Алюминиевые отливки АК21М2.5Н2.5 в Минске

Алюминиевые отливки АК21М2.5Н2.5: жаропрочный литейный сплав для поршневой группы

Алюминиевые отливки из сплава АК21М2.5Н2.5 — это продукция литейного производства, получаемая из сложнолегированного алюминиевого сплава системы Al–Cu–Mn–Ni, предназначенного для изготовления деталей, работающих при повышенных температурах. Сплав относится к группе поршневых силуминов с ограниченным содержанием кремния и упрочняется интерметаллидными фазами на основе меди, марганца и никеля. Химический состав регламентируется ГОСТ 1583-93, маркировка расшифровывается как алюминий с 21 % меди, 2,5 % марганца и 2,5 % никеля.

Химический состав и структура

Основу сплава составляет алюминий; медь в количестве 20–22 % обеспечивает дисперсионное твердение при термической обработке, марганец 2,0–3,0 % повышает жаропрочность и стабилизирует структуру, никель 2,0–3,0 % формирует тугоплавкие алюминиды NiAl, препятствующие росту зерна при нагреве. Суммарное содержание примесей железа и кремния ограничено, поскольку эти элементы снижают пластичность и теплопроводность отливок.

Механические и эксплуатационные свойства

Сплав сохраняет прочностные характеристики при нагреве до 250–300 C, что определяет его применение в условиях термоциклирования. После закалки и искусственного старения достигается сочетание прочности и жаропрочности, достаточное для знакопеременных нагрузок в парах трения.

Технология литья

Отливки АК21М2.5Н2.5 получают литьём в металлические формы (кокиль), литьём под давлением или центробежным способом. Сплав обладает пониженной жидкотекучестью из-за широкого интервала кристаллизации, поэтому требуется повышенная температура заливки 720–760 C и подогрев форм до 200–300 C. Для предотвращения газовой пористости применяют вакуумную дегазацию расплава и продувку аргоном.

Области применения

• Поршни двигателей внутреннего сгорания автотракторной техники, работающие при температуре днища до 300 C.
• Головки блоков цилиндров форсированных дизелей и компрессоров высокого давления.
• Детали турбокомпрессоров: корпуса подшипников, направляющие аппараты.
• Элементы арматуры металлургического оборудования, контактирующие с горячими газами.
• Корпусные детали насосов для перекачки высокотемпературных сред.

Термическая обработка

Для достижения максимальной жаропрочности отливки подвергают закалке при 515–525 C с охлаждением в воде и последующему старению при 170–180 C в течение 10–15 часов. Режим старения подбирается в зависимости от требуемого баланса прочности и пластичности. Длительная эксплуатация при 250–300 C вызывает коагуляцию упрочняющих фаз и постепенное снижение твёрдости.

Вопросы и ответы