
Условия, которых следует избегать
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Несовместимые материалы:
Кислоты
Окислители
Опасные продукты разложения:
Пары оксидов металлов


РАЗДЕЛ 11. ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Информация о токсикологическом воздействии
Острая токсичность:
Эффекты неизвестны.
Значения LD/LC50, важные для классификации:
Нет данных
Раздражение или разъедание кожи:
Может вызывать раздражение
Раздражение или разъедание глаз:
Может вызывать раздражение
Повышение чувствительности:
Неизвестно о сенсибилизирующем воздействии.
Мутагенность зародышевых клеток:
Эффекты неизвестны.
Канцерогенность:
ACGIH A4: Не классифицируется как канцероген для человека: Недостаточно данных для классификации агента с точки зрения его канцерогенности для людей и/или животных.
Репродуктивная токсичность:
Реестр токсического воздействия химических веществ (RTECS) содержит репродуктивные данные для этого вещества.
Специфическая токсичность для системы органов-мишеней – многократное воздействие:
Неизвестно никаких эффектов.
Специфическая токсичность для системы органов-мишеней – однократное воздействие:
Эффекты неизвестны.
Опасность при вдыхании:
Эффекты неизвестны.
От подострой до хронической токсичности:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о токсичности при многократном приеме этого вещества.
Дополнительная токсикологическая информация:
Насколько нам известно, острая и хроническая токсичность этого вещества полностью не известна.


РАЗДЕЛ 12. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Токсичность
Водная токсичность:
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Стойкость и способность к разложению
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Потенциал биоаккумуляции
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Подвижность в почве
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Дополнительная экологическая информация:
Общие примечания:
Не допускать попадания материала в окружающую среду без надлежащего разрешения правительства.
Избегайте попадания в окружающую среду.
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT:
Неприменимо.
vPvB:
Не применимо.
Другие неблагоприятные воздействия
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.


РАЗДЕЛ 13. СООБРАЖЕНИЯ ПО УТИЛИЗАЦИИ

Методы обработки отходов
Рекомендация
Проконсультируйтесь с государственными, местными или национальными правилами, чтобы обеспечить надлежащую утилизацию.
Неочищенная упаковка:
Рекомендация:
Утилизация должна производиться в соответствии с официальными правилами.


РАЗДЕЛ 14. ИНФОРМАЦИЯ О ТРАНСПОРТИРОВКЕ

Номер ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
Неприменимо
Надлежащее отгрузочное наименование ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
Неприменимо ADR, ADN, IMDG, IATA
Класс
Неприменимо
Группа упаковки
DOT, IMDG, IATA
Неприменимо
Опасность для окружающей среды:
Неприменимо.
Особые меры предосторожности для пользователя
Неприменимо.
Транспортировка навалом в соответствии с Приложением II MARPOL73/78 и Кодексом IBC
Не применимо.
Транспорт/Дополнительная информация:
DOT
Загрязнитель морской среды (DOT):


РАЗДЕЛ 15. НОРМАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Правила/законодательные акты по безопасности, охране здоровья и окружающей среды, относящиеся к веществу или смеси
Элементы маркировки СГС
Неприменимо
Пиктограммы опасности
Неприменимо
Сигнальное слово
Неприменимо
Заявления об опасности
Неприменимо
Национальные правила
Все компоненты этого продукта перечислены в Реестре химических веществ Агентства по охране окружающей среды США.
Все компоненты этого продукта перечислены в Канадском перечне веществ для внутреннего потребления (DSL).
SARA Раздел 313 (конкретные списки токсичных химических веществ)
7429-90-5 Алюминий
Предложение штата Калифорния 65
Предложение 65 — Химические вещества, вызывающие рак
Вещество не указано.
Prop 65 – Токсичность для развития
Вещество не указано.
Prop 65 – Токсичность для развития, женщины
Вещество не указано.
Prop 65 – Токсичность для развития, мужчины
Вещество не указано.
Информация об ограничении использования:
Только для использования технически квалифицированными лицами.
На этот продукт распространяются требования к отчетности в соответствии с разделом 313 Закона о планировании действий в чрезвычайных ситуациях и праве общества на информацию от 19 года.86 и 40CFR372.
Другие правила, ограничения и запретительные положения
Вещество, вызывающее особую озабоченность (SVHC) в соответствии с Регламентом REACH (ЕС) № 1907/2006.
Вещество не указано.
Необходимо соблюдать условия ограничений согласно Статье 67 и Приложению XVII Регламента (ЕС) № 1907/2006 (REACH) для производства, размещения на рынке и использования.
Вещество не указано.
Приложение XIV Регламента REACH (требуется разрешение на использование)
Вещество не указано.
Оценка химической безопасности:
Оценка химической безопасности не проводилась.


РАЗДЕЛ 16. ПРОЧАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006 (REACH). Приведенная выше информация считается верной, но не претендует на полноту и должна использоваться только в качестве руководства. Информация в этом документе основана на современном уровне наших знаний и применима к продукту с учетом соответствующих мер предосторожности. Это не является гарантией свойств продукта. American Elements не несет ответственности за любой ущерб, возникший в результате обращения или контакта с вышеуказанным продуктом. Дополнительные условия продажи см. на обратной стороне счета-фактуры или упаковочного листа. АВТОРСКОЕ ПРАВО 1997-2022 АМЕРИКАНСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ ЛИЦЕНЗИЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ НЕОГРАНИЧЕННОГО БУМАЖНОГО КОПИЯ ТОЛЬКО ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

Каково применение силумина?



Бесплатная индивидуальная помощь в отделке металла!


(—–) 2007 г.

привет, меня зовут Джесс, я 14-летняя ученица 9-го класса в Австралии, и в настоящее время я изучаю химию

Я надеялся, что вы поможете мне с некоторыми вопросами по моему заданию, так как я искал везде, но все еще безуспешно . 9


2007 г.

Хотя мы могли бы перечислить для тебя несколько таких вещей, Джессика, я уверен, что цель задания состоит в том, чтобы ты выполнила упражнение по выяснению свойств силумина, а затем нашла некоторые вещи, которые сделаны из него в чтобы понять, что материалы выбраны потому, что они предлагают преимущества по сравнению с другими материалами, которые имеют другие свойства.

Пожалуйста, опишите, как вы понимаете свойства силумина и почему вы считаете, что они могут быть полезными, и я буду очень рад назвать некоторые вещи, которые сделаны из силумина. У вас есть знаменитая публичная библиотека в Тудиае. Вы не думали обратиться к библиотекарю за помощью в поиске книги с информацией о силумине? Удачи. 9


2007 г.

