2.6. Алюминиевые сплавы

Алюминиевые сплавы – это одни из самых легких конструкционных материалов, примерно в три раза легче стали. При этом они практически в три раза уступают сталям по модулю упругости (Е = 0,7·10⁵ МПа), то есть по жесткости.

Пластичность алюминиевых сплавов очень хорошая (относительное удлинение δ достигает 40 %), что позволяет их обрабатывать как в горячем, так и в холодном состоянии. Твердость и износостойкость ниже, чем у стали.

Алюминиевые сплавы делят на две группы: деформируемые – позволяющие обрабатывать их прокаткой, штамповкой, прессованием, и литейные.

1) Деформируемые сплавы

Из группы деформируемых алюминиевых сплавов наиболее известны дуралюмины: классический дуралюмин Д1, дуралюмин повышенной прочности Д16, дуралюмин повышенной пластичности В65.

Прочность дуралюмину придают три основных компонента: медь, магний и марганец.

Для повышения механических свойств дуралюмины подвергают закалке при температуре 500-525 °С с последующим естественным старением в течение четырех суток.

Деформируемые алюминиевые сплавы предназначены для изготовления листов, профилей, прутков, труб, штамповок и поковок.

Применяются в авиастроительной, пищевой и химической промышленности.

2) Литейные сплавы

Эти сплавы принято маркировать двумя буквами АК. В соответствии со стандартами они делятся на пять групп:

Группа 1 – сплавы на основе системы «алюминий – кремний». Эти сплавы называют силуминами. Они обладают высокими литейными свойствами, то есть хорошей жидкотекучестью и малой усадкой. Устойчивы к коррозии.

Недостаток – невысокие механические свойства (предел прочности _в до 200-250 МПа, относительное удлинение δ = 2-3 %). Силумины используют для деталей сложной формы, не воспринимающих большие нагрузки.

Группа 2 – сплавы на основе системы «алюминий – кремний – медь».

Группа 3 – сплавы на основе системы «алюминий – медь».

Группа 4 – сплавы на основе системы «алюминий – магний». Медь и магний придают сплавам повышенные механические свойства и коррозионную стойкость. Тем не менее, их литейные свойства хуже, чем у силуминов.

Группа 5 – сплавы на основе алюминия и ряда компонентов (никеля, магния, меди, марганца, цинка, титана и др.).

Химический состав и механические свойства литейных сплавов приведены в табл. 6 [2, с. 268].

Таблица 6. Химический состав и физические свойства алюминиевых сплавов

Сплав	Химический состав, %				в, МПа	δ, %
	Cu	Mg	Mn	Другие элементы
Деформируемые сплавы
Д1	3,8-4,8	0,4-0,8	0,4-0,9	Zn до 0,3	360-410	12
Д16	3,8-4,9	1,2-1,8	0,3-0,8	Si до 0,5	450-480	До 19
В65	1,4-2,0	1,8-2,8	0,2-0,6	Zn до 7,0	570-600	12
Литейные сплавы
АК12	-	0,01-0.05	0.1 - 0,5	Si 10-13	160-190	2-6
АК9	-	0,2-0,35	0,2-0,5	Si 8 - 10,5	260-290	2-4
АК5М2	1,5-3,5	0,2-0,85	0,2-0,8	Si 4 - 6	250-270	1-1,5
АК5М	1,0-1,5	0,4-0,65	-	Si 4,5 - 5,5	250-310	1,9
АМг10ч	-	9,5-10,5	-	Ве до 0,15	310-320	10-11
АМ5	4,5-5,3	-	0,6 - 1,0	Ti до 0,3	300-320	10-12
АМг11	-	10,5-13,0	-	Ti до 0,15	240	3

Прочность большинства литейных сплавов достигается термообработкой, например, такой как закалка при температуре (535±5) °С и последующее старение в течение 10-15 часов.