Прочие улучшаемые алюминиевые сплавы

Дальнейшее развитие дуралюмина представляют содержащие никель сплавы, которые были введены IB употребление особенно для литых, но отчасти и для кованых поршней и головок цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Высоколегированный сплав закаливается (500-520°) обычно ввиду опасности растрескивания не в холодной, а в кипящей воде или масле. Этот сплав упрочняется при многодневном вылеживании или в течение короткой времени при отпуске на 250°. Варьируя режим термической обработки, можно изменять свойства сплава в довольно широких пределах.

Структура сплава в соответствии с высоким содержанием в нем тяжелых металлов обнаруживает многочисленные включения фазы, содержащей медь и никель (светлые включения), кристаллов Mg2Si и содержащей железо фазы (те и другие включения темного цвета). Сплав Y особенно характерен своей высокой прочностью при повышенных температурах. Менее легированные сплавы ЕЕ, которые характерны наличием в них титана и повышенным содержанием железа закаливаются с 510-540° (520-535°) в холодной воде и отпускаются в течение 10-20 час при 155-175°. Сплав Y и сплав ЕЕ 59 применяются главным образом для поковок, которые должны удовлетворять высоким требованиям в отношении прочности при высоких температурах, в частности для головок цилиндров моторов с водяным охлаждением и для картеров моторов с воздушным охлаждением. Сплав ЕЕ 56 в Англии конкурирует с дуралюмином во всех отношениях. Он имеет следующие значения механических свойств: предел текучести 38-42 кг/мм, сопротивление разрыву 44-49 Кг/мм2, удлинение (на 51 мм) 10-20%, сужение 14-25%, твердость 120-160 кг/мм2. Для фасонного литья сплав Y употребляется того же состава, что и для кованых деталей, а сплавы ЕЕ несколько изменяются.

Менее важной группой алюминиевых сплавов с естественным старением являются такие сплавы, которые обязаны своей способностью к улучшению фазам MgZm и LiZm. Такие сплавы конструкталь и склерон: 7-12% Zix; ~ 3% Си, - 2,5% Mg; - 0,1% Li и 1% Мш находят применение, хотя и в небольшом объеме, ввиду их превосходной обрабатываемости резанием. В сплавах с этими компонентами можно достигнуть очень высоких прочностей (до 60 кг/мм2). Но как- раз с высокой прочностью у сплавов, содержащих цинк, связана сильная чувствительность к напряжениям, выражающаяся в том, что обладающие напряжениями Л холодного наклепа или нагруженные детали растрескиваются подобно латуни. Испытание их на чувствительность к напряжениям производится следующим образом.

Образец, в упруго согнутом состоянии помещается в атмосферу водяного пара при 100°. После короткой выдержки образец лопается. У медноалюминиевых сплавов с искусственным старением такое испытание иногда вызывает подобный же результат. Если цинк и медь вводить в сплавы в количестве ниже определенной границы так., чтобы сопротивление разрыву достигало примерно 50 кг/мм2, а содержание марганца сделать высоким, то и в содержащих цинк сплавах чувствительность к напряжениям будет невелика. Своеобразное поведение этих сплавов связано, по-видимому с тем что они не остаются в противоположность дуралюмину неограниченно долгое время в состоянии пересыщенного твердого раствора и уже при комнатной температуре распадаются с образованием выделений. Большее содержание цинка в алюминиевых сплавах обычно повышает у них способность к диффузии. Вследствие этого процессы выделения передвигаются в сторону более низких температур, прочность при высоких температурах падает раньше, чем у свободных от цинка сплавов и т. д.

Своеобразные и до сих пор полностью не объясненные процессы происходят в двойных цинкалюминиевых сплавах. При повышенном содержании цинка появляется небольшой эффект упрочнения, к которому присоединяется выделившейся jS-фазы. Эти процессы, по-видимому, целиком устраняют возможность практического применения таких сплавов.

Возможность улучшения имеется еще в ряде других двойных алюминиевых сплавов, например в алюминиевосеребряных алюминиево-бериллиевых, алюминиеволитиевых, алюминиевохромовых, алюминиевокадмиевых, алюминиевоникелевых и, вероятно, также и в алюминиевооловянных.

Известное распространение имеют сплавы с 1-1,5% Мп (мангаль, алюман и AW 15), которые отличаются от чистого алюминия главным образом повышенной прочностью и твердостью. По новейшим исследованиям марганец растворим в очень чистом алюминии в количестве до 1,8%, однако небольшое содержание железа сильно снижает растворимость марганца; по-видимому, аналогично действует и кремний. Противокоррозионная устойчивость при содержании марганца в пределах 1,2-1,5% лучше, чем при содержании ниже 1,0% f.

Алкшиниевокремнистые сплавы с содержанием до 13% Si (силумин), употребляемые преимущественно для фасонного литья, находят себе некоторое применение и в качестве прокатываемого материала. После закалки они становятся заметно прочнее и тверже вследствие перехода в твердый раствор кремния в количестве до 1-1,5%.