Поковки АК4 в Минске

Поковки из алюминиевого сплава АК4: жаропрочный деформируемый полуфабрикат

Поковки из сплава АК4 — это горячедеформированные заготовки из алюминиевого сплава системы Al–Cu–Mg–Ni–Fe, полученные методом штамповки или свободной ковки. Сплав АК4 (аналог АК4-1 по ГОСТ 4784) относится к группе жаропрочных алюминиевых сплавов, сохраняющих механические свойства при нагреве до 250–300 C. Именно наличие никеля и железа обеспечивает формирование дисперсных фаз AlFeNi, которые тормозят рекристаллизацию и повышают жаропрочность. Поковки из АК4 применяются в нагруженных узлах, работающих при повышенных температурах: поршни, головки цилиндров, детали турбокомпрессоров, элементы крепежа горячей зоны.

Химический состав и структура

Сплав АК4 содержит медь (1,9–2,6 %), магний (1,4–1,8 %), никель (0,8–1,3 %), железо (0,8–1,3 %), кремний (не более 0,35 %). Такое соотношение легирующих элементов формирует после закалки и искусственного старения структуру с упрочняющими фазами AlCuMg и AlFeNi. Поковки получают при температуре 380–450 C с последующей термической обработкой: закалка в воде от 515–525 C и старение при 165–180 C в течение 10–16 часов. Режим старения определяет баланс между прочностью и пластичностью.

Механические свойства поковок АК4

Технологические особенности ковки

Поковки АК4 изготавливают методами свободной ковки на гидравлических прессах или штамповки на молотах и кривошипных прессах. Температурный интервал деформации — 470–380 C. Нагрев заготовок проводят в электрических печах сопротивления с защитной атмосферой или без неё при контроле температуры. Скорость деформации ограничивают для предотвращения образования трещин. После ковки поковки подвергают отжигу при 350–400 C для снятия внутренних напряжений, затем — закалке и старению. Допускается правка в горячем состоянии.

Области применения

• Поршни двигателей внутреннего сгорания, работающие при температуре до 300 C.
• Головки цилиндров и блоки цилