строение (557054), страница 51
Текст из файла (страница 51)
спективны сплавы системы А! — Ве — Ми. Старение сплавов системы А1 — Ве — Мй не увеличивает прочностные характеристики, поэтому данные сплавы можно применять без термической обработки. Алюмнниево-бернллиевый сплав с 30 % Ве и 5 % Мд, применяемый в ряде опытных конструкций, имеет следующие механические свойства прн 20 'С: оа = 400... 470 МПа, о, = 270... 300 МПа; 6 — 11... 18 %, Е = 135 ГПа. Сплав по величине модуля упругости превосходит лучшие алюминиевые сплавы более чем в 2 — 3 раза. Он малочувствителен к надрезам, как н стандартные алюминиевые сплавы. Из сплава обьемной и листовой штамповкой могут быть получены детали любой формы. Соединения сплавов А! — Ве — Мй осуществляется сваркой, пайкой, клепкой. Сплавы системы А1 — Ве — Мя целесообразно применять в тех случаях, когда определяющим конструктивным фактором является жесткость.
При создании тонких 'жестких конструкций (например, оболочковых конструкций) выигрыш в весе по сравнению со стандартными алюминиевыми сплавами составляет 40... 60 %. Т а 6 л и и а 13. Хмммческпй состав, ад м мекаммиескме свойства сплавов ллп захлоп оп оа мпа Мта Си Мп 6, п Марка сплааа 190 200 260 320 5,2 0,35 0,2 1,4 0,4 0,4 270 300 400 520 АМг5П Д16 В65 В94 23 24 20 !5 2,6 4,2 2,1 Сплавы для заклепок имеют особое значение, так как метод клепки является одним из основных методов соединения деталей авнаконструкцнй из алюминиевых сплавов.
Количество заклепок в конструкциях планера доходит до двух миллионов штук. Жаропрочвые алюммпмевме сплавы )Каропрочные алюминиевые сплавы имеют более сложный химический состав, чем остальные алюминиевые сплавы. Повышение жаропрочностн сплавов типа дуралюмнн — Д16, ВД!7, ВАД2 было достигнуто путем увеличения содержания в ннх магния, а сплавов Д20 и Д21 — меди. Кроме того, применяют специальные добавки Алюммммевме сплавм ллм заклепок Сплавы, применяемые для заклепок, должны иметь повышенную пластичность н высокое сопротивление срезу.
Для коррозионной стойкости конструкции лучше всего, когда заклепки сделаны из того же материала, что н склепываемые детали. Однако некоторые сплавы, например, Д16 и Д19, неудобны в производстве, поскольку заклепки из них должны расклепываться в свежезакаленном состоянии из-за малого инкубационного периода. Длительное естественное старение указанных сплавов снижает пластичность и в заклепках при расклепывании могут появиться трещины. Тем не менее в конструкциях, работающих при повышенных температурах (до 200 'С), применяют заклепки нз жаропрочного сплава Д19.
Для сохранения пластичности заклепки из этого сплава после закалки необходимо хранить прн температуре ( 15 'С. Химический состав н механические свойства некоторых сплавов для заклепок приведены в табл. 13. й ! 2 ас Е. й 51! !ЗФ ЯЯЗЯ ЯЯ6 Литейные алюминиевые синевы ~ с'4 =8 !оо ! вагч я й и й и оо Ч!Ч!ЧЧ( ооооо Ч(Ч!Ч!Ч7 Ч7Ч7Ч7ЧГ оо ооооо ЧIЧ! ООООО ! !оыЮ 217 титана, циркония, железа, никеля и других элементов, положительно влияющих на жаропрочность сплавов. Упрочняющими фазами жаропрочных алюминиевых сплавов являются: СиА1„МдаЯ, 8-фаза (А! аСцМа), йг-фаза (А1,СцМйа51а), ген)А1„А1аСца% и др. Полученные при искусственном старении мелкодисперсные выделения этих фаз устойчивы против коагуляции и тем самым повышают жаропрочность соответствукхцих сплавов.
В табл. 14 приведены некоторые марки жаропрочных деформируемых алюминиевых сплавов, их химический состав и свойства. Механические свойства сплавов Д20 и 1201 почти одинаковы (табл. 14), поскольку по. составу они отличаются незначительно. Однако сплав 1201 по сравнению со сплавом Д20 более перспективен из-за лучшей свариваемости. Сплав Д20 по длительной прочности при 250... 350 'С превосходит сплавы Д!6 и ВД17, однако он менее прочен при 20 'С. Он используется для изготовления изделий длительно работающих при повышенных температурах деталей двигателей: дисков и лопаток компрессоров, крыльчаток, воздухозаборников, поршней и др. Кроме того, из сплавов Д20 и 1201 делают сварные детали и емкости (баллоны и др.), работающие при комнатной и кратковременно прн повышенных температурах.
Сплав АК4-1 при температурах до 200 'С не имеет преимуществ по прочности перед жаропрочными дуралюминами (ВАД1, Д19 и даже Д16), но при 250... 300 'С преобладают примерно такие же характеристики, как у сплавов Д20 и 1201. Сплав АК4-1 широко применяется для изготовления деталей реактивных двигателей (лопатки и диски компрессора, заборники и др.). В настоящее время сплав АК4-1 находит значительное применение для изготовления обшивки и силового каркаса сверхзвуковых самолетов, работающих длительное время в условиях знакопеременных напряжений при 130 ... 150 'С. Сплав ВД17 применяется преимущественно для изготовления лопаток осевых компрессоров для работы до 250 'С. Из сплава ВАД1 изготовляют сварные конструкции, работающие кратковременно при повышенных температурах (до 2...
