Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Литейные алюминиевые сплавы

Литейные алюминиевые сплавы

Сплавы, обладающие хорошей жидкотекучестью, формозаполняемостью, называют литейными. Помимо этого литейные сплавы должны иметь хорошие механические, антикоррозионные, жаро­прочные свойства, поэтому разработка составов решается комплексно и сплавы, в основном, многокомпонентные.

Наиболее высокими литейными свойствами характеризуются AI-Si, Al-Cu, Al-Mg сплавы.

Наша компания осуществляет поставку сплавов с «правильной» структурой. Поставка сплавов наша работа.

Комбинации легирующих элементов безграничны, поэтому при разработке алюминиевых сплавов необходимо знать, как влия­ет на свойства любой элемент и связанная с ним микроструктура. Сплавы легируют с учетом возможного изменения не только механических, но также литейных, коррозионных и других свойств. Следовательно, основной критерий выбора легирующего компо­нента — это оценка его влияния на комплекс свойств, необходимый для данной композиции сплавов.

Из сплавов Al-Si отливают изделия сложной конфигурации, не требующие высокой прочности. Положительная характеристика Al-Si сплавов — небольшая линейная усадка, хорошая сваривае­мость из-за высокой жидкотекучести. Однако обрабатываемость резанием плохая вследствие высокой твердости кремния (быстро сра­батывается резец).

Типичный сплав этой системы — АК12 (AJI2). Прочность силу­минов повышают модифицированием, введением в расплав натрия — 0,01 %. Изменяется структура сплава: до модифицирования она состоит из α-твердого раствора кремния в алюми­нии — белое поле, и эвтектического кремния — темные иголки; по­сле модифицирования твердый раствор приобретает дендритообразную форму, эвтектический кремний — шаровидную. Пред­полагают, что натрий при за­твердевании сплава окружает кристаллы эвтектического кремния, препятствует их рос­ту, придавая им шаровидную форму.

Заэвтектический силумин имеет еще более низкие меха­нические свойства. Его струк­тура состоит из α- твердого раствора, эвтектичес­кого кремния и грубых круп­ных пластин — кристаллов первичного кремния. Механические свойства сплавов повы­шают модифицированием. Применяют фосфор как моди­фикатор, который, образуя в расплаве фосфиды алюминия (AlР), создает дополнитель­ные центры кристаллизации для первичного кремния, из­мельчая его.

Модифицирования недо­статочно для удовлетворения возрастающих требований к механическим свойствам, по­вышение которых достигается легированием силуминов маг­нием, медью, марганцем, цин­ком и др. Упрочнение сплава происходит из-за образования новых фаз и изменения состава твердого раствора с легирующими компонентами.

Особенность алюминиевых сплавов — не образовывать широкую область твердых растворов ни с одним металлом, кроме цинка. В си­стемах Al-Ме в процессе кристаллизации даже при небольших кон­центрациях второго компонента появляются хрупкие промежуточ­ные избыточные фазы, поэтому упрочнение сплавов за счет введения в состав твердого раствора других компонентов ограниченно и уп­рочнение осуществляют введением в состав сплава нескольких ком­понентов твердого раствора в количестве ниже предела насыщения.

Алюминиевые литейные сплавы упрочняют также термической обработкой (закалкой с искусственным старением). Такие добавки, как магний, медь, эффективно способствуют термообрабатываемо­сти алюминиевых сплавов. Мы производим алюминий и его сплавы.

Магний в силуминах образует соединение Mg2Si, которое при нагреве под закалку (обычно 530 °С) входит в твердый раствор, а при искусственном старении (нагрев при 140-150 °С) выпадает из раствора в виде сильно диспергированной фазы, которая не обнару­живается даже при увеличении под микроскопом. Такие изменения в структуре заметно увеличивают прочность.

Двойные Al-Si сплавы легируют магнием не более 0,4 %, по­скольку при большем содержании, например 0,5 %, фаза Mg2Si только в течение длительного времени может быть переведена в твердый раствор нагревом при 557 °С. Однако это невыполнимо в производственных условиях. Если сокращать время под закалку, то фаза Mg2Si, не вошедшая в твердый раствор, образует грубые, круп­ные включения, снижающие пластичность сплавов.

