Условия работы детали, назначение отливки и выбор сплава
Отливка «Корпус» работает в условиях вибронагрузки и агрессивной среды. Поэтому к ней предъявляют следующие требования: виброустойчивость, коррозионная стойкость, легкость, прочность. К сплаву предъявляют требования: прочность при достаточно хорошей пластичности, коррозионная стойкость, легкость.
Проведем сравнительную характеристику сплава по химическому составу, механическим, технологическим, физическим свойствам.
Таблица 2 - Химический состав сплавов ГОСТ 1583-23 в процентах
-
сплав
Al
Mg
Si
Mn
количество примесей
АК7ч
основа
0,2-0,4
6-8
-
2
АК9
основа
0,2-0,4
8-11
0,2-0,5
3
АК12
основа
-
10-13
-
2,7
Влияние химических элементов:
Mg – придает такие свойства как легкость, виброустойчивость, низкая прочность, низкие механические свойства, химическая стойкость в щелочах, бензине.
Si
– используется для раскисления, придает
хрупкость.
Al – коррозионная стойкость, пластичность.
Сплавы АК12 ,АК9 имеют повышенное содержание кремния, что делает деталь более хрупкой. Сплав АК7ч содержит оптимальный состав кремния, который делает алюминиевый сплав более прочным, при этом содержится в таком количестве, которое не повышает хрупкость детали.
Если сравнивать сплавы по содержанию магния, то выявляется следующая тенденция: в сплавах АК9 и АК12 содержится недостаточное количество магния, что не позволяет детали работать в условиях повышенной вибронагрузки. Сплав АК7ч содержит магний в количестве, позволяющем увеличить срок службы детали, вследствие повышенной
виброустойчивости. Кроме того сплав содержит меньшее количество примесей. Сплав АК7ч отличается повышенной прочностью, применяют для нагруженных отливок.
Следовательно оптимальным вариантом является сплав АК7ч.
Сплав |
Жидкотекучесть, мм |
Линейная усадка, % |
Объемная усадка кристаллизации, % |
Склонность к горячим трещинам,мм |
Интервал кристаллизации |
герметичность |
Плотность Кг/м³ |
АК7ч |
350/770 |
1,1…1,2 |
3,7…3,9 |
5 |
620/577 |
3/14, разрыв |
2670/2450 |
АК9 |
360/800 |
1,0…1,1 |
3,2…3,4 |
не образуются |
601/569 |
3/20, разрыв |
2680/2460 |
АК12 |
420/820 |
0,9…1,0 |
3,0…3,5 |
не образуются |
577/577 |
3/12, разрыв |
2650/2460 |
Таблица
3 - Технологические свойства сплавов
ГОСТ 1583-93
Сплав АК7ч имеет плотность удовлетворяющую требованиям, хорошую герметичность, в остальном свойства сравниваемых сплавов друг от друга значительно не отличаются.
Таблица 4 - Механические свойства сплавов ГОСТ 1583-93
-
Сплав
σв, МПА
δ, %
HB
АК7ч
210
2,0
600
АК9
200
0,5
700
АК12
150
3,0
500
Для того, чтобы придать детали свойства, которые позволят выдерживать вибронагрузки при этом не истираясь, необходимо выбрать сплав АК7ч и термообработку Т5. Это позволит нам добиться высокой прочности при сохранении повышенной пластичности.
Таблица 5 - Физические свойства сплавов
Марка сплава |
Удельное электрическое сопротивление, мкОм·м при 20 ̊С |
Коэффициент линейного расширения a·106 (1/ ̊ C) при температуре, ̊C |
Теплопроводность [Вт/(м· ̊ C)] при температуре, ̊ C |
Теплоемкость [Дж/(г· ̊ C)] при температуре, ̊ C |
||||||
20-100 |
20-200 |
20-300 |
20 |
300 |
100 |
300
|
||||
АК7ч |
0,0457 |
23,0 |
24,0 |
24,5 |
35 |
40 |
0,21 |
0,24 |
||
АК9 |
0,0468 |
21,7 |
22,5 |
23,5 |
35 |
38 |
0,18 |
0,20 |
||
АК12 |
0,0548 |
21,1 |
22,1 |
23,3 |
40 |
42 |
0,20 |
0,22 |
||
Сплав АК12 имеет высокую плотность, использовать его для отливки с представленными требованиями нецелесообразно. Сравнивая сплавы АК7ч и АК9, видим, что их плотности приблизительно одинаковы. Отдаем предпочтение сплаву АК7ч по результатам таблиц 2-4.