Сплавы на основе алюминия

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный  университет»

 

Политехнический институт

Факультет Транспортно-технологические системы

Кафедра Подъемно-транспортные машины и оборудование

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по дисциплине

 

НОВЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

 

на тему

 

 
Сплавы на основе Алюминия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст.гр.640781/09                                                      Большаков В.Б

 

Проверил: д.т.н.; профессор                                                     Дронов В.С.

 

 

 

 

 

Тула 2013 г.

Оглавление

Введение 3

1. Алюминий и сплавы на его  основе 4

1.1.Общая характеристика  и классификация алюминиевых  сплавов. 5

1.2. Деформируемые  алюминиевые сплавы. 6

1.3.Литейные  алюминиевые сплавы. 12

1.4. Специальные  алюминиевые сплавы. 15

2. Литые композиционные  материалы на основе алюминиевого  сплава для машиностроения 19

Заключение: 23

Список используемой литера туры: 24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Материалы с малой плотностью (легкие материалы) широко применяют в авиации, ракетной и космической технике, а также в автомобилестроении, судостроении, строительстве и других отраслях промышленности. Применение легких материалов дает возможность снизить массу, увеличить грузоподъемность летательных аппаратов без снижения скорости и дальности полета, повысить скорость движения автомобилей, судов, железнодорожного транспорта.

К основным конструкционным легким металлам относятся пластмассы, цветные металлы Mg, Be, Al, Ti и сплавы на их основе, а также композиционные материалы. Особенно перспективны материалы, которые дают возможность снизить массу конструкций при одновременном повышении их прочности и жесткости. Основными критериями при выборе конструкционных материалов в этом случае являются удельные прочность и жесткость. Среди сплавов на основе Al, Mg и пластмасс лишь отдельные группы имеют

 

1. Алюминий и сплавы на его основе

Алюминий – один из самых  легких металлов (): примерно второе легче меди или железа. По теплопроводности и электропроводности он уступает лишь серебру, золоту и меди. Алюминий – химически активный  металл. Однако на поверхности алюминия легко образуется плотная окисная пленка , которая защищает его от дальнейшего взаимодействия с окружающей средой. Окисная пленка обладает очень хорошим сцеплением с металлом и малопроницаема для всех газов. Он устойчив в тех средах, которые не разрушают защитную окисную пленку. Сернистый газ, аммиак, сероводород мало влияют на стойкость алюминия в воздухе. Он обладает хорошей коррозионной стойкостью в морской воде.

Алюминий обладает малой плотностью, хорошими теплопроводностью и электропроводимостью, высокой пластичностью и коррозионной стойкостью. Примеси ухудшают все эти свойства.

Постоянные примеси алюминия Fe, Si, Си, Zn, Ti .В зависимости от содержания примесей первичный алюминий подразделяют на три класса: особой чистоты А999 (≤0,001 % примесей), высокой чистоты А995, А99, А97, А95 (0,005-0,05% примесей) и технической чистоты А85, А8 и др. (0,15-1% примесей). Технический алюминий, выпускаемый в Виде деформируемого полуфабриката (листы, профили, прутки и др.), маркируют АДО и АД1. Механические свойства алюминия зависят от его чистоты и состояния. Увеличение содержания примесей и пластическая деформация повышают прочность и твердость алюминия (табл. 1.1).

 

Табл. 1.1 Механические свойства алюминия

 

Из  других свойств алюминия следует  отметить его высокую отражательную способность, в связи, с чем он используется для прожекторов, рефлекторов, экранов телевизоров. Алюминий имеет малое эффективное поперечное сечение захвата нейтронов. Он хорошо обрабатывается давлением, сваривается газовой и контактной сваркой, но плохо обрабатывается резанием. Алюминий имеет большую усадку затвердевания (6 %). Высокая теплота плавления и теплоемкость способствуют медленному остыванию алюминия из жидкого состояния, что дает возможность улучшать отливки из алюминия и его сплавов путем модифицирования, рафинирования и других технологических операций.