Основные алюминий-кремниевые сплавы с магнием — АК9ч (АЛ4), АК7ч (АЛ9) сплавы на основе алюминия, из которых изготавливают сильно нагружен­ные детали сложной конфигурации: корпуса, блоки, картеры или детали средней нагруженности (АК7ч). Заготовки из этих сплавов можно подвергать сварке.

Рассмотрим алюминий-кремниевые сплавы с медью, например АК5М2 (АК5М2) и АК4М4 (АЛ 15В). Сплав АЛ 15В отличается от АЛ6 большим содержанием меди и, следовательно, более высоким количеством фазы СиА12 и эвтектики (а + CuAl2 + Si). Эти сплавы с высокими литейными свойствами, хорошо обрабатываются резани­ем, применяются для отливок деталей сложной конфигурации в зем­лю. Поэтому требуется более высокая твердость и предел текучести, чем у приведенных выше алюминий-кремниевых сплавов с магнием.

Очень распространены силумины, легированные медью и маг­нием типа АК5М (АЛ5), АК8М (АЛ32), относящиеся к системе Al-Si-Cu-Mg. Сплавы упрочняются термической обработкой по различным режимам, один из которых следующий: нагрев под за­калку при 515 ± 5 °С в течение 3-6 ч и охлаждение в воде, затем ис­кусственное старение при 175 ± 5 °С в течение 3-5 ч.

Сплавы системы Al-Si-Cu-Mg с хорошими литейными свойст­вами обрабатываются резанием, удовлетворительно свариваются аргонно-дуговой сваркой. Сплавы предназначены для деталей сред­ней нагруженности и работы при повышенных температурах.

Эти сплавы упрочняются фазами CuAl2 и Mg2Si и дополнитель­но сложной фазой W(AlnMgxSiyCuz), которые при нагреве под закал­ку переходят в α-твердый раствор. При искусственном старении указанные выше фазы выпадают из раствора в сильно диспергированном виде, способствуя упрочнению сплавов при термической обработке.

При рассмотрении свойств сплавов типа силуминов необходимо отметить специфическое действие железа, содержание которого как примеси в промышленных сплавах составляет обычно > 0,2-0,4 %. В твердом алюминии железо растворяется до 0,02 % при комнатной температуре, не влияя на эффект термической обработки. Однако особенность действия примеси железа заключается в том, что оно образует соединение Al3Fe, которое кристаллизуется в форме плас­тин и служит концентратором напряжений, что приводит к снижению механических свойств. Повышенное содержание железа увеличивает гетерогенизацию структуры и снижает эффект действия легирующих элементов при термической обработке сплавов.

Читайте так же:
Компаратор что это такое

Для нейтрализации вредного влияния железа в алюминиевые сплавы вводят добавки марганца, хрома и некоторых других элементов, которые, образуя 4-компонентные химические соединение типа AlFeSiMn, AlFeSiCr, кристаллизуются в компактной форме что увеличивает прочность, пластичность сплавов. Однако дл5 получения желаемого эффекта, требуется сравнительно большое количество Cr или Mn (Fe : Мn (Cr) = 1:1), что при повышенном со­держании железа сильно изменяет химический и фазовый состав сплава и, следовательно, ухудшает его механические свойства.

В присутствии бериллия железосодержащая фаза кристаллизу­ется в форме компактных кристаллов интерметаллического соеди­нения AlBeFe. Эта добавка также повышает механические свойства сплава, особенно если приготавливать его на основе первичного алюминия с повышенным содержанием железа.

К литейным алюминий-кремниевым сплавам относятся цинковистые силумины, которые не подвергаются термической обработ­ке для повышения механических свойств. Как видно из диаграммы состояния, Аl с Zn химических соединений не образует, так как эти металлы взаимно растворимы. Упрочнение происходит вследствие легирования твердого раствора цинком. Это — сущест­венное преимущество силуминов с цинком перед силуминами с магнием и медью, упрочняемыми термической обработкой. Для дальнейшего упрочнения цинковистых силуминов АК7Ц9, АК9Ц6 вводят небольшие добавки магния, меди, которые образуют упроч­няющие фазы Mg2Si, CuA12. Цинковистый силумин благодаря хоро­шим литейным свойствам применяют для отливки изделий слож­ной конфигурации. Кроме этого, сплав хорошо обрабатывается ре­занием.