Силумин представляет собой сплав алюминия с добавлением в смесь части кремния. Это придает ему высокую текучесть в расплавленном состоянии, а также повышенную устойчивость к коррозии.
Он также имеет меньшую тенденцию к образованию дыр (пузырей)

(Что касается того, почему это может быть, я оставляю это вам, чтобы попытаться выяснить.) Он также имеет хорошую прочность на растяжение (еще раз посмотрите, и сравните его с другими сплавами.)

Это делает его подходящим для изготовления прецизионных отливок. Некоторые применения были в корпусах 35-мм камер (от хороших производителей, таких как Nikon и Pentax), где литье делает его намного дешевле, чем обработка из цельного блока, но все же он должен быть достаточно прочным, точно изготовленным, и потому что они, вероятно, для использования во всех местах, где они могут подвергаться воздействию, например, соленой воды, они должны быть достаточно устойчивыми к коррозии.

Для вашего задания вам нужно будет найти несколько статей, в которых рассказывается об этом из авторитетного источника, если вы хотите получить самые высокие оценки. После того, как вы их найдете, вы можете добавить их в раздел «ссылки» после основной статьи с маркерами, чтобы показать в отчете, из каких источников вы получили информацию.

Таким образом вы покажете, что действительно проделали работу, и сможете подтвердить свои слова, указав на ссылку и сказав, что это то, что говорят эти люди, и они должны знать!

Именно так профессиональные ученые подкрепляют большую часть того, что они помещают в свои статьи, поскольку они почти всегда используют открытия других людей как часть своей работы.

Так работает наука, когда мы смотрим на то, что мы уже знаем (или думаем, что знаем), и узнаем об этом немного больше. Иногда мы обнаруживаем, что то, что, как мы думали, мы знали, было в некотором роде неправильным, обычно не сильно, но иногда довольно сильно. Это не означает, что предыдущая работа была неправильной, это просто означает, что это было лучшее объяснение, которое у нас было до того, как мы узнали немного больше. 9


Finishing.com стал возможным благодаря …
этот текст заменяется на bannerText

Вопрос, ответ или комментарий в ЭТОЙ теме -или- Начать НОВУЮ тему


Отказ от ответственности: с помощью этих страниц невозможно полностью диагностировать проблему отделки или опасность операции. Вся представленная информация предназначена для общего ознакомления и не является профессиональным мнением или политикой работодателя автора. Интернет в значительной степени анонимен и непроверен; некоторые имена могут быть вымышленными, а некоторые рекомендации могут быть вредными.

Если вы ищете продукт или услугу, связанную с отделкой металлов, проверьте следующие каталоги:

О нас/Контакты    –    Политика конфиденциальности    –    Отливки являются основным применением алюминиево-кремниевых сплавов, хотя некоторые листы или проволока изготавливаются для сварки и пайки, а некоторые поршневые сплавы экструдируются для ковки. Часто припой имеет только плакировку из алюминиево-кремниевого сплава, а сердцевина состоит из какого-либо другого тугоплавкого сплава.
Безмедные сплавы используются для отливок низкой и средней прочности с хорошей коррозионной стойкостью; медноподшипниковые для отливок средней и высокой прочности, где коррозионная стойкость не критична. Благодаря их превосходным литейным свойствам можно изготавливать надежные отливки даже сложной формы, в которых минимальные механические свойства, получаемые на участках с плохой подачей, выше, чем у отливок из более прочных, но менее литейных сплавов.

Отливки являются основным применением алюминиево-кремниевых сплавов, хотя некоторые листы или проволока изготовлены для сварки и пайки, а некоторые поршневые сплавы экструдированы для ковки запас. Часто припой имеет только плакировку из алюминиево-кремниевого сплава и сердцевина состоит из какого-то другого тугоплавкого сплава.

Безмедные сплавы используются для отливок низкой и средней прочности с хорошей устойчивость к коррозии; медный подшипник для отливок средней и высокой прочности, где коррозионная стойкость не критична. Благодаря отличной литейной способности, возможность изготовления надежных отливок даже сложной формы, при которых минимальная механические свойства, получаемые в плохо подаваемых секциях, выше, чем в отливках, изготовленных из более прочных, но менее литейных сплавов. Сплавы этой группы относятся к лимит композиции:

Си 5-25% Mn, Cr, Co, Mo Ni, Be, Zr до 3%
Cu 0-5% Fe до 3%
мг 0-2% На, старший < 0,02%
цинк 0-3% п < 0,01%

Кремний является основным легирующим элементом; придает высокую текучесть и низкую усадку, что приводит к хорошей литейности и свариваемости. Низкий коэффициент теплового расширения используется для поршней, высокая твердость частиц кремния для износа сопротивление. Максимальное количество кремния в литых сплавах порядка 22-24%. Si , но сплавы, полученные методом порошковой металлургии, могут достигать 40-50% Si .

Натрий или стронций производят «модификацию» и зародыши фосфора. кремний, чтобы обеспечить тонкое распределение первичных кристаллов. Железо – это основной примеси, и в большинстве сплавов прилагаются усилия, чтобы сохранить его как можно более низким с экономической точки зрения. возможно из-за его вредного воздействия на пластичность и коррозионную стойкость. В литье в песчаные формы и литье в постоянные формы верхний предел обычно составляет 0,6-0,7%. Fe . В некоторые поршневые сплавы железо может добавляться преднамеренно и при литье под давлением. допускается до 3% Fe .

Иногда в качестве корректирующих добавок добавляют кобальт, хром, марганец, молибден и никель. для железа; их добавление также повышает прочность при высокой температуре. Добавлена ​​медь повысить прочность и сопротивление усталости без потери литейных свойств, но при за счет коррозионной стойкости. Магний, особенно после термической обработки, существенно увеличивает прочность, но за счет пластичности.

Цинк является допустимой примесью во многих сплавах, часто до 1,5-2% Zn , т.к. не оказывает существенного влияния на свойства при комнатной температуре. Титан и бор являются иногда добавляют в качестве измельчителей зерна, хотя размер зерна в этих сплавах не слишком важно, потому что свойства в основном контролируются количеством и структурой кремния, на который повлияла модификация, произведенная добавками натрия или добавки фосфора.

Различие между растворенным и «графитным» кремнием иногда производится путем растворения сплава в кислотах, в которых растворенный кремний превращается в SiO 2 , тогда как графит остается несвязанным. Длительный или повторный нагревание приводит к сфероидизации кремния. Это сфероидирование происходит быстрее в модифицированных сплавов и приводит к укрупнению кремния до размера, очень близкого к размеру немодифицированный материал. В отсутствие меди железо обычно находится в Аль-ФеСиАл 5 – Si эвтектика в виде тонких пластинок, прослоенных кремнием иглы или стержни. При наличии более 0,8% Fe , первичный FeSiAl 5 , появляются кристаллы.

