2.12.2.2. Деформівні стопи алюмінію, що зміцнюються термічною обробкою

До стопів алюмінію, що зміцнюються термообробкою, належать дуралю-міни, авіалі, а також високоміцні, кувальні й жароміцні стопи. Вміст легуваль-них елементів в них перевищує їх граничну розчинність в алюмінії при кім­натній температурі, але не перевищує граничну розчинність при температурі евтектичного перетворення.

Таблиця 2.12.3

Марки й хімічний склад деяких стопів алюмінію, що зміцнюються термообробкою

Марка стопу	Си	Масова частка легувальних елементів, % Mg Mn Si 1 інші елементи
Дїралюміни
Ді	3,8—4,8	0,4—0,8	0,4—0.8	0,7	—
Діб	3,8—4,9	1,2—1,8	0.3—0,9	0.5	—
Д18	2,2—3,0	0,2—0,5	0,2	0,5	—
Стопи авіаль
АВ	0,1—0,5	0,45—0,9	0,15—0,35	0,5—1,2	—
АД31	0,1	0.4—0.9	0,1	0,3—0,7	—
АДЗЗ	0,15—0,4	0,8—1,2	0,15	0,4—0,8	—
Кувальні стопи
АК6	1,8—2,6	0,4—0.8	0,4—0.8	0,7—1,2	—
АК8	3,9—4.8	0,4—0,8	0,4—1,0	0,6—1,2	—
Високоміині стопи
В95	1,4—2,0	1.8—2,8	0,2—0.6	0,5	5,0—7,0 Zn
В96	2,2—2,8	2,5—3,2	0,2—0,5	—	7,6—8,6 Zn _
Жароміцні стопи
АК4-1	1,9—2,7	1,2—1,8	0.2	0,35	0.8—1,4 Ni; 0.8—1,4 Fe;
АК4	1,9—2,5	1,4—1,8	0,2	0,5—1,2	0,8—1,3 Ni; 0,8—1,3 Fe;

Типовими представниками стопів, що зміцнюються термообробкою, є ДУР~ алюміни, які добре поєднують міцність і пластичність. Марки дуралюмінів позначають літерою Д і числом, що означає умовний номер стопу, наприклад Д1" (див. табл. 2.12.3). Головними легувальними елементами дуралюмінів є мідь і магній. Зі зниженням температури від евтектичної з α-твердого розчину ви­діляється хімічна сполука СиА1₂ (Q-фаза), твердість якої 49 HRC. Наявність магнію приводить до виділення S-фази Al₂(CuMg) твердістю 52 HRC. Зі збіль­шенням до певної межі концентрації магнію міцність стопу зростає. Марганець

_підвишує корозійну тривкість. З метою додаткового підвищення корозійної тривкості плакують листи дуралюмінів тобто наносять на їх поверхню ■тонкий шар чистого алюмінію. Кремній в дуралюмінах слід розглядати як домішку. Структура дуралюмінів у рівноважному стані складається із ^-твердого розчину й різних інтерметалевих твердих фаз у тому числі Q-; S-фаз. Дуралюміни широко застосовують в авіації, автомобілебудуванні, будівельних конструкціях.

Головними легувальними елементами авіалів є магній і кремній, а основною зміцнювальною фазою — /3-фаза (Mg₂Si). Авіалі марок АВ, АДЗ1 і АДЗЗ мають високу пластичність, зварюваність і корозійну тривкість, хоч дещо поступа­ються за міцністю дуралюмінам. З цих стопів виготовляють лопатки гвинтів гелікоптерів, ковані деталі двигунів, а також напівфабрикати (листи, труби тощо).

Високоміцні стопи иайміцніші серед стопів алюмінію, хоч мети ігластичні від дуралюмінів. їх марки позначають літерою В — високоміцні й умовним номером (В95). Розчинність в алюмінії легувальних елементів — цинку, магнію і міді зменшується, а під час охолодження вони виділяються як інтерметалеві сполуки: фаза Τ (Mg₃Zn₃Al₂), фаза Μ (MgZn₂) і фаза S (AI₂CuMg). Наявність у структурі фаз Τ, Μ і S сприяє підвищенню міцності стопів. Найбільше впливає на міцність цинк і магній. Водночас названі елементи знижують пластичність і корозійну тривкість. Незначне легування марганцем і хромом приводить до підвищення корозійної тривкості.

Стопи марок В95 і В96 використовують у літакобудуванні для високона-вантажених елементів конструкцій при температурах до 100 °С.

Кувальні алюмінієві стопи відзначаються доброю пластичністю й задовільною міцністю. їх маркують літерами АК п умовними числами. За хімічним складом кувальні стопи близькі до дуралюмінів, хоч вміст кремнію тут вищий. Зміцнювальними фазами є Mg₂Si, CuAl₂ і ω-фаза, до складу якої входять А1, Си, Mg і Si. Гарячу обробку тиском виконують в інтервалі температур 420...470 °С. Стоп марки АК6 використовують для середньонавантажених деталей складної конфігурації, а стоп АК8 — для високонавантажених деталей.

Жароміцні стопи (АК4-1, АК-4 та ін.) зберігають свої механічні властиво­сті до температури 300 °С. Порівняно з іншими стопами алюмінію жароміцні стопи мають більшу кількість легувальних елементів. їх додатково легують такими елементами як залізо, нікель і титан. Залізо й нікель утворюють фазу FeNiAl_l;, яка у вигляді дисперсних частин, що не коагулюють, підвищує жаро­міцність. Ці стопи використовують для виготовлення поршнів, головок Циліндрів, лопаток компресорів у турбореактивних двигунах, обшивок надзвукових літаків.