Литейные свойства алюминиевых сплавов в основном обеспечи­вает эвтектическая составляющая, которая отсутствует в некоторых из них или присутствует в небольшом количестве. К таким сплавам относятся, например, АМГ10, АМ5, АМГ5К — сплавы алюминия с медью или алюминия с магнием (в обоих случаях без кремния или с небольшой его добавкой). Литейные свойства сплавов алюминия с медью, хуже чем силуминов. После термообработки (гомогениза­ция при 490-500 °С) у них более высокие механические свойства и жаропрочность; применяют также термическую обработку в режи­ме закалки — искусственное старение. Сплавы этой системы хорошо свариваются и обрабатываются резанием, однако у них меньшая коррозионная стойкость.

Силумин

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.

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

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.

Читайте так же:
Частота свободных колебаний пружинного маятника зависит от

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

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 Казан из силумина Силумин 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.

Силумины

Эта деталь мотоцикла Aprilia изготовлена из силумина

Силумины – это сплавы алюминия (Al) и кремния (Si). Они могут отличаться друг от друга по содержанию в них этих двух главных компонентов. Кроме того, разные силумины могут содержать те или иные дополнительные легирующие элементы, которые в разной степени влияют на свойства конкретного сплава.

Силумины имеют следующие предельные значения содержания легирующих элементов:

Mn, Cr, Co, Mo Ni, Be, Zr: до 3 %

Главным легирующим элементом этих сплавов является кремний, придающий им высокую текучесть и низкий коэффициент усадки, что гарантирует хорошую отливаемость и свариваемость материала. Малый коэффициент теплового расширения кремния обеспечивает хорошие механические свойства поршней из силумина, а высокая твердость частиц кремния – их износостойкость. Максимальное содержание кремния в литых алюминиево-кремниевых сплавах составляет 22 — 24 %, однако в порошковых сплавах оно может достигать 40 — 50 %.

Натрий (Na) или стронций (Sr) вызывает модификацию структуры силумина, а фосфор (P) способствует образованию кремниевых центров кристаллизации, вокруг которых происходит тонкое распределение первичных кристаллов. Железо (Fe) является главной посторонней примесью, которая оказывает вредное воздействие на вязкость и коррозионную стойкость силумина, в связи с чем предпринимаются усилия по поддержанию его содержания в большинстве сплавов на минимально возможном с экономической точки зрения уровне. В отливках, полученных в песчаных формах, и в кокильных отливках верхний предел содержания железа обычно составляет 0,6 — 0,7 %. В некоторые поршневые сплавы железо может добавляться намеренно, а в отливках, полученных методом литья под давлением, допустимым является содержание железа до 3 %.

Кобальт (Co), хром (Cr), марганец (Mn), молибден (Mo) и никель (Ni) в некоторых случаях добавляются в качестве нейтрализаторов железа; кроме того, их добавление к силуминам улучшает высокотемпературную прочность сплавов. Медь (Cu) добавляется для увеличения прочности и усталостной стойкости без потери отливаемости, но в ущерб коррозионной стойкости. Магний (Mg), особенно после термообработки, существенно увеличивает прочность силумина, правда, в ущерб его вязкости.

Читайте так же:
Линия по производству профлиста

Цинк является во многих сплавах допустимой посторонней примесью, при этом часто его содержание может составлять до 1,5 — 2 %, так как он не оказывает существенного влияния на свойства силумина при комнатной температуре. Титан (Ti) и бор (B) иногда добавляются в качестве добавки, измельчающей зерно, хотя размер зерен в этих сплавах не слишком важен, так как свойства материала определяются главным образом количеством и структурой кремния, что обеспечивается за счет модификации сплава добавками натрия или фосфора.

Сплавы алюминия и кремния применяются главным образом для литья в формы. Кроме того, из силуминов производятся листовой припой и проволока для сварки и высокотемпературной пайки. При этом листовой припой часто представляет собой подложку из какого-либо тугоплавкого сплава, которая лишь сверху покрыта алюминиево-кремниевым сплавом. Метод экструзии позволяет изготавливать из поршневых силуминов заготовки, используемые для ковки поршней для двигателей внутреннего сгорания.