Титан и бор обычно добавляют в количествах, находящихся в пределах их растворимости в твердом состоянии. и не образуют отдельной фазы. Железо снижает их растворимость, поэтому необходим для очистки зерна; 0,1-0,2% V , как сообщается, очищает FeMn соединения. Олово и свинец, если они присутствуют вместе с магнием, имеют тенденцию попадать в мг 2 Si фаза. Все образующиеся фазы имеют тенденцию концентрироваться в зерне. границы в виде сложных эвтектик, более или менее сцепленных.

Параметр решетки немного уменьшается кремнием в растворе и несколько больше медью; ни один из других элементов не влияет на него заметно. Таким образом параметр сплавов находится между a = 4,045 x 10 -10 м и a = 4,05 x 10 -10 м, в зависимости от состава и обработки.

Термическое расширение существенно снижается за счет кремния и гораздо меньше заметно всеми другими добавками, кроме магния, который имеет тенденцию увеличивать это немного. Коэффициенты расширения при минусовых температурах также составляют порядка 10-20%. ниже, чем у чистого алюминия. Снижение коэффициента расширения титаном сообщается о добавках циркония, но очень сомнительно, что они могут быть заметными. Сплавы порошковой металлургии, содержащие до 50% Si имеют еще меньше коэффициенты расширения. Постоянное расширение сопровождает осаждение из раствор кремния, магния и меди; сумма варьируется, но может быть такой же высокой как 0,15%.

Теплопроводность порядка 1,2-1,6 х 10 -2 Вт/м/К, более низкие значения относятся к сплавам, отлитым в металлических формах или подвергнутым термообработке до удерживают кремний, медь или магний в растворе.

Электропроводность в основном зависит от количества кремния в растворе; медь и магний также влияют на него. Значения порядка 35-40% IACS для отожженных материалы и 22-35% IACS для сплавов, обработанных на твердый раствор. В жидкости удельное сопротивление в 10-15 раз больше, чем при комнатной температуре. Марганец, хром, титан, цирконий также снижают проводимость, модификация тоже.

Магнитная восприимчивость лишь незначительно снижается кремнием, медью и магния, но в основном зависит от содержания марганца.

Механические свойства. Сплавы, приготовленные из порошков, обладают несколько более высокой прочности, особенно при повышенных температурах. В кованых изделиях предел прочности при растяжении прочности 200-400 МПа, при относительном удлинении соответственно от 20 до 2-3%. Плохая техника литья может ухудшить свойства, хотя алюминиево-кремниевые сплавы являются одними из наименее чувствительных к таким переменным, как содержание газа, конструкция отливок, скорость охлаждения и подачи. Высокая чистота находит, что специальная обработка может придать свойства примерно на 10-20% лучше, чем в среднем, и, наоборот, вторичные сплавы, как правило, имеют более низкую пластичнее, чем первичные. Литье под давлением улучшает свойства по отношению к те из поковок.

Увеличение содержания кремния увеличивает прочность за счет пластичности, но это эффект не очень заметен. Модификация натрием приводит к ограниченному увеличению прочность, но существенное увеличение пластичности, особенно при литье в песчаные формы. При более высоких скоростях охлаждения, обычных для отливок в металлические формы, кремний уже несколько усовершенствовано без модификации, а улучшение от модификации уменьшено. Влияние размера ячейки и расстояния между дендритными ветвями на механические свойства сплавов с Si > 8% не очень заметно, но в сплавах с меньшим содержанием кремния, в которых преобладают алюминиевые дендриты, эффект нормальный.

Железо может немного повысить прочность, но резко снизить пластичность. особенно если выше 0,7% Fe и не корректируется марганцем, кобальтом и т.п. Бериллий, марганец, хром, молибден, никель, кобальт и цирконий все немного увеличить силу; марганец, кобальт, никель и молибден, если это необходимо для корректировки для железа также может повысить пластичность; в противном случае все они уменьшают его. Сообщается также, что бериллий корректирует эффект железа. Медь и цинк повышают прочность в ущерб пластичности, но наиболее эффективным упрочнителем является магний, особенно после термической обработки, при условии, что количество и распределение магний правильно.

Измельчение зерна за счет добавок титана, бора и циркония имеет только ограниченное влияние на механические свойства. Сообщается, что добавление серебра увеличивается удлинение. Сурьма, олово, свинец и кадмий снижают все свойства, а сурьма, в сочетании с магнием может снизить реакцию на термическую обработку. Кальций может увеличивают прочность и уменьшают относительное удлинение в прямых алюминиево-кремниевых сплавах, но он оказывает вредное воздействие на поршневые сплавы.

Прочность на сжатие выше прочности на растяжение примерно на 10-15%. Прочность на сдвиг составляет примерно 70 % предела прочности.

Ударопрочность низкая, но чувствительность к надрезам тоже, как и следовало ожидать в сплавах, содержащих большое количество твердой, хрупкой второй фазы, часто с резким углы. Ударопрочность улучшается за счет сфероидизации кремния.

Модуль упругости имеет порядок 85-95 ГПа, меняясь с температурой, как и прочность на растяжение. Сообщается об уменьшении демпфирующей способности с возрастом.

Свойства при криогенных температурах выше, чем при комнатной температуре; там мало или совсем не увеличивается до 170 К, но при 70 К прочность стала несколько на 20% выше, чем при комнатной температуре, с незначительным снижением пластичности или без него. Выемка прочность существенно не меняется при криогенных температурах. Эффект легирующих элементов на криогенные свойства не слишком хорошо установлено, но, вероятно, это незначительно.

При высокой температуре прочность снижается, а пластичность увеличивается. снижение является закономерным и более быстрым, чем для других алюминиевых сплавов, за исключением алюминиево-цинково-магниевая группа. Небольшое увеличение прочности, показанное нагревом обрабатываемых сплавов, особенно если они только состарены естественным путем, носит временный характер, когда достигается стадия перестаривания, происходит резкое падение, а затем упадок прочности с температурой становится регулярным. Ударопрочность увеличивается с увеличением температура. При более высоких температурах элементы с высокой температурой плавления (медь, железо, марганец, никель, кобальт, хром, вольфрам) в некоторой степени снижают падение в силе, хотя их влияние не является существенным. Сообщается также, что бериллий повысить жаропрочность. Несмотря на их низкую жаропрочность и сопротивление усталости, алюминиево-кремниевые сплавы широко используются для поршней из-за их низкого коэффициента расширения, хорошей износостойкости и хорошей литейной способности. Заэвтектические сплавы с добавками до 2-3% меди, никеля, железа, марганца, предпочтительны хром или магний, хотя хорошие характеристики также были получены с доэвтектическими сплавами и сплавами с низким содержанием тяжелых металлов. Цинк, свинец и олово уменьшаются высокотемпературная прочность. Модифицированные сплавы имеют несколько меньшую жаропрочность. прочность.

