Алюминиевые отливки АЛ23-1: характеристики сплава и применение
АЛ23-1 — высокогерметичный литейный алюминиевый сплав системы Al–Si–Cu–Mg, легированный никелем и марганцем. Отливки из АЛ23-1 получают литьём в кокиль, литьём под давлением и по выплавляемым моделям. Сплав сохраняет плотную мелкозернистую структуру и минимальную пористость при толщине стенки от 4 до 40 мм, что обеспечивает герметичность корпусных деталей под избыточным давлением до 4 МПа.
Химический состав и структура
Основа — алюминий, содержание кремния — 11–13 %, меди — 1,5–2,5 %, магния — 0,8–1,3 %, никеля — 0,8–1,3 %, марганца — 0,3–0,8 %. Никель образует тугоплавкие фазы AlNi и AlCuNi, повышающие жаропрочность; марганец связывает железо в компактные включения и снижает охрупчивание. Модифицирование натрием или стронцием дробит эвтектику и повышает плотность отливки.
Механические и литейные свойства
| Показатель | Кокиль | Литьё под давлением | Выплав. модели | Термообработка |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в, МПа | 240–280 | 260–300 | 230–260 | T5 |
| Относительное удлинение , % | 1,5–2,5 | 1,0–2,0 | 1,5–3,0 | T5 |
| Твёрдость HB | 70–85 | 75–90 | 65–80 | T5 |
| Плотность, кг/м | 2700 | 2700 | 2700 | — |
| Линейная усадка, % | 0,8–1,1 | 0,6–0,9 | 0,9–1,2 | — |
Области применения
- Корпуса гидронасосов и гидромоторов, работающих при давлении до 32 МПа.
- Картеры редукторов, крышки подшипниковых узлов прокатных станов.
- Детали топливной аппаратуры дизелей: корпуса ТНВД, крышки форсунок.
- Арматура пневмо- и гидросистем с рабочей температурой до 250 C.
- Корпусные детали компрессоров и турбокомпрессоров наддува.
- Элементы тормозных систем и рулевых механизмов спецтехники.
Технологические особенности литья
Температура заливки — 680–720 C. Сплав склонен к образованию усадочной пористости, поэтому применяют прибыли с теплоизоляционными вставками и кристаллизацию под давлением. Для литья под давлением температура расплава — 660–690 C, давление прессования — 40–80 МПа. Термообработка T5 (искусственное старение при 175–185 C, 6–8 ч) повышает предел текучести на 15–20 % без снижения герметичности.
Эксплуатационные ограничения
Сплав работоспособен в интервале от –60 C до +250 C. Длительный нагрев выше 300 C вызывает коагуляцию упрочняющих фаз и падение прочности. АЛ23-1 не предназначен для контакта с морской водой без защитных покрытий: медьсодержащая матрица склонна к питтинговой коррозии. Обрабатываемость резанием удовлетворительная, сварка затруднена из-за горячих трещин.
Вопросы и ответы
Чем АЛ23-1 отличается от АК12М2МгН?
АЛ23-1 содержит никель и марганец при пониженном содержании меди, что даёт более высокую герметичность и жаропрочность до 250 C при меньшей склонности к хрупкости.
Какая термообработка применяется для отливок АЛ23-1?
Стандартно — T5: искусственное старение при 175–185 C в течение 6–8 ч. Закалка в воду не применяется из-за риска коробления тонкостенных корпусов.
Обеспечивает ли АЛ23-1 герметичность под давлением?
Да, при литье в кокиль с кристаллизацией под давлением отливки выдерживают гидроиспытания до 4 МПа без пропусков при толщине стенки от 5 мм.
Применяется ли АЛ23-1 для литья под давлением?
Да, сплав перерабатывается литьём под давлением при температуре расплава 660–690 C и давлении прессования 40–80 МПа, обеспечивая плотную структуру корпусных деталей.