1.1.Общая характеристика и классификация алюминиевых сплавов.

 Алюминиевые сплавы характеризуют высокой удельной прочностью, способностью сопротивляться инерционным и динамическим нагрузкам, хорошей технологичностью. Временное сопротивление алюминиевых сплавов достигает 500 — 700 МПа при плотности не более 2850 кг/м3. По удельной прочности некоторые алюминиевые сплавы ( = 23 км) приближаются или соответствуют высокопрочным сталям ( = 27 км). Большинство алюминиевых сплавов имеют хорошую коррозионную стойкость. Алюминиевые сплавы пластичнее магниевых и многих пластмасс. Большинство из них превосходят магниевые сплавы по коррозионной стойкости, пластмассы - по стабильности свойств

Основными легирующими элементами алюминиевых сплавов являются Си, Mg, Si, Mn, Zn; реже-Li, Ni, Ti. Многие легирующие элементы образуют с алюминием твердые растворы ограниченной переменной растворимости и промежуточные фазы: CuAl2, Mg2Si и др. (рис. 1.1). Это дает возможность подвергать сплавы упрочняющей термической обработке. Она состоит из закалки на пересыщенный твердый раствор и естественного или искусственного старения.


Легирующие элементы, особенно переходные, повышают температуру рекристаллизации алюминия (рис. 1.2). При кристаллизации они образуют с алюминием пересыщенные твердые растворы.

Конструкционная прочность алюминиевых сплавов зависит от примесей Fe и Si. Они образуют в сплавах нерастворимые в твердом растворе фазы: FeAl3, a (Al, Fe, Si), Р (Al, Fe, Si) и др. Независимо от формы (пластинчатой, игольчатой и др.) кристаллы этих фаз снижают пластичность, вязкость разрушения, сопротивление развитию трещин. Легирование сплавов марганцем уменьшает вредное влияние примесей, так как он связывает их в четвертую фазу а(А1, Fe, Si, Мп), кристаллизирующуюся в компактной форме. Однако более эффективным способом повышения конструкционной прочности является снижение содержания примесей с 0,5-0,7% (ГОСТ 4784-74) до 0,1-0,3% (чистый сплав), а иногда и до сотых долей процента (сплав повышенной чистоты).

Классификация алюминиевых сплавов. В зависимости от способа получения полуфабрикатов и изделий алюминиевые сплавы можно разделить на деформируемые и литейные. Помимо этого, методами порошковой металлургии изготавливают САП (спеченные алюминиевые порошки) и САС (спеченные алюминиевые сплавы). Заготовки, полученные методами порошковой металлургии, затем подвергают обработке давлением, поэтому порошковые алюминиевые сплавы следует рассматривать как разновидность деформируемых.

Деформируемые и литейные сплавы можно разделить  на термически упрочняемые и термически неупрочняемые. Термическое упрочнение, в свою очередь, может достигаться закалкой с последующим естественным или искусственным старением.

Поскольку свойства сплавов зависят, прежде всего, от их фазового состава, применяемые в промышленности сплавы можно также разбить по системам легирования, в которых основные легирующие компоненты будут определять типичные для данной системы физические и химические свойства.

1.2. Деформируемые алюминиевые сплавы.

К сплавам, неупрочннемым термической обработкой, относятся сплавы АМц и АМг (табл. 1.2). Сплавы отличаются высокой пластичностью, хорошей свариваемостью и высокой коррозионной стойкостью.

Сплавы  АМц относятся к системе А1-Мп (рис. 1.3, а). Структура сплава АМц состоит из -твердого раствора и вторичных выделений фазы МпА16, переходящих в твердый раствор при повышении температуры. В присутствии железа вместо МпА16 образуется сложная тройная фаза (MnFe)Al6, практически нерастворимая в алюминии, по этому сплав АМц не упрочняется термической обработкой. В отожженном состоянии сплав обладает высокой пластичностью и низкой прочностью. Пластическая деформация упрочняет сплавы почти в 2 раза. Легирование сплава АМц титаном приводит к измелчанию рекристаллизованного зерна.