3 ч при 250 'С) и длительно в течение сотен часов при 175'С. Этот сплав после сварки не требует термической обработки, отличается стабильностью свойств, но имеет несколько пониженную коррозионную стойкость. Алюминиевые жаропрочные сплавы имеют сравнительно невысокую температуру солидуса 505... 540 'С, что в настоящее время ограничивает их резерв жаропрочности. Литейные алюминиевые сплавы должны иметь хорошую жидкотекучесть, малую усадку, низкую склонность к образованию горячих трещин и пористости, а также высокие механические и антикоррозионные свойства, В работах академика А. А.
Бочвара и его учеников установлены зависимости литейных (технологических) свойств сплавов от характера взаимодействия компонентов в сплавах. Показано, что лучшие литейные свойства имеют сплавы, содержащие в своей структуре эвтектику. Эвтектика обеспечивает наибольшую жидко- текучесть при минимальной пористости, минимальной неоднородности и минимальном трещннообразовании. В качестве литейных чаще применяют сплавы на основе систем А! — Я, А1 — Си и А! — Мд.
Химический состав и свойства некоторых литейных сплавов алюминия приведены в табл. 15. сс Наилучшими литейными т т свойствами и малым удельным весом обладают сплавы дзг х+ системы А1 — Я, называемые силуминами (АЛ2, АЛ4, ВАЛ5, табл. 15). Согласно есе' диаграмме состояния А! — Я пс 1а+ЗИ я+!а зн (рис. 127) эвтектика (а + Я) образуется при 11,6 % Я. Сплав АЛ2, содержащий Р р в тг а я 1О... 13% Я, практически й,'Ус целИком соСтоИт ИЗ ЭВтекти- рас, жт.
диаграмма сссюяппа сплавов саки, имеет наилучшие литейные свойства н применяется З~~~р~ва~~~~ сплавм влюмпяяевых сплавов Режим термо. обработки ие м мпа о,, мпа Ь,к Мерке еилеиа 3! Прочие Си 5 4 3,5 з',о 5' Б,О 5,0 12 180 250 гзо ззо З7О 220 250 Зго 80 200 2!О гзо зго !!о 150 190 ю... !3 8,0... !ОБ 8,5 ... 8,5 Т5 тб Т5* Тзее Т4 Т5 Т4 О,!7...ОЗ 0,35... 0,55 0,2 ...0,5 ВАЛ5 !АЛЗ4! АЛ7 0,15... 0,4Ве, 0,1 ... О,ЗТ1 4,0 ... 5,0 АЛ27 0,05... 0,15Т1, 0,05... О,ггг, О,ОБ... О,!5Ве 1,2...
1,7ре 0,15... 0,25Сг, 0 05 0 10Т1 о,!...О,зт! 9,5... 11,5 0,7 ... 1,2 0,3 ... 0,5 1,0 1,0 Т2 Т5 210 240 1,5 ... 2,0 7,5 ... 8,5 3,4 . . 4,5 1 . . 1,5 0,15... О,З 0,3...0,5 3,0 АЛ32 270 Т! е Литье и землю !иеечаиме формы) " Литье и кокиль Т в 6л п Пе 15. Хямвчееяяй состав, ед, в м~япвчееяпе свойстве лятейямх для мелкого и тонкостенного литья (деталей агрегатов и приборов). Термической обработкой не упрочняется. Для улучшения механических свойств сплава АЛ2 его подвергают модифицированию путем введения в жидкий сплав перед разливкой 1 ого смеси солей фтористого и хлористого натрия. Модифицирование вызывает переохлаждение и увеличение содержания кремния в эвтектике, В результате структура эвтектики измельчается и появляются округлые верна пластичных кристаллов твердого раствора кремния в алюминии.
При этом в 1,5 раза повышается прочность и в 2... 3 рава относительное удлинение. Механические свойства (табл. 15) литейных сплавов ниже по сравнению с обрабатываемым давлением, особенно низки показатели пластичности и вязкости. Для повышения механических свойств отливки из алюминиевых сплавов подвергают следующим видам термической обработки: Т1 — искусственное старение обычно при 175 ~5 'С, выдержка . 5...
20 ч без предварительной закалки, так как при литье сплавов в песчаную форму или в кокиль происходит частичная закалка; Т2 — отжиг при 300 ~10'С, выдержка 5... 10 ч, охлаждение на воздухе; ТЗ, Т4 — закалка и естественное старение. Нагрев под закалку для сплава АЛ7 при 510... 520 'С; Т5 — закалка и частичное искусственное старение (3 ... 5 ч) обычно при 175 'С; Тб — закалка и полное искусственное старение до максимальной твердости (чаще проводят при 200 'С в течение 3 ... 5 ч); Т7— закалка и стабилизирующее старение при 230 или при 250 'С в течение 3 ...
1О ч; Т8 — закалка и смягчакяцее старение при 240 ... 260 С в течение 3 ... 5 ч. Сплав АЛ2 имеет низкую прочность, применяется для малонагруженных деталей (корпуса приборов, кронштейны, детали авиационных колес, барабаны и др.). Сплав средней прочности АЛ4 применяется для отливки крупных и средних нагруженных деталей авиадвигателя: корпусов компрессора, картеров, блоков и др. Сплав АЛ7 применяется для небольших отливок несложной формы, работающих при средних нагрузках до 200 'С (арматура, кронштейны и. др.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