Сопротивление ползучести не особенно хорошо. Кремний увеличивает ползучесть сопротивление алюминия намного меньше, чем у большинства других легирующих элементов. Медь, железо, марганец, никель, кобальт, хром и т. д., как и следовало ожидать, увеличивают его, и поэтому делают магний и редкоземельные элементы.

Сопротивление усталости относительно низкое, особенно если кремний не модифицирован или сфероидизируется термообработкой. Кобальт и марганец могут уменьшить усталость сопротивление. Давление при замораживании повышает усталостную прочность и износостойкость; дефекты поверхности и сложные нагрузки снижают ее, особенно при высокой температуре. Усталость прочность падает постепенно с температурой в прямом алюминий-кремний, но есть отсутствие падения до 500 К в сплавах алюминий-медь-кремний. Сплавы чувствительны к термическая усталость из-за существенной разницы в коэффициенте расширения матрица и частицы кремния.

Износостойкость очень хорошая, особенно в заэвтектических сплавах, в которых твердые частицы кремния хорошо распределяются либо за счет зародышеобразования фосфора, либо за счет производство порошковой металлургии или в сплавах, к которым был добавлен висмут. Носить стойкость высококремнистых сплавов (20-25% Si ) в 10 раз лучше, чем у обычная сталь и сравнима со сталью с поверхностной закалкой. Трения в парах стали по сравнению с алюминиево-кремниевыми сплавами уменьшается с совершенством поверхности и твердостью из стали; однако алюминиево-кремниевые сплавы для подшипников не принесли успеха если они не содержат значительное количество олова.

Коррозионная стойкость. Алюминиево-кремниевые сплавы без меди имеют хорошую коррозионную стойкость устойчивость к большинству реагентов; только в щелочных растворах, которые также разъедают кремний поскольку алюминий их производительность плохая. Медь заметно снижает коррозию сопротивление, как и железо, если его не исправить марганцем или хромом. Цинк до 2-3% не влияет. Олово и кальций также оказывают вредное воздействие на коррозию. сопротивление. Пористость снижает коррозионную стойкость. Коррозия проточной водой быстрее, чем в стоячей воде, но того же типа. Алюминиево-кремниевые сплавы с железо и никель обладают особенно хорошей стойкостью к высокотемпературной воде или пару. Во вторичных сплавах, где многие элементы присутствуют в небольших количествах, цинк и марганец компенсирует медь и никель, а коррозионная стойкость указывается как очень близко к первичным сплавам. Контактная коррозия особенно слаба в сплавы алюминия-кремния-меди, но даже сплавы без меди в этом отношении хуже чем алюминий 99,8%.

Обрабатываемость плохая, потому что чрезвычайная твердость кремния в сочетании при относительной мягкости матрицы инструмент изнашивается очень быстро. В заэвтектические сплавы добавки фосфора, улучшающие распределение кремния улучшить обрабатываемость; но в доэвтектических сплавах фосфор имеет тенденцию восстанавливать его, тогда как натрий улучшает его. Медь еще больше снижает обрабатываемость для той же содержание кремния, особенно после термической обработки, но такое же, как у медно-кремниевых сплавы с низким содержанием кремния могут иметь обрабатываемость, равную или лучшую, чем у сплавов с высоким содержанием кремния. сплавы с высоким содержанием кремния, не содержащие медь. Железо, марганец, никель, цинк, титан и др. не снижает обрабатываемость.

Силумин | Научный.Нет

Заголовок статьиСтраница

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СПЛАВА AlSi7Mg0,3 БЫСТРООХЛАЖДАЕМОЙ лигатурой С ПОМОЩЬЮ ТЕРМООБРАБОТКИ

Аннотация: Развитие современных высокотехнологичных производств промышленного производства невозможно без разработки новых методов обработки материалов с высокими механическими характеристиками. Возрастает потребность в увеличении доли деталей из алюминиевых сплавов, усложнении конфигурации литых деталей, повышении их надежности и долговечности в эксплуатации и т. д. Все это ставит перед металлургами и литейщиками задачу создания новые технологии получения сплавов, улучшение технико-экономических характеристик конструкционных материалов, повышение качества и снижение себестоимости отливок. Заэвтектические силумины обладают хорошими литейными свойствами, хорошей свариваемостью, обрабатываемостью и коррозионной стойкостью. Однако они склонны к образованию грубого игольчатого состояния, что снижает их полезные характеристики. Для устранения этого явления необходимо применение специальных технологий и наиболее распространенной является их модификация, обеспечивающая измельчение зерна. Это дает возможность использовать силумины для изготовления отливок сложной формы с повышенной плотностью и малой усадочной пористостью. Такие детали могут выдерживать средние нагрузки в ответственных узлах. Алюминиево-кремниевый сплав АК7 или (АСи7Мг0,3) — типичный силумин, востребованный в автомобилестроении, строительстве, авиастроении, машиностроении, автомобилестроении и тракторостроении. Он ценится за хорошие литейные свойства, свариваемость, обрабатываемость и коррозионную стойкость.

59

Исследование эффективности применения комплексной обработки при получении различных типов поверхностей

Аннотация: Рассмотрено влияние эффекта совмещения различных видов обработки, основанного на физической силе, действующей на поверхность токопроводящих материалов, и электрохимическом активном действии электролитов, выступающих в качестве смазочно-охлаждающей жидкости. Проведенные эксперименты показывают существенное влияние этих видов обработки на качество поверхности и обеспечение исходных различных физико-механических свойств обрабатываемых материалов. В статье представлены различные зависимости качественных параметров для реализации процессов формообразования с использованием таких операций обработки лопаток, как точение, нарезание резьбы в отверстиях малого диаметра и развальцовка отверстий. При комбинированных способах обработки процесс формирования чистовой поверхности происходит за счет совместного действия режущего инструмента и анодного растворения металла под действием электрического тока в растворе электролита. Применение этого метода позволяет получить более высокие параметры качества при механической обработке алюминиевых и медных сплавов, формируемой в процессе обработки поверхности, в том числе с сохранением таких особых свойств некоторых материалов, как пористость.

589

Производство слитков первичных силуминов, модифицированных стронцием

Аннотация: В статье рассмотрен ряд закономерностей получения первичнолитых слитков AlSi7Mg, AlSi7MgSr, AlSi11Mg и AlSi11MgSr. Исследованы особенности плавления и литья этих сплавов, а также влияние кремния и стронция на формирование усадочных раковин. Показано, что стронций при использовании в качестве модификатора изменяет не только морфологию кремния, но и характер затвердевания и усадки сплава. Более подробно изучены дефекты, образующиеся в слитках, изготовленных из сплава AlSi11MgSr, близкого к эвтектическому.

490

Упрочнение силумина композитными частицами ядро/оболочка [email protected]

Аннотация: Рассмотрены аспекты повышения прочности силумина за счет введения в его расплав ультрадисперсных порошков кремнезема. Расчет поверхностной энергии наночастиц оксида кремния показал перспективность этой модификации. Предложен способ повышения адгезии кремния к алюминию, за счет поверхностно-активных свойств магния и высокой поверхностной энергии наночастиц, что способствует образованию химических соединений кремния с алюминием и, как следствие, упрочнению. сплава. В связи с большой разницей поверхностных энергий магния и кремния показана возможность получения наночастиц ядро-оболочка [email protected] одностадийным методом под действием электронного пучка. Представлены раскладка вещества в графитовом тигле, зависимость тока электронного пучка для получения наночастиц [email protected]

134

Механизм распада кремниевых пластин в алюминиевой матрице под действием электронного пучка

Аннотация: Предложен механизм распада частиц кремния в силумине в зоне теплового воздействия низкоэнергетического сильноточного электронного пучка. Суть его заключается в том, что под действием механических напряжений граница раздела кремниевых включений с алюминиевой матрицей становится неустойчивой, что приводит к распаду кремниевых частиц. Предполагалось, что неустойчивость является аналогом неустойчивости Рэлея-Тейлора. Механические напряжения, возникающие из-за несоответствия модулей упругости и коэффициентов линейного расширения включения и матрицы, являются аналогами силы тяжести. Анализ начальной стадии неустойчивости в рамках вязкопотенциального приближения показал, что зависимость скорости роста возмущений имеет только один максимум, приходящийся на длину волны порядка ≈ 500 нм, что в 5 раз больше выше, чем у экспериментальных данных. Такое несоответствие можно объяснить тем, что при построении модели температура включения кремния и алюминиевой матрицы считалась постоянной, близкой и равной эвтектической температуре силумина. На самом деле температуры включения и матрицы различны. Для учета влияния этих фактов на нестабильность интерфейса необходимы новые исследования.

32

Технология получения слоистых композиционных материалов на основе доэвтектического силумина АК9ч и спеченного порошка железа АНС100.29

Аннотация: В статье представлена ​​новая технологическая схема получения биметаллических материалов состава «алюминиевый литейный сплав – спеченный железный порошок» методом совместной штамповки. Приведены результаты экспериментальных исследований влияния технологических условий на физико-механические свойства исходных материалов и адгезионную прочность конечной биметаллической заготовки.

252

Определение опасности биметаллической коррозии электрохимическим методом

Аннотация: Целью данного исследования было исследование (моделирование среды для обработки солей дорог в зимний период и моделирование среды конденсированных выхлопных газов) явления гальванической коррозии, которые могут существовать в конструкции сцепления автомобилей. Электрохимическое поведение горячеоцинкованной стали и алюминиевого сплава, нержавеющей стали и алюминиевого сплава и нержавеющей стали и силумина исследовано электрохимическими методами в 3 % растворе NaCl и в растворе СЭГ. Измерение потенциала открытой коррозии использовалось для получения значений потенциала для каждой пары. Измерение показало больший биметаллический риск для горячеоцинкованной стали с алюминиевым сплавом, где ΔE SCE > 500 мВ и эта пара также не подходит для использования в агрессивной среде. Расчет скорости коррозионного воздействия осуществляется на основе определения токов коррозии, измеренных Таффелем и Эвансом. Степень коррозионного поражения анализировали с помощью светового микроскопа. Ключевые слова: биметаллический; алюминиевый сплав; нержавеющая сталь; силумин; выхлопной газ; коррозионный потенциал; электрохимический метод;

62

Прогнозирование структуры и затрудненной усадки отливок с использованием системы инженерного анализа ProCAST

Аннотация: В статье представлены методы прогнозирования структуры и геометрических параметров отливок с использованием системы инженерного анализа ProCAST. На основе экспериментальных исследований и компьютерного моделирования установлена ​​закономерность между скоростью переохлаждения алюминиевого сплава, с одной стороны, и скоростями зарождения и роста кристаллов, с другой. Также установлены зависимости, характеризующие изменение модуля пластичности, коэффициента теплового линейного расширения, коэффициента Пуассона в интервале температур от 20 до 1000°С для стержней из смеси α-сетки. Компьютерное моделирование на основе экспериментальных данных обработки силуминовых отливок позволило спрогнозировать структуру сплава с вероятностью 95 %, а также рассчитать точность затрудненной усадки сплава с точностью, равной ± 1,5 %.

661

Перспективы использования диоксида титана в качестве компонента модифицирующей композиции алюминиевых литейных сплавов

Аннотация: Изучена возможность модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов диоксидом титана при стандартных температурах плавления до 800 °С. Результат достигается за счет совместного использования диоксида титана и фторидов щелочных и щелочноземельных металлов. Проведены расчеты изменения энергии Гиббса химических реакций взаимодействия диоксида титана с алюминием, криолитом, фторидом бария. Показана термодинамическая возможность модифицирования силумина восстановлением титана из диоксида в присутствии подобранных добавок. Проведена опытная плавка и получены результаты механических испытаний опытных сплавов в зависимости от используемых добавок. После обработки расплава исследуемыми сочетаниями структура сплава частично модифицируется, что повышает механические свойства силумина.

636

Модификация заэвтектического силумина ионно-электронно-плазменным методом

Аннотация: Заэвтектический силумин представляет собой алюминиево-кремниевый сплав. Он широко используется в качестве материала для изготовления поршней и подшипников скольжения. Образцы были получены в Белорусском государственном университете и в Физико-техническом институте НАН. Процентное содержание кремния составляет 18-20 мас.%. Структура имеет большое количество пор и трещин. Размер пор 100 мкм. Способ модификации осуществляли в два этапа. Первым этапом является ионно-плазменное нанесение покрытия ZrTiCu. Второй шаг – вплавление покрытия в подложку. После модифицирования микротвердость составляет 3,2 ГПа, износостойкость в 1,8 раза меньше, чем у необработанных образцов. Размер кристаллитов 0,2-0,4 мкм. Таким образом, этот метод позволяет получать сплавы в приповерхностном слое, измельчая структуру и повышая механические характеристики.

54

АНАЛИЗ И СРАВНЕНИЕ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА [Al 2024-T6] И СИЛЮМИНОВОГО ПОРШНЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ FEA P Sreejesh 1& P J Manoj2

(1)

78 |

P a g e

ANALYSIS AND COMPARISON OF ALUMINIUM

ALLOY [Al 2024-T6] AND SILUMIN PISTON BY

USING FEA

P Sreejesh

1

и П. Дж. Маной

2

1,2

Департамент машиностроения, правительство. Инженерный колледж Триссур, (Индия)

РЕФЕРАТ

Поршень является составной частью поршневого двигателя. Его цель состоит в том, чтобы передать усилие от расширяющегося газа в к коленчатому валу через поршневой шток и шатун. Это один из самых сложных компонентов Автомобиль . Основная цель этой статьи — сравнить два разных материала [АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ Al 2024-T6 И СИЛУМИН] изготовлен из поршня с изменением конструкции для достижения меньшего объема, меньшего веса, минимум , минимальная деформация и более высокая эффективность на основе анализа связанных полей. Правильный конечный элемент Модель разработана с использованием программного обеспечения CAD pro/E wildfire 5.0. Полный дизайн импортирован с помощью программного обеспечения ANSYS 14.5 , затем выполняется анализ. Отображаются результаты и проводится сравнение для поиска наиболее подходящего материала для .

дизайн и снижение стоимости для массового производства

.

Ключевые слова- ANSYS 14.5, АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ [Al2024-T6], SILUMIN, pro/E wildfire 5.0,

I. ВВЕДЕНИЕ

Автомобильные компоненты пользуются большим спросом в наши дни. . Увеличение спрос обусловлен улучшенными характеристиками и сниженной стоимостью этих компонентов. Инженеры по НИОКР и тестированию должны разработать критически важные компоненты в кратчайшие сроки, чтобы свести к минимуму время запуска новых продуктов. Этот требует понимания новых технологий и быстрого погружения в разработку новых продуктов. А Поршень представляет собой подвижный компонент, заключенный в цилиндр и газонепроницаемый с помощью поршневых колец. В двигателе его назначение состоит в передаче от расширяющегося газа в цилиндре к коленчатому валу через поршневой шток и/или соединительный стержень. Поскольку поршень является важной частью двигателя, он подвергается циклическому давлению газа и силам инерции при работе, и это рабочее состояние может вызвать усталостное повреждение поршня. Исследования показывают, что наибольший стресс появляется на верхнем конце поршня, и концентрация напряжения является одной из основных причин усталостного разрушения. Двигатель внутреннего сгорания — это такой первичный двигатель, который преобразует химическую энергию в механическую. энергия. Топливо при сгорании превращается в газ, который ударяется о поршень и толкает его, вызывая возвратно-поступательное движение. движение. Затем возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала с помощи шатуна. Двигатели внутреннего сгорания используются в морских судах, локомотивах, самолетах, автомобилях и других промышленных Приложения. Поршень является составной частью поршневых двигателей внутреннего сгорания. Это подвижный компонент, который содержится цилиндром и сделан газонепроницаемым поршневыми кольцами. В двигателе его целью является передача силы от расширяющегося газ в цилиндре к коленчатому валу через поршневой шток.

1.2

Цель диссертации

Сравнение двух материалов [АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ [Al 2024-T6] и [СИЛЮМИН] для изготовления поршень автомобильного применения, основанный на минимальном весе, меньшем объеме, лучшей эффективности и минимальном деформация для безопасного проектирования с использованием структурного анализа и анализа связанных полей.

1.3 Требования к проекту

Программное обеспечение является основным требованием для этого проекта. Из требований к программному обеспечению я выбрал PRO E и ANSYS.

(2)

79 |

Страница

может создавать только 3D дизайн. Следующим программным обеспечением является ansys workbench, которое широко используется для целей анализа. Используя это программное обеспечение, мы можем получить значения максимальной деформации, деформации и напряжения поршня.

1.4 Выбор материала

1.4.1 АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ [AL2024-T6]

Алюминиевые сплавы обычно имеют модуль упругости около 70 ГПа, что составляет примерно одну треть от модуля упругости модуль большинства сталей и стальных сплавов. Следовательно, для данной нагрузки компонент или узел, изготовленный из алюминиевый сплав будет испытывать большую упругую деформацию, чем стальная деталь того же размера и формы. Хотя существуют алюминиевые сплавы с несколько более высокой прочностью на растяжение, чем обычно используемые виды стали, простая замена стальной детали на алюминиевый сплав может привести к проблемам. 92

Коэффициент теплового расширения: 2,3e-005/Кельвин

Таблица 1.1: Механические свойства материала Al 2024-T6 1.4.2 СИЛУМИН

Силумин – название, которое используется в некоторых странах для сплавов на основе системы Al–Si. Силумин это серия из легких высокопрочных алюминиевых сплавов с содержанием кремния от 3 до 50 %. Большинство этих сплавов являются литейными, но также изготавливаются методами быстрого затвердевания и порошковой металлургии.

93

(3)

80 |

Страница

Таблица 1.2: Механические свойства силуминового материала

II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОЦЕДУРА

2.1 РАСЧЕТ НАГРУЗКИ

Механический КПД двигателя (η) = 80 %. η = Тормозная мощность (B.P) / Индикация мощности (I.P) Следовательно,

I.P = B.P/ η = 6,2/0,8 = 7,75 кВт

Кроме того, I.P = P x A x L x N/ 2 I.P = P x (π D2/4) x L x (N/2) Подстановка значений

7,75 х 1000 = Р х (π (0,14)2

/4) x 0,152 x (5000/ (2×60)) Р = 0,7949 МПа

Максимальное давление

pmax = 10 x P = 10 x 0,7949 = 7,949 МПа

2.2 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ДИЗАЙН ДЛЯ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА [AL2024-T6] ПОРШЕНЬ

 ТОЛЩИНА ГОЛОВКИ ПОРШНЯ ( tH )