Сплавы АМг относятся к системе Al — Mg (см. рис. 12.3, б). Магний образует с алюминием α - твердый раствор, концентрация которого при повышении температуры увеличивается от 1,4 до 17,4% в результате растворения фазы Mg2Al3. Однако сплавы, содержащие до 7% Mg, дают очень незначительное упрочнение при термической обработке. Вследствие этого сплавы АМг, как и АМц, упрочняют с помощью пластической деформации и используют в нагартованном  (АМгН - 80 %  наклепа) и полунагартованном (АМгП-40% наклепа) состояниях.

Однако применение наклепа ограничено из-за резкого снижения пластичности сплавов, поэтому их используют в отожженном (мягком - АМгМ) состоянии. Сплавы АМц и АМг отжигают при температуре 350-420 °С. При повышении содержания магния в структуре сплавов АМг увеличивается количество фазы Mg2Al3. При этом временное сопротивление повышается от ПО МПа (AMrl) до 430 МПа (АМгб) при соответствующем снижении относительного удлинения с 28 до 16%. Легирование магнием, кроме того, вызывает склонность к окислению во время плавки, разливки и кристаллизации, что приводит к появлению оксидных пленок в структуре и снижению механических свойств. Поэтому сплавы с высоким содержанием магния (АМгб, АЛ27) для устранения склонности к окислению легируют бериллием. Укрупнение зерна, вызванное бериллием, устраняется добавкой титана или циркония.

ТАБЛИЦА 1.2. Химический состав (ГОСТ 4784 — 74) и механические свойства деформируемых алюминиевых сплавов

 

   

Содержание  элементов

 

Механические  свойства

Сплав

 

(остальное А1), %

 

Вид

полуфабриката

 

ст0,2

 

5,

НВ

 

Си

Mg

Мп

Прочие

 

МПа

%

 

АМц**

_

 

1-1,6

_

Листы

130

50

55

20

300

АМг2**

1,8-2,6

0,2-0,6

»

190

100

125

23

450

АМгб**

5,8-6,8

0,5-0,8

0,02-0,1 Ti,

»

340

170

20

700

       

0,002-

         

 

       

-0,005 Be

           

Д1 ***

3,8-4,8

0,4-0,8

0,4-0,8

»

400

240

105

20

950

         

Прессованные

480

320

125

14

 

         

прутки

         

Д16***

3,8-4,9

1,2-1,8

0,3-0,9

Листы, плиты Прессованные

440

330

115

18

1050

         

 

530

400

140

11

 
         

прутки

         

Д18***

2,2-3

0,2-0,5

Проволока

300

170

95

24

700

 

1,4-2

1,8-2,8

0,2-0,6

0,01-0,25 Cr

Листы, плиты

540

470

150

10

1500

       

5-7Zn

Прессованные прутки

600

560

150

8

1500

АК6****

1,8-2,6

0,4-0,8

0,4-0,8

0,7-1,2 Si

Поковки

400

299

125

12

1000

АК8***

3,9-4,8

0,4-0,8

0,4-1

0,6-1,2 Si

»

480

380

130

9

1350


* σ_i определен на базе 5- 106 циклов.  ** Механические свойства после отжига.

*** Механические свойства после закалки и естественного старения.

**** Механические свойства после закалки и искусственного старения.

К группе деформируемых сплавов, упрочняемых термической обработкой, относятся тройные и более сложные сплавы систем алюминия с медью, магнием, марганцем, кремнием, литием и бериллием. Упрочняющая термическая обработка сплавов включает закалку и последующее старение. Для многих алюминиевых сплавов применяется не только искусственное, но и естественное старение. При этом свойства алюминиевых сплавов в свежее закаленном состоянии могут существенно отличаться от таковых после естественного старения.

В России принята следующая система обозначений  состояния деформируемых алюминиевых сплавов после упрочняющей обработки: Т — закалка и естественное старение; Т1 — закалка и искусственное старение на максимальную прочность; Т2 — закалка и искусственное старение с некоторым перестариванием для повышения коррозионной стойкости; ТЗ — закалка и искусственное старение с более сильным перестариванием, чем при Т2, для обеспечения необходимой устойчивости против коррозионного растрескивания.

При выборе температуры и продолжительности  старения обычно исходят из условия  обеспечения максимальной прочности. Наряду с термическим упрочнением для алюминиевых сплавов очень часто используются различные варианты термомеханического упрочнения:

  • высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО), основная цель которой — повышение прочности и коррозионной стойкости при сохранении высокой пластичности. Сущность ВТМО заключается в совмещении операций закалки и горячей деформации, при этом температура нагрева под деформацию, как правило, соответствует температуре нагрева под закалку для данного сплава, а ускоренное охлаждение производится непосредственно после окончания горячей пластической деформации. Для некоторых сплавов деформация производится после предварительного подстуживания до температур оптимальной технологической пластичности, которые в зависимости от природы сплава могут быть как выше, так и ниже порога рекристаллизации;
  • низкотемпературная термомеханическая обработка (НТМО), заключающаяся в проведении холодной деформации между операциями закалки и окончательного старения. Основная ее цель — повышение прочности (при этом заметно снижается пластичность);
  • межоперационная термомеханическая обработка (МТМО), направленная на уменьшение анизотропии, особенно, характеристик пластичности. МТМО используется в основном при производстве массивных горячедеформированных полуфабрикатов (поковок, штамповок, плит). Предложено много различных режимов МТМО, однако, общим для них является наличие дополнительных операций деформации и термообработки, что обеспечивает получение готовых полуфабрикатов с более однородной и менее текстурованной структурой.

Температура рекристаллизации ряда термически упрочняемых алюминиевых сплавов, подвергнутых горячей обработкой давлением по определенным режимам, превышает температуру нагрева под закалку. В этом случае горячедеформированный металл после закалки имеет нерекристалллизованную структуру, что обеспечивает дополнительный прирост прочности в состаренном состоянии по сравнению с упрочняющей термической обработкой рекристаллизованного (в процессе нагрева под закалку) сплава. Этот эффект получил название структурное упрочнение, а для горячепрессованных полуфабрикатов, у которых он проявляется наиболее ярко,— пресс-эффект.

  • Эффект структурного упрочнения термически упрочняемых сплавов значителен — временное сопротивление и предел текучести повышаются в некоторых случаях на 40 %.
  • Наиболее сильное повышение температуры рекристаллизации алюминиевых сплавов обеспечивается малыми добавками переходных металлов (Mn, Cr, Fe, Zr, Ti, V), которые вводятся в большинство алюминиевых сплавов или присутствуют в них в качестве примесей.
  • Конструкционная прочность алюминиевых сплавов в существенной мере зависит от содержания примесей, в первую очередь, железа и кремния. Снижение их содержания способствует увеличению вязкости разрушения, сопротивления развитию трещин и повышению, таким образом, надежности и долговечности изделий.
  • Сплавы на основе системы Al-Cu-Mg с добавками Мп. Термоупрочняемый сплав этой системы явился первым металлическим сплавом, использованным в строительстве самолетов. Позднее на его основе получило развитие целое семейство сплавов, называемых дуралюминами и продолжающих играть важнейшую роль в авиастроении.
  • Все промышленные дуралюмины (табл. 1.3.) можно разделить на четыре подгруппы: 1 — классический дуралюмин (Д1); 2 — дуралюмин повышенной прочности (Д16), отличающийся от Д1 более высоким содержанием магния; 3 — дуралюмины повышенной жаропрочности (Д19, ВАД1 и ВД17), главным отличием которых от Д1 является увеличенное отношение Mg/Cu; 4 — дуралюмины повышенной пластичности (Д18, В65), которые отличаются от Д1 пониженным содержанием всех или некоторых компонентов.
  • Изделия из дуралюмина обычно подвергают закалке и в большинстве случаев естественному старению. Отличительная особенность термообработкидуралюминов — необходимость жесткого соблюдения рекомендованной температуры нагрева под закалку (± 5 °С).

Нагрев под закалку до температуры  выше допустимых пределов может привести к оплавлению легкоплавких структурных  составляющих (эвтектик) по границам зерен, что сопровождается окислением металла и образованием (при последующей кристаллизации жидкой фазы) усадочной пористости. Подобный брак называется пережогом и является неисправимым.

При закалке дуралюминов важно  обеспечить высокую скорость охлаждения. Даже незначительный распад твердого раствора с выделением промежуточных интерметаллидных фаз по границам зерен, который не влияет на механические свойства, обусловливает повышенную склонность изделий к меж-кристаллитной коррозии (МКК). Во избежание этого дуралюмины при закалке следует охлаждать в холодной воде при минимальном времени переноса нагретых изделий из печи в воду.

Все дуралюмины (за исключением низколегированного Д18) интенсивно упрочняются (после закалки) при естественном старении. Время достижения максимальных прочностных характеристик зависит от соотношения Mg/Cu; чем больше это отношение, тем медленнее идет старение. Так, для сплавов Д1 и Д16 максимальная прочность достигается через четыре дня, для сплава Д19 — через пять суток, а для сплава В АД 1 — через 10 суток.

Естественное  старение дуралюминов обеспечивает сочетание высоких значений временного сопротивления разрыву и относительного удлинения. При искусственном старении временное сопротивление разрыву практически не меняется, предел текучести значительно увеличивается при снижении характеристик пластичности. Из всех дуралюминов наибольшее распространение получили сплавы Д1 и Д16.

 

Таблица 1.3.

Средний состав промышленных дуралюминов

 

Сплав

Содержание легирующих элементов, %

 

Си

Mg

Мп

Прочие

Д1

4,3

0,6

0,6

Д16,Д16ч

4,3

1,5

0,6

Д19

4,0

2,0

0,75

ВАД1

4,1

2,5

0,60

0,06Ti; 0,15 Zr

ВД17

3,0

2,2

0,55

ВД18

2,6

0,35

В65

4,2

0,25

0,4


 

 

Согласно  диаграмме состояния Al-Cu (рис. 1.3,в) медь с алюминием образуют твердый раствор, максимальная концентрация меди в котором 5,65% при эвтектической температуре. С понижением температуры растворимость меди уменьшается, достигая 0,1 %  при 20 °С. При этом из твердого раствора выделяется фаза 9 (СиА12), содержащая ~54,1% Си. Она имеет объемно-центрированную тетрагональную кристаллическую решетку и обладает сравнительно высокой твердостью (HV 5310). В сплавах, дополнительно легированных магнием, помимо 6 образуется еще фаза S (CuMgAl2) с ромбической кристаллической решеткой (HV 5640). На рис. 1.4 показано влияние соотношения фаз 0 и S на прочность. Чем больше меди содержится в сплаве, тем большее количество фазы 9 будет в его структуре (Д1). Увеличение содержания магния приводит к росту количества фазы S и повышению прочности сплавов (Д16). Разница в свойствах особенно значительна после упрочняющей термической обработки (см. табл. 1.3), состоящей из закалки и естественного старения. При закалке сплавы Д16 и Д18 нагревают до 495-505 °С, Д1-до 500 — 510 °С, затем охлаждают в воде при 40 °С. После закалки структура состоит из пересыщенного твердого раствора и нерастворимых фаз, образуемых примесями. При естественном старении происходит образование зон Гинье — Престона, богатых медью и магнием.