Силумины, не содержащие меди, используются для получения отливок низкой и средней прочности с хорошими антикоррозионными свойствами, а сплавы, содержащие медь, – для изготовления отливок средней и высокой прочности, для которых коррозионная стойкость не является критическим показателем. Отличная отливаемость силуминов позволяет получать надежные отливки даже сложной формы, при этом труднодоступные для заполнения расплавом места этих отливок по своим минимальным механическим свойствам все равно превосходят аналогичные места отливок, изготавливаемых из более прочных сплавов с худшей отливаемостью.

Силумин — 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?

Силумин

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 кгм3.

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.

Читайте так же:
Маркировка газовых баллонов с пропаном

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.

кран сантехнический из 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.

Что такое силумин? Свойства, производство, применение и цена силумина

Не на слуху, но на виду. В быту появляется все больше предметов из силумина. Это и краны, и кастрюли со сковородками. Список не полный. Но, ему мы уделим внимание в отдельной главе. Пока же, разберемся, что такое силумин. Судя по предметам, из него изготавливаемым, это сплав . Узнаем, чего и с чем.

Что такое силумин?

Сплав силумин основан на алюминии . Его в составе материала около 90%. Остаток приходится на кремний . В более известном дюралюминии в лигатуру входят уже медь , марганец и магний .

Так что, у алюминия в металлургии несколько ипостасей. Сегодня внимание силумину. Наличие кремния в нем читается из названия. Взято «Си» от научного имени элемента . В таблице Менделеева он записан силициумом. К алюминию примешивается, главным образом, для упрочнения.

Что-такое-силумин-Свойства-производство-применение-и-цена-силумина-5

Максимальное содержание кремния в силумине равно 15%. Поэтому, внешне сплав сложно отличить от чистого металла. У кремния такой же белесый цвет . Есть незначительное затемнение, больше напоминающее чугун . Правда, внимание на этот нюанс обращают, как правило, лишь профессионалы, скупщики лома .

Плотность кремниевой составляющей силумина выше, чем у алюминия, равна 3,2 грамма на кубический сантиметр. Значит, и вес силициума больше. Однако, в масштабах 15-процентной лигатуры кремний влияет на вес алюминия незначительно. Сплав остается легким и светлым. Общая плотность материала не достигает 3-ех граммов на сантиметр в кубе.

Свойства силумина

Алюминий «Силумин» сравнивают по свойствам с нержавеющей сталью . Герой статьи легче нее. Это одно из немногих отличий и безусловный плюс. В остальном, материал силумин почти столь же прочен и устойчив к коррозии. От разрушения сплав защищает оксидная пленка, образующаяся на поверхности в окислительных средах, то есть, в присутствии кислорода.

Удельная прочность силумина – это отношение его твердости к плотности. У сплава алюминия с кремнием показатель близок к 15-ти. У сталей он, как правило, не превышает 17-ти.

Что-такое-силумин-Свойства-производство-применение-и-цена-силумина-4

Разница незначительна, при этом, масса материалов отличается. Учитывая, что удельная прочность показывает, насколько надежной будет конструкция при заданном весе, силумин выигрывает.

Читайте так же:
Единичный тип производства характеризуется

Выигрывает силумин и по пластичности. Сплав легко повторяет самые сложные формы, заполняя их равномерно. В итоге, литье силумина упрощается, а значит, и удешевляет процессы производства.

Именно поэтому на соединение алюминия и кремния сделали ставку китайцы . Из силумина они делают бюджетные версии многих бытовых товаров. Часть из них низкопробные, а часть уступает прототипам лишь в цене . Откуда такая разница?

Силумин свойства имеет, зависящие рот марки сплава и соблюдения технологии его производства. Основных маркировок у материала 5. Это: АЛ2, АЛ3, АЛ4, АЛ5 и АЛ9.

Что-такое-силумин-Свойства-производство-применение-и-цена-силумина-3

Однако, по цифровым обозначениям можно догадаться, что есть и другие. У каждой есть плюсы и минусы. Далеко не везде состав силумина ограничивается лишь алюминием и кремнием.

Порой, и марганец с магнием добавляют. Иногда, ничего не примешивают, а попросту, не избавляются от изначально присутствующих в шихте примесей. В этом случае, металл силумин получается загрязнен железом , кальцием , цинком .

Вот и возникают нарекания к качеству сплава и его подходящести для той, или иной сковороды. Однако, есть отрасли, где производители не ведут подобных игр с силумином. Риски слишком велики. Вместо гневных отзывов домохозяек можно нарваться на людские смерти и государственные выговоры.

Применение силумина

Применение силумин нашел еще и в областях машино — и авиастроения. Ставка на сплав алюминия с кремнием сделана благодаря его легкости. Для воздушных кораблей она является залогом подъема в небо, маневренности.

Для обычных авто вес становится одной из категорий ценообразования. За тяжесть приходится доплачивать. К тому же, массивные машины разбивают дорожное покрытие. Забота об его качестве заставляет промышленников и автомобилистов использовать силумин для производства деталей двигателей, поршней, цилиндров и корпусов.

Что-такое-силумин-Свойства-производство-применение-и-цена-силумина-2

Все чаще сплав используют оружейники. Так, сварка силумина стала основной фазой производства пневматических винтовок таких брендов , как Cuno Melcher, Umarex, Stalker, Crosman и Walther.

Из сплава алюминия с кремнием указанные бренды делают, как минимум, ствольные коробки, а порой, и все узлы винтовок. В новом исполнении они стали легче и проще в обращении.

Силумин – состав крепкий, но хрупкий, и это – главный минус материала. Изделия из него не желательно ронять. Винтовку приходится аккуратно класть на землю, прислонять к дереву.

Что-такое-силумин-Свойства-производство-применение-и-цена-силумина-6

Авто может отправиться на солидный ремонт после небольшого удара. Кастрюля, по неосторожности кинутая ребенком , трескается. Вероятность, конечно, не 100-процентная, но должна держаться в голове .

Несмотря на определенные риски, плавление силумина заказывают для генераторов газотурбинных установок. Они состоят из пластинчатых теплообменников.

Температура плавления силумина в 670 градусов позволяет такое применение материала. А вот в космос сплав алюминия с кремнием не пустишь. В ракетостроении нужны металлы, выдерживающие жар в тысячи градусов.

Производство силумина

Купить силумин предлагают не только крупные металлургические предприятия, но и небольшие лаборатории. Последние проводят эксперименты по усовершенствованию производства сплава.

Стандартный способ его получения – смешение алюминия с кремнием и их совместная переплавка. Металлы для шихты добывают из руды. Заглянем в «Банк Патентов» и узнаем, что получить силумин можно, так же, на основе золы, остающейся на ТЭЦ страны в качестве отхода производства.

Зола от бурого угля может быть восстановлена. Нужны лишь электролизер и криолит . В присутствии последнего осуществляется реакция. Не секрет, что кроме кремния с алюминием в золе масса иных компонентов.

Что-такое-силумин-Свойства-производство-применение-и-цена-силумина-7

Интересно, что они почти не влияют на качество сплава, не значительны. Многовато в золе лишь железа. Однако, его присутствие в силумине допускается в качестве лигатуры. Феррум по ГОСТам разрешен в количестве 0,8-1,5%. Примерно столько и есть в отходах ТЭЦ.

Если промышленники возьмут на вооружение новый метод производства силумина, будет искоренено давнишнее противоречие. Оно заключается в предписанном природой дуэте алюминия и кремния.

Элементы изначально находятся рядом, к примеру, в бокситовой руде. Однако промышленники сначала тратят деньги на выделение каждого металла в отдельности, чтобы потом вновь потратиться на их сплавление в силумин.

Работа с золой упростит и удешевит производство, а заодно, послужит на благо экологии. Мелкая взвесь в воздухе от работы ТЭЦ донимает жителей многих городов.

Цена силумина

Цена силумина в гранулах – около 80 рублей за кило. Если брать полуфабрикат, к примеру, чушку, отдашь 130-180 рублей. Для большинства марок сплава цена одинакова. Другой вопрос, готовая продукция.

Здесь стоимость может значительно отличаться от себестоимости. Так, силуминовый казан диаметром около 30-ти сантиметров стоит более 1 000 рублей. Однорычажный смеситель из сплава алюминия с кремнием оценивают примерно в 1 500.

Что-такое-силумин-Свойства-производство-применение-и-цена-силумина-1

За гидрораспределитель из силумина просят около 8 000 рублей. За счетчик газа дают в районе 2 000-3 500. За 4 000 получится купить вибрационный насос, а за 45 рублей – наконечник для него.

В общем, из силумина делают почти все, что можно изготовить из металла. Так что, не помешает и запомнить имя материала, и изучить его сильные, слабые стороны.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector