Алюміній

До групи деформуємих зміцнюючих сплавів сплавів відносять також більш високоміцні, чим дюралюміній, сплави системи Al-Cu-Mg-Zn, назва марок яких починаються буквою В (високоміцні)-це сплави марок У93, У94, У95.

Характерною рисою основного хімічного складу сплавів У93, У94 і В95 є те, що при порівняно невеликому змісті міді (0.8-2.4 %) і магнію (1.2-2.8 %) у них уводять велика кількість цинку (5-7 %). Цинк не утворить зміцнюючих фаз, але, входячи до складу твердого розчину, збільшує ефект старіння, що приводить до значного підвищення твердості.

Серед незміцнюючих алюмінієвих сплавів найбільше значення придбали сплави на основі Al-Mn і Al-Mg.

Марганець і магній, так само як і мідь, мають обмежену розчинність в алюмінії, що зменшується при зниженні температури. Однак ефект зміцнення при їхній термообробці невеликий. Обумовлюється це наступним образом.У процесі кристалізації при виготовленні сплавів, що містять до 1,9% Mn, що виділяється з твердого розчину надлишковий марганець повинний був би утворити з алюмінієм розчинне в ньому хімічна сполука Al (MnFe), що в алюмінії не розчиняється. Отже, наступне нагрівання вище лінії граничної розчинності не забезпечує утворення гомогенного твердого розчину, сплав залишається гетерогенним, що складається з твердого розчину й часток Al (MnFe), а це приводить до неможливості загартування і наступного старіння.

У випадку системи Al-Mg причина відсутності зміцнення при термічній обробці інша. При змісті магнію до 1,4% зміцнення бути не може, тому що в цих межах він розчиняється в алюмінії при кімнатній температурі і ніякім виділенні надлишкових фаз не відбувається. При більшому ж змісті магнію загартування з наступним хімічним старінням приводить до виділення надлишкової фаз-хімічного з'єднання Mg Al . Однак властивості цього з'єднання такі, що процеси, що передують його виділенню, а потім і включення, що утворяться, не викликають помітного ефекту зміцнення.

Незважаючи на сказане, введення й марганцю, і магнію в алюміній корисно. Вони підвищують його міцність і корозійну стійкість (при змісті магнію не більш 3%). Крім того, сплави з магнієм більш легені, чим чистий алюміній.

Значне підвищення міцності сплавів алюмінію з марганцем і магнієм може бути досягнуте шляхом їхньої пластичної деформації. Наклоьпані (загартовані) виробу з цих сплавів володіють істотно більш високою міцністю, чим у відпаленому стані. У сплаві Амц, наприклад, при наклепі тимчасовий опір підвищується з 13 до 22 кг/мм .

Назва марок сплавів системи Al-Mn позначають буквами Амц, а системи Al-Mg буквами Амг, далі в обох випадках випливає цифра, що вказує номер сплаву.

Для одержання ливарних сплавів в алюміній уводять такі легуючі елементи й у такій кількості, щоб забезпечити одержання в їхній структурі евтектики. Евтектика легкоплавка і, кристалізується при постійній температурі, що створює гарну волого текучість, тобто здатність сплаву в рідкому стані добре заповнювати ливарну форму.

Застосовувані в даний час ливарні алюмінієві сплави, поділяють на п'ять груп у залежності від того, який основний легуючий елемент уведений у них. До групи 1 відносять сплави, леговані магнієм, до групи 2-кремнієм, 3-міддю, 4-одночасно кремнієм і міддю, до групи 5 відносять сплави, легуємі іншими елементами, що включають у свій склад іноді до п'яти легуючих компонентів одночасно.

Марки ливарних сплавів незалежно від їхньої приналежності до тієї чи іншої групи позначають буквами ЧЕРВОНИЙ (алюмінієвий ливарний) і номером, від 1 до 21 і поділяють на 5 групп.

Сплав алюмінію з високим змістом магнію (марка ЧЕРВОНА 8) має найбільш високі механічні й антикорозійні властивості серед ливарних сплавів, але його ливарні властивості істотно гірше, ніж в інших. Виливок виробів із нього сполучена з визначеними технологічними труднощами.

Ливарні сплави з високим змістом кремнієм часто називають силумінами, тобто так само, як і сировинні подвійні сплави алюмінію з кремнієм. Нормальний СИЛУМІН, ЧЕРВОНИЙ 2, що містить 10-13% Si, є сплавом із прекрасними ливарними властивостями, але він недостатньо міцний і не може зміцнюється шляхом термічної обробки, тому що кремній майже нерозчиним в алюмінії. У його структурі на тлі грубої евтектики знаходяться великі дуже тверді включення первинного кремнію, що робить сплав малопластичними. В запобігання цього структуру подрібнюють шляхом модифікуванням-введенням перед виливком незначних кількостей, наприклад, натрію. Такий сплав називають модифікованим силуміном.