 

 

 

 

 

 

Ковочные алюминиевые сплавы маркируют буквами АК. Они обладают хорошей пластичностью и стойки к образованию трещин при горячей пластической деформации. По химическому составу сплавы близки к дуралюминам, отличаясь более высоким содержанием кремния. Поэтому в их структуре вместо фазы S присутствуют кремнийсодер-жащие фазы — четверная фаза (А1, Си, Mg, Si) и силицид магния (3(Mg2Si). Ковку и штамповку сплавов ведут при температуре 450-475 °С. Их применяют после закалки и искусственного старения. Сплавы с пониженным содержанием меди (АК6) отличаются лучшей технологической пластичностью, но меньшей прочностью (ав = 360 МПа).


Высокопрочные алюминиевые  сплавы маркируют буквой В. Они отличаются высоким временным сопротивлением (600-700 МПа) и близким к нему. Высокопрочные сплавы принадлежат к системе Al-Zn-Mg-Cu табл.(1.4) и содержат добавки марганца и хрома или циркония. Эти элементы, увеличивая неустойчивость твердого раствора, ускоряют его распад, усиливают эффект старения сплава, вызывают пресс-эффект. Цинк, магний и медь образуют фазы, обладающие переменной растворимостью в алюминии: M(MgZn2), S(CuMgAl2), T(Mg3Zn3Al2). При температуре 480 СС эти фазы переходят в твердый раствор, который фиксируется закалкой. 

При искусственном старении происходит распад пересыщенного твердого раствора с образованием тонкодисперсных частиц метастабильных М\ Т и S' фаз, вызывающих максимальное упрочнение сплавов. Наибольшее упрочнение вызывают закалка (465-475°С) и старение (140 °С, 16 ч). После такой обработки сплав В95пч имеет ав = 560 -f- 600 МПа; а0 2 = 480 - 550 МПа; 5 = 9-12%; К% с = 30 МПам1/2; КСТ= 30 кДж/м2; НВ 1500. Подобные сплавы, отличающиеся более высоким содержанием цинка, магния и меди, обладают повышенной прочностью. К недостаткам сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu относятся: большая чувствительность концентраторам напряжений, меньшая вязкость разрушения, большая склонность к КПН и меньшая жаропрочность, чем дюралюминий.

 

Таблица 1.4

Средний состав промышленных сплавов  системы Al-Zn-Mg-Cu

 

Сплав

Содержание легирующих элементов, %

 

Zn

Mg

Си

Mn

Прочие

В95, В95пч

6

2,3

1,7

0,4

1,18 Сг

В96Ц

8,5

2,7

2,3

0,15 Zr

B93

7,0

1,9

1,0


1.3.Литейные алюминиевые сплавы.

Химический состав и механические свойства некоторых промышленных литейных сплавов приведены в табл. 12.4. Они маркируются буквами АЛ, что значит алюминиевые литейные. Для литейных алюминиевых сплавов наиболее распространена классификация по химическому составу (Al — Si, Al —Си и Al — Mg).

Лучшими литейными свойствами обладают сплавы Al-Si (силумины). Высокая жидкотекучесть, малая усадка, отсутствие или низкая склонность к образованию горячих трещин и хорошая герметичность силуминов объясняются наличием большого количества эвтектики в структуре этих сплавов. В двойных сплавах алюминия с кремнием эвтектика состоит из твердого раствора и кристаллов практически чистого кремния (рис. 12.5, а), в легированных силуминах (АЛ4 и др.) помимо двойной имеются тройные и более сложные эвтектики.

 

Плотность   большинства   силуминов 2650 кг/м3-меньше плотности чистого алюминия (2700 кг/м3). Они хорошо свариваются. Хорошо обрабатываются резанием только силумины, легированные медью.

В двойных силуминах с увеличением  содержания кремния до эвтектического состава снижается пластичность и повышается прочность. Появление в структуре сплавов крупных кристаллов первичного кремния вызывает снижение прочности и пластичности (рис. 12.6). Несмотря на увеличение растворимости кремния в алюминии от 0,05% при 200 °С до 1,65% при эвтектической температуре, двойные сплавы не упрочняются термической обработкой. Это объясняется высокой скоростью распада твердого раствора, который частично происходит уже при закалке, а также большой склонностью к коагуляции стабильных выделений кремния. Единственным способом повышения механических свойств этих сплавов является измельчение структуры путем модифицирования.

