Алюминиевый круг АК4 в Минске

Алюминиевый круг АК4: жаропрочный сплав для силовых деталей

Алюминиевый круг АК4 — горячепрессованный полуфабрикат из жаропрочного деформируемого сплава системы Al–Cu–Mg–Ni–Fe, легированного никелем и железом. Сплав АК4 (аналог АК4-1 в части основы) относится к термически упрочняемым материалам и сохраняет прочностные характеристики при нагреве до 250–300 C, что выгодно отличает его от АД31 и АМг6. Круг поставляется в виде прутков круглого сечения диаметром от 8 до 200 мм, в том числе в термообработанном состоянии Т1 (закалка + естественное старение) и Т6 (закалка + искусственное старение).

Химический состав и структура

Основа сплава — алюминий; основные легирующие элементы обеспечивают дисперсионное твердение и стойкость к ползучести:

• медь (Cu) — 1,9–2,6 %: упрочняющая фаза AlCu;
• магний (Mg) — 1,4–1,8 %: повышает прочность после старения;
• никель (Ni) — 0,8–1,3 %: образует жаропрочные фазы AlNi, AlCuNi;
• железо (Fe) — 0,8–1,3 %: фаза AlCuFe, тормозит рост зерна при нагреве;
• кремний (Si) — до 0,35 %; титан (Ti) — до 0,1 %.

Горячая прессовка формирует волокнистую структуру вдоль оси прутка, что повышает усталостную долговечность при циклических нагрузках. Сплав не склонен к коррозионному растрескиванию под напряжением при соблюдении режимов старения.

Механические свойства круга АК4

При 250 C предел длительной прочности составляет порядка 90–110 МПа, что позволяет применять круг в поршневых и компрессорных узлах без активного охлаждения.

Технологические и эксплуатационные характеристики

• температура горячей деформации — 380–450 C;
• отжиг — 340–360 C с охлаждением на воздухе;
• закалка — 515–525 C в воде;
• искусственное старение — 165–175 C, 10–16 ч;
• обрабатываемость резанием — удовлетворительная, требует СОЖ;
• свариваемость — ограниченная, рекомендуется аргонодуговая сварка.

Области применения

Круг АК4 востребован там, где требуется сочетание низкой плотности и жаропрочности:

• поршни и головки цилиндров двигателей внутреннего сгорания;
• детали турбокомпрессоров и нагнетателей;
• силовые элементы авиационных агрегатов и шассийной оснастки;
• корпуса приборов, работающих при нагреве до 250 C;
• заготовки для штампованных деталей в энергетическом машиностроении.

Нормативная база

Поставка круга АК4 регламентируется ГОСТ 21488-97 (прессованные прутки из алюминиевых сплавов) и ГОСТ 4784-2019 (марки алюминия и сплавов). Точность размеров — по квалитетам h11/h12, кривизна — не более 2 мм на 1 м длины. Возможна поставка с сертификатом качества и протоколом механических испытаний.

Вопросы и ответы