Алюминиевые отливки АЛ1 в Минске

Алюминиевые отливки АЛ1: жаропрочный литейный сплав для деталей ГТД и поршневых систем

АЛ1 — литейный алюминиевый сплав системы Al–Cu–Mn–Ni, легированный медью, марганцем и никелем. Отливки из АЛ1 получают литьём в кокиль, песчаные формы и по выплавляемым моделям. Сплав сохраняет прочность при нагреве до 300 C, что отличает его от силуминов АК12 и АК7Ч, теряющих несущую способность уже при 200 C. Структура отливки — -твёрдый раствор меди и марганца в алюминии с включениями жаропрочных фаз AlNi и AlMn. Именно эти интерметаллиды блокируют границы зёрен и тормозят диффузионную ползучесть.

Химический состав и механические свойства

Медь — 4,5–5,5 % — обеспечивает дисперсионное твердение после закалки и искусственного старения. Никель — 1,8–2,3 % — формирует фазу AlNi, отвечающую за жаропрочность. Марганец — 0,6–1,0 % — повышает температуру рекристаллизации. Кремний ограничен 0,3 %, железо — 0,5 %: превышение этих значений снижает пластичность и ударную вязкость. Суммарное содержание примесей нормируется ГОСТ 1583-93.

Термообработка и литейная технология

Режим Т6 для АЛ1: закалка от 530–540 C в воде, старение при 175–185 C в течение 10–15 ч. Закалка фиксирует пересыщенный твёрдый раствор, старение выделяет дисперсные частицы CuAl и AlNi. Литьё в кокиль даёт плотную мелкозернистую структуру с минимальной пористостью; песчаная форма — более крупное зерно и пониженные на 15–20 % прочностные характеристики. Горячие трещины склонны возникать при неравномерном охлаждении, поэтому литниково-питающую систему рассчитывают с массивными прибылями.

Области применения

• Поршни двигателей внутреннего сгорания, работающие при температуре днища до 300 C.
• Детали газотурбинных установок: корпуса подшипников, кронштейны, крышки компрессоров.
• Головки цилиндров форсированных дизелей и компрессоров высокого давления.
• Арматура теплообменных аппаратов и детали паровых систем с рабочей температурой до 250 C.
• Корпусные детали насосного оборудования в металлургическом и нефтегазовом производстве.
• Элементы оснастки для литья под давлением, контактирующие с расплавом.

Обрабатываемость и сварка

АЛ1 удовлетворительно обрабатывается резанием: твёрдость 90–110 HB позволяет применять твердосплавный инструмент без интенсивного наростообразования. Сварка затруднена из-за горячеломкости и образования кристаллизационных трещин в шве; соединения выполняют аргонодуговой сваркой с предварительным подогревом до 200–250 C и последующей термообработкой. Для ответственных узлов предпочтительны механические крепления или пайка.

Вопросы и ответы