Алюминиевые отливки АЛ24: характеристики литейного сплава и применение
АЛ24 — высокопрочный алюминиево-кремниевый литейный сплав системы Al–Si–Cu–Mn с добавками титана и бора. Отливки из АЛ24 получают литьём в кокиль, литьём под давлением и по выплавляемым моделям. Сплав отличается сочетанием прочности при комнатной температуре и жаропрочности до 250 C, что делает его пригодным для нагруженных корпусных деталей, работающих в условиях циклического нагрева.
Химический состав и структура
Основа сплава — алюминий; кремний в пределах 4,5–6,0 % обеспечивает жидкотекучесть, медь 4,5–5,5 % формирует упрочняющие фазы AlCu, марганец 0,3–0,5 % повышает жаропрочность. Титан и бор вводят для модифицирования зерна. Структура литого металла — -твёрдый раствор с включениями эвтектического кремния и интерметаллидов. Термообработка по режиму Т5 (закалка и искусственное старение) повышает предел текучести до 240–280 МПа.
Механические и физические свойства
| Показатель | Значение | Условие испытания | Метод | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 280–320 | 20 C, Т5 | ГОСТ 1497 | МПа |
| Предел текучести | 240–280 | 20 C, Т5 | ГОСТ 1497 | МПа |
| Относительное удлинение | 1,5–3,0 | 20 C | ГОСТ 1497 | % |
| Твёрдость | 90–110 | 20 C | ГОСТ 9012 | HB |
| Плотность | 2,75–2,80 | 20 C | ГОСТ 8.024 | г/см |
| Жаропрочность | до 250 | длительная нагрузка | ГОСТ 10145 | C |
Технологические особенности литья
Сплав АЛ24 кристаллизуется в интервале 520–580 C, склонен к образованию усадочной пористости, поэтому требуется направленное затвердевание и питание массивных узлов. Линейная усадка — 0,9–1,2 %. Для кокильного литья рекомендуемая температура заливки — 680–720 C, для литья под давлением — 650–690 C. Горячие трещины устраняются за счёт модифицирования титаном и бором, а также применения литниково-питающих систем с прибылями.
Области применения отливок АЛ24
- Корпусные детали агрегатов трансмиссии и редукторов дорожно-строительной техники.
- Головки и блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания, работающих при 200–250 C.
- Кронштейны и силовые элементы шасси грузового транспорта.
- Детали насосного и компрессорного оборудования нефтегазовой отрасли.
- Арматура и корпуса приборов авиационного и ракетного назначения.
- Элементы тормозных систем и подвески железнодорожного подвижного состава.
Нормативные документы
- ГОСТ 1583-93 — сплавы алюминиевые литейные, технические условия.
- ГОСТ 2685-75 — отливки из алюминиевых сплавов, общие требования.
- ОСТ 1 90073-85 — отливки авиационного назначения.
- ГОСТ 1497-84 — методы испытаний на растяжение.
Вопросы и ответы
Какая термообработка применяется для отливок АЛ24?
Стандартный режим — Т5: закалка с 515–525 C в воде и искусственное старение при 175–185 C в течение 5–8 часов. Это обеспечивает предел текучести 240–280 МПа.
При какой максимальной температуре можно эксплуатировать детали из АЛ24?
Длительная рабочая температура не превышает 250 C. При более высоких значениях наблюдается разупрочнение из-за коагуляции упрочняющих фаз.
Какими методами получают отливки из АЛ24?
Применяют литьё в кокиль, литьё под давлением и литьё по выплавляемым моделям. Для ответственных деталей с высокими требованиями к плотности используют кокиль и вакуумно-пленочную формовку.
Чем АЛ24 отличается от АК12?
АЛ24 содержит медь и марганец, что повышает прочность и жаропрочность, но снижает пластичность и коррозионную стойкость по сравнению с силумином АК12.
