Алюминиевые отливки АЛ27-1: характеристики, литьё и применение
Алюминиевые отливки АЛ27-1 — продукция из высокопрочного литейного алюминиево-кремниевого сплава системы Al–Si–Mg с регламентированным содержанием магния и титана, предназначенная для изготовления нагруженных корпусных деталей методами литья в кокиль, под давлением и по выплавляемым моделям. Сплав марки АЛ27-1 (химический состав по ГОСТ 1583-93, аналог AK9ч по международной классификации) отличается сочетанием литейных и механических свойств: кремний в пределах 8,0–10,5 % обеспечивает жидкотекучесть, магний 0,20–0,35 % — упрочнение при термической обработке, титан до 0,15 % — модифицирование зерна.
Состав и структура
Химический состав сплава АЛ27-1 регламентирует массовые доли основных элементов: Si — 8,0–10,5 %, Mg — 0,20–0,35 %, Ti — 0,05–0,15 %, Mn — до 0,50 %, Fe — не более 0,60 %. Модифицирование титаном и натрием формирует мелкозернистую эвтектическую структуру, что снижает пористость и повышает герметичность отливок. Легирование магнием позволяет проводить упрочняющую термическую обработку по режиму Т6: закалка с 535 5 C в воду и искусственное старение при 175 5 C.
Механические свойства
После термической обработки Т6 отливки АЛ27-1 демонстрируют предел прочности при растяжении 260–320 МПа, предел текучести 200–240 МПа, относительное удлинение 2–4 %, твёрдость 90–110 HB. В литом состоянии без термообработки прочность составляет 160–200 МПа. Сплав сохраняет работоспособность в интервале температур от –60 C до +200 C, при нагреве выше 200 C наблюдается разупрочнение вследствие коагуляции фазы MgSi.
Технология литья
Отливки АЛ27-1 получают литьём в металлические формы (кокиль), литьём под давлением на машинах с усилием запирания 250–1250 тс, а также по выплавляемым моделям для тонкостенных деталей. Температура заливки расплава — 680–720 C, температура кокиля — 200–350 C. Линейная усадка составляет 0,8–1,1 %, что учитывается при проектировании литниково-питающих систем и формообразующих поверхностей пресс-форм.
Типовые детали и применение
- Корпуса редукторов, насосов и компрессоров в станкостроении и нефтегазовом оборудовании.
- Картеры двигателей, крышки подшипников, кронштейны в автомобилестроении и тракторостроении.
- Корпусные детали пневмо- и гидроаппаратуры, работающие при давлении до 16 МПа.
- Арматура трубопроводных систем, детали запорной и регулирующей аппаратуры.
- Элементы электротехнических изделий, требующие сочетания прочности и теплопроводности.
Сравнение режимов термообработки
| Состояние | в, МПа | 0,2, МПа | , % | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| Литой (без ТО) | 160–200 | 120–150 | 1–2 | 60–75 |
| Т5 (старение) | 220–260 | 170–200 | 2–3 | 80–95 |
| Т6 (закалка + старение) | 260–320 | 200–240 | 2–4 | 90–110 |
Контроль качества
Отливки АЛ27-1 подвергают рентгенографическому контролю на внутренние дефекты, ультразвуковой дефектоскопии и контролю герметичности опрессовкой. Пористость не должна превышать 2-го балла по ГОСТ 1583-93. Твёрдость проверяют на каждой партии, механические свойства — на образцах-свидетелях, отлитых вместе с партией.
Вопросы и ответы
Чем АЛ27-1 отличается от АЛ27?
АЛ27-1 имеет суженные пределы по магнию (0,20–0,35 %) и регламентированное содержание титана, что обеспечивает стабильность механических свойств после Т6 и снижает разброс прочности между партиями.
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную прочность?
Закалка с 535 5 C в воду с последующим искусственным старением при 175 5 C в течение 5–8 часов (режим Т6) даёт предел прочности 260–320 МПа.
Применяется ли АЛ27-1 для литья под давлением?
Да, сплав пригоден для литья под давлением на машинах с усилием запирания 250–1250 тс при температуре заливки 680–720 C, однако требует повышенной скорости заполнения формы.
Какова максимальная рабочая температура отливок?
Длительная эксплуатация допускается до +200 C; кратковременно возможен нагрев до +250 C без существенной потери прочности.