Силумины обычно модифицируют натрием, который в виде хлористых

и фтористых солей вводят в жидкий сплав в количестве 2-3 % от массы  сплава.

Модифицируют как двойные, так  и легированные силумины, содержащие более 5-6 % Si. Для легирования силуминов часто используют Mg, Си, Мп, Ti; реже-Ni, Zr, Сг и др. Растворяясь в алюминии, они повышают прочность и твердость силуминов. Кроме того, медь улучшает обрабатываемость резанием, титан оказывает модифицирующее действие. Медь и магний, обладая переменной растворимостью в алюминии, способствуют упрочнению силуминов при термической обработке, как правило, состоящей из закалки и искусственного старения. Температура закалки различных силуминов находится в пределах 515-535 °С, температура старения-В интервале 150-180°С. Грубо-кристаллическая   структура   литейных сплавов требует больших выдержек при нагреве под закалку (5-10 ч) и при старении (10 — 20 ч).

Из  легированных силуминов средней  прочности наибольшее применение в промышленности нашли сплавы с добавками магния (АЛ9), магния и марганца (АЛ4). Наибольшее упрочнение вызывает метастабильная фаза P'(Mg2Si). Легированные силумины применяют для средних и крупных литых деталей ответственного назначения: корпусов компрессора, картеров, головок цилиндров.

Сплавы  системы Al-Cu (АЛ7, АЛ 19) характеризуются высокой прочностью при обычных и повышенных температурах; они хорошо обрабатываются резанием и свариваются. Вместе с тем из-за отсутствия эвтектики сплавы обладают плохими литейными свойствами, имеют низкую герметичность. Как и деформируемые сплавы этой системы, они имеют структуру твердого раствора, но отличаются повышенным содержанием меди (см. рис. 1.3, в). Эвтектика в данной системе (в отличие от силуминов) образуется при высоком содержании меди (33%), поэтому имеет большое количество твердой и хрупкой фазы 0(СиА12), вызывающей хрупкость эвтектических сплавов. Литейные и механические свойства сплавов алюминия с медью улучшаются в результате легирования титаном и марганцем (АЛ 19). Марганец, образуя пересыщенный твердый раствор при кристаллизации из жидкого состояния, способствует значительному упрочнению сплава. Во время нагрева сплава под закалку наряду с растворением 0-фазы из твердого раствора выпадают мелкодисперсные частицы фазы Al12Mn2Cu, увеличивающие прочность при обычных и повышенных температурах. Сплавы алюминия с медью используют для деталей, работающих при температурах до 300 °С.

Сплавы  системы Al-Mg (АЛ8, АЛ27) обладают высокой коррозионной стойкостью, прочностью, вязкостью и хорошей обрабатываемостью резанием. Они не содержат в структуре эвтектики по той же причине, что и сплавы системы Al-Cu, и характеризуются невысокими литейными свойствами, пониженной герметичностью и, кроме того, повышенной чувствительностью к примесям Fe, Si, которые образуют в этих сплавах нерастворимые фазы, снижающие пластичность сплавов.

Для того чтобы предотвратить окисление, плавку и разливку двойных сплавов алюминия с магнием (АЛ8) необходимо вести под защитными флюсами. Легирование двойных сплавов Be, Ti, Zr не только устраняет их склонность к окислению и росту зерна, но и тормозит естественное старение, вызывающее снижение пластичности и вязкости сплавов. Наилучшие механические свойства сплавы А1 —Mg приобретают после закалки от 530 °С, когда весь магний  находится в твердом растворе.

Сплавы  систем Al-Mg применяют для изготовления деталей, работающих в условиях высокой влажности, в судо-, самолето- и ракетостроении. Из них делают детали приборов, вилки шасси и хвостового оперения, штурвалы и др.

1.4. Специальные алюминиевые сплавы.