Алюминиевые отливки ВАЛ10М: литейный сплав для высоконагруженных корпусных деталей
ВАЛ10М — алюминиевый литейный сплав системы Al–Si–Mg с регламентированным содержанием кремния 9,5–11,0 %, магния 0,20–0,35 % и модифицирующими добавками титана и стронция. Отливки из ВАЛ10М получают литьём в кокиль, литьём под низким давлением и литьём в оболочковые формы; сплав предназначен для изготовления корпусных, несущих и герметичных деталей, работающих при температурах от –60 C до +200 C. По механическим свойствам и плотности отливки ВАЛ10М сопоставимы с силуминами АК12М2МгН и AK9ч, но отличаются повышенной пластичностью в литом состоянии.
Химический состав и структура
Сплав ВАЛ10М относится к доэвтектическим силуминам с узким интервалом кристаллизации. Модифицирование стронцием (0,008–0,020 %) переводит эвтектический кремний из игольчатой в глобулярную форму, что повышает относительное удлинение литого металла до 4–6 % без термической обработки. Термическая обработка по режиму Т6 (закалка 535 5 C, старение 175 5 C) увеличивает предел текучести до 240–270 МПа.
- Кремний — 9,5–11,0 %: обеспечивает жидкотекучесть и стойкость к горячим трещинам
- Магний — 0,20–0,35 %: формирует упрочняющую фазу MgSi при старении
- Титан — 0,05–0,15 %: измельчает зерно -твёрдого раствора
- Железо — не более 0,30 %: ограничено для сохранения пластичности
- Примеси меди и цинка — суммарно не более 0,10 %
Механические и литейные характеристики
Гарантированные свойства отливок ВАЛ10М в термообработанном состоянии Т6: временное сопротивление 260–300 МПа, предел текучести 200–240 МПа, относительное удлинение 3–5 %, твёрдость 90–110 HB. Плотность сплава — 2,65–2,68 г/см, что на 8–10 % ниже плотности АК12М2МгН. Линейная усадка составляет 0,8–1,0 %, склонность к газовой пористости умеренная при вакуумной дегазации расплава.
| Параметр | Литой | Т6 | Метод контроля | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 170–200 | 260–300 | растяжение | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести, МПа | 110–140 | 200–240 | растяжение | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение, % | 4–6 | 3–5 | растяжение | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость, HB | 60–75 | 90–110 | Бринелль | ГОСТ 9012 |
| Плотность, г/см | 2,65 | 2,68 | гидростатика | ГОСТ 8.024 |
Технология получения отливок
Плавку ВАЛ10М ведут в индукционных тигельных печах или печах сопротивления под слоем флюса. Расплав дегазируют аргоном или вакуумированием до содержания водорода не более 0,15 см/100 г. Заливка в кокиль производится при 680–720 C; для тонкостенных отливок (стенка 4–6 мм) температуру повышают до 730 C. Кристаллизация в металлической форме обеспечивает плотную поверхностную корку и снижает объём усадочных раковин.
- Литьё в кокиль — корпуса редукторов, картеры насосов
- Литьё под низким давлением — колёсные диски, герметичные крышки
- Литьё в оболочковые формы — детали арматуры, кронштейны
- Литьё по выплавляемым моделям — тонкостенные лопатки и патрубки
Области применения
Отливки ВАЛ10М применяют в автомобилестроении (картеры сцепления, корпуса компрессоров, детали тормозных систем), нефтегазовом машиностроении (корпуса задвижек, переходники), авиационной технике (кронштейны, элементы шасси), судостроении (детали судовых двигателей). Сплав пригоден для изготовления деталей, работающих в условиях вибрационных нагрузок и знакопеременного изгиба.
Вопросы и ответы
Чем ВАЛ10М отличается от АК12М2МгН?
ВАЛ10М содержит меньше меди и цинка, что повышает пластичность и коррозионную стойкость, но снижает прочность в литом состоянии. АК12М2МгН легирован медью до 2 % и применяется для более нагруженных деталей.
Какой режим термообработки применяется для отливок ВАЛ10М?
Стандартный режим Т6: нагрев до 535 5 C, выдержка 4–6 ч, закалка в воде, старение при 175 5 C в течение 6–8 ч. Режим обеспечивает максимальную прочность при сохранении пластичности.
Допускается ли сварка отливок из ВАЛ10М?
Сварка возможна аргонодуговым способом с присадочной проволокой АК5 или 4043. После сварки рекомендуется местная термообработка для снятия напряжений. Зона термического влияния склонна к снижению пластичности.
Какая максимальная рабочая температура отливок ВАЛ10М?
Длительная эксплуатация допускается до +150 C, кратковременная — до +200 C. При превышении температуры происходит коагуляция фазы MgSi и падение прочности.