Толщина головки поршня, рассчитанная по следующей формуле Грасгофа

tH = D√3Pmax/16σt

tH = 140√3×7,921/16×307 92

 ОСЕВАЯ ТОЛЩИНА КОЛЬЦА ( t2 )

t2 = 0,7 t1 до t1

t2 = 5 мм

 ШИРИНА ВЕРХНЕЙ ПОЛОСЫ ( b1)

b1 = от tH до 1,2 tH b1 = 10 мм

 ШИРИНА ДРУГИХ ЗЕМЕЛЬ КОЛЬЦА ( b2 )

b2 = 0,75 t2 до t2

b2 = 4 мм

 МАКСИМАЛЬНАЯ ТОЛЩИНА СТВОЛА [ t3 ]

t 3 = 0,03*D+b+4,5 мм

t3= 14,34 мм

2. 3 Аналитический расчет для силуминового поршня

Серийный № Размеры Размер в мм

1 Длина поршня (L) 152

2 Диаметр цилиндра/внешний диаметр поршня(D) 140

3 Толщина головки поршня (tH) 8,036

4 Радиальная толщина кольца (t1) 5,04

5 Осевая толщина кольца (t2) 5

6 Ширина верхней площадки (b1) 10

7 Ширина других кольцевых площадок (b2) 3,5

8

Толщина ствола (т3)

(5)

82 |

Страница

2.4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОРШНЯ

Рис. 2.1: 3D-вид поршня Al 2024-T6, вид спереди

2.4.1 Зацепление поршня

Рис. 2.2: Схема зацепления поршня Al 2024-T6

III. АНАЛИЗ ПОРШНЯ ПРИ ТЕПЛОВЫХ И МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

[СВЯЗНОЕ ПОЛЕ]

 Давление вниз [7,949 МПа] до газовой нагрузки, действующей на головку поршня  Температура и коэффициент теплопередачи, применяемые к поршню

SL. NO ПОРШЕНЬ ОБЛАСТЬ ТЕМПЕРАТУРА

[0с]

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

КОЭФФИЦИЕНТ [Вт/м2k]

1 Головка поршня 623 3200

2 Ширина верхней площадки 603 2400

3 Зона поршневых колец 523 1600

4 Зона юбки поршня 413 1000

Таблица 3.1: Температура и коэффициент теплопередачи поршня

(6)

83 |

Страница

Рис. 3.1: Диаграмма анализа напряжений фон-мисс

Рис. 3.2: Диаграмма анализа деформации

Рис. 3.3 Диаграмма анализа деформации

(7)

84 |

Страница

4.2

Силуминовый поршень при анализе связанного поля

Рис. 3.5: Диаграмма анализа фон промаха

Рис. 3.6: Диаграмма анализа деформации

(8)

85 |

Страница

Рис. 3.8: Диаграмма полного теплового потока

V. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

чем предел текучести материала

 Для поршня из АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА [Al 2024-T6] максимальное напряжение фон-промаха составляет 180,9 МПа меньше

, чем предел текучести [401 МПа]

 Для поршня SILUMIN максимальное напряжение фон промаха составляет 167,86, что меньше предела текучести [411 МПа]

 В этом результате анализа связанного поля SILUMIN имеет меньшую толщину по сравнению с АЛЮМИНИЕВЫМ СПЛАВОМ [Al

2024-T6], но конструкция надежная

 Затем мы наблюдали из анализа связанных полей деформацию и деформацию для SILUMIN и

АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ [Al 2024-T6]

 В поршне SILUMIN максимальное значение деформации 0,472, что значительно меньше максимального

значение деформации АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА [Al 2024-T6], что составляет 0,620

 В поршне SILUMIN максимальное значение деформации составляет 0,00061, что намного меньше максимального значения деформации

АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ [Al 2024-T6], т. е. 0,0021

СЛ.Н О

ДАВЛЕНИЕ ИЛИ ЗАГРУЗИТЬ

[МПа]

МАТЕРИАЛЫ ОТ ПРОПУСКА

НАПРЯЖЕНИЕ [МПа]

ДЕФОРМАЦИЯ [мм]

ШТАММ

[мм/мм]

ОБЩЕЕ ТЕПЛО ПОТОК

[Вт/м2К]

1 [7,94]

Ал 2024-Т6 180,93] 966350

0

3 Штамм

[мм/мм]

0,00274 0,00061

4 Полная деформация

[мм]

0,602 0,412

Таблица 4.2 Выбор материалов Al 2024-T6 и SILUMIN

VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из анализа, проведенного в этом исследовании, можно сделать следующий вывод:

 Было обнаружено, что максимальное напряжение по фон-миссу составляет 167 МПа, что меньше максимального предела прочности при растяжении.

Напряжение (182 МПа) и предел текучести (411 МПа) материала

 На основе анализа сопряженных полей максимальная деформация поршня SILUMIN составляет 32% меньше

чем АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ [ Al2024-T6 ]

 Снижение веса на 17 % и уменьшение объема на 10 % было обнаружено в поршне SILUMIN для сравнения

с поршнем из АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА [Al 2024-T6] указывает на снижение затрат на массовое производство.

ССЫЛКА

[1]. [1] Ч. Венката Раджам, П. В. К. Мурти, М. В. С. Мурали Кришна, Г. М. Прасада Рао «Анализ дизайна и Оптимизация поршня с использованием CATIA и ANSYS» Международный журнал инновационных исследований в Engineering & Science ISSN 2319-5665 (январь 2013 г., выпуск 2, том 1)

[2]. [2] Дипак Малхотра и Сунил Чаудри, Термомеханический анализ и снижение веса воздуха Поршень компрессора с использованием CATIA и ANSYS», Международный журнал инновационных исследований в Инженерия и наука Том. 3 Выпуск 10, октябрь 2014 г.

[3]. [3] А. Р. Бхагат, Ю. М. Джибхакате «Тепловой анализ и оптимизация I.C. Поршневой двигатель с использованием конечного Элементный метод» Международный журнал современных инженерных исследований. IJERT ISSN, выпуск 4, том 2, 2012 г.

(10)

87 |

Страница

[5]. [5] Локеш Сингх, Сунир Сингх Рават «Конечно-элементный анализ поршня в Ansys», International

Журнал современных тенденций в области инженерии и исследований (IJMTER) ISSN 2393-8691

[6]. [6] Исам Джасим Джабер и Аджит Кумар Рай «Дизайн и анализ I.C. Поршень двигателя и поршневое кольцо Использование программного обеспечения Catia и Ansys», Международный журнал машиностроения и технологий

Силумин (сплав) состав, свойства

А Группа литейных сплавов на основе алюминия с содержанием кремния от 4 до 22%, называемых силуминами. Сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью во влажной среде и морской воде. В состав силумина (сплава) также входит небольшое количество марганца, цинка, титана, железа, меди и кальция. Имеют хорошие литейные и механические свойства, легкую резку. Внешний вид больше напоминает чугун, и распознать его, не имея с ним опыта, сложно.

Основные свойства

По свойствам часто сравнивают со сталью (нержавеющей). Следует отметить, что он по сравнению с последним имеет меньший удельный вес. Силумин — сплав алюминия с кремнием. Обладают следующими свойствами:

  • Удельная прочность. Показатели и легированных сталей с близкими значениями, но с учетом того, что вес силумина меньше, конструкция из него лучше;
  • Износостойкость;
  • Стойкость к коррозии. На поверхности металла образует защитную пленку, предохраняющую его от негативного влияния окружающей среды;
  • Низкий удельный вес, равный 2,8 г/см 3 ;
  • Пластичность. При заполнении форм из сплава получают детали сложной конфигурации. Благодаря хорошей литейной способности процесс литья удешевляется;
  • Низкая температура плавления. Она составляет около 6000 градусов Цельсия, что значительно ниже температуры плавления стали. Это свойство также влияет на литье и снижает стоимость операций;
  • Доступная цена.

Эти свойства силумина (сплава) показывают, что этот материал выгодно использовать при изготовлении различных изделий. Однако следует отметить, что он обладает высокой хрупкостью. При падении изделие из силумина может треснуть.

Рекомендуем

Происхождение славян. Влияние разных культур

славян (под этим названием), по мнению некоторых исследователей, появилось в истории только в 6 веке н.э. Однако язык народности носит архаичные черты индоевропейской общности. Это, в свою очередь, говорит о происхождении славян ч…

Маркировка

Силумин- сплав на основе алюминия. В них добавляют кремний и некоторые другие элементы для улучшения свойств. Для быстрого и точного подбора материала с определенным составом и процентным содержанием входящих в него элементов была разработана маркировка сплавов.

Содержит комбинацию цифр и букв. Буквы обозначают включенные характеристики, а цифры – их процентное содержание, кроме алюминия. Буквы расположены в порядке убывания процентного содержания элемента. Запись АК12Ц3 означает, что сплав содержит 12% кремния, 3% цинка, а все остальное – 85% алюминия.

Виды силумина

Силумин в цветной металлургии подразделяют на:

  • Кованый (дополированный и эвтектический). При литье дополиэфирных сплавов используют только легированный кремний 4–10%. Иногда небольшое количество примесей меди и марганца. Эвтектика содержит около 13% кремния.
  • Литье (заэвтектическое). Они обладают высокой текучестью, что обеспечивает получение отливок сложной формы с тонкими стенками, малой усадкой, малой склонностью к образованию трещин. Содержание кремния до 20%.

Ремонт силумина

Силумин-сплав с повышенной хрупкостью, поэтому изделия из него в процессе эксплуатации могут треснуть.

Для их восстановления использован эпоксидный клей. Внешний вид восстанавливается, но использовать его при больших нагрузках не нужно. Для склеивания следует:

  • Обезжирить место, на которое будет наноситься клей, дать высохнуть;
  • Клей растворить в соответствии с прилагаемой инструкцией и нанести на обезжиренную поверхность;
  • Плотно соедините сломанные детали и забудьте о них на сутки.

Сварка Ремонт

В некоторых случаях поврежденное изделие лучше заварить. Эту процедуру проводят самостоятельно в домашних условиях или обращаются к специалисту. При работе температура материала повышается, в результате чего на сплаве появляется оксидная пленка, препятствующая соединению деталей изделия. Для устранения этих негативных явлений при сварке используют аргон, обеспечивающий защиту от негативных факторов. Для работы необходимо:

  • Для приготовления неплавящихся вольфрамовых электродов и припоев для сварки конструкций из алюминия;
  • Обезжирить поверхность;
  • Исправление продукта;
  • Разогрейте поверхность до 220 градусов Цельсия. Для отвода тепла на свариваемую металлическую деталь надевается стальная полоса;
  • Сварка шва переменным током;
  • Сделайте швы для эстетичного вида.

Изделие готово к работе при малых нагрузках.

Применение

Низкая стоимость в сочетании с технологичностью позволяет сплаву силумина, в состав которого входит алюминий с кремнием, широко применяться в народном хозяйстве:

  • Машиностроение – поршни, детали шасси, цилиндры, двигатели;
  • Авиастроение – блоки цилиндров, поршни для охлаждения деталей самолетов;
  • Оружие – ящики, стволы, детали для пневматического оружия;
  • Газотурбинное оборудование – генераторы переменного тока, теплообменники;
  • Производство бытовых приборов – кастрюль, сковородок, казанов, коптилен;
  • Скульптурная техника.

В составе силумина (сплава) могут присутствовать добавки цинка, титана, железа, калия, меди в небольших количествах. Все его марки обладают значительными литейными качествами, текучестью и просто сварены между собой. Сплаву присуща долговечность и прочность, но это хрупкий материал. Изделия из силумина выдерживают большие нагрузки, но при падении могут треснуть. Это главный недостаток материала.

Группы сплавов

Различают несколько групп силумина, связанных с его применением:

  1. Эвтектика. Маркировка АК12, относится к литейным сплавам, содержащим 12% кремния. Характеризуется коррозионной стойкостью, малой усадкой отливки, значительной твердостью, герметичностью. Применяют для литья оборудования, деталей, машин, оборудования сложной формы. Из-за хрупкости не рекомендуется отливать ответственные детали для работы под нагрузкой.
  2. Доаутентификация. Маркируется Ак9ч, отливка имеет высокие технологические свойства, коррозионную стойкость и механическую прочность. Используется для изготовления сложных деталей больших или средних размеров. Сохраняет свойства при температуре до 200 градусов Цельсия. Большая его часть работает под большой нагрузкой.
  3. Заэвтектика. Высоколегированный высоколегированный сплав АК21М2 обладает высокой жаростойкостью и долговечностью. Используется для изготовления фасонных отливок. Идет на изготовление поршней, работающих в среде высоких температур.

Заключение

Силуминовый сплав, в котором алюминий является основным элементом. Добавление кремния делает материал твердым и износостойким. При получении силуминовых отливок не образуются трещины. Нет ни одной отрасли экономики, в которой не использовались бы алюминиевые сплавы.

Силумин применяют для изготовления гильз к огнестрельному оружию, запчастей к автомобилям, мотоциклам, судам, посуды. Все сплавы алюминия и кремния называются силуминами. И все они имеют разные свойства. Это зависит от содержания в составе силумина (сплава) кремния, которое может достигать 4–22 % от общего количества.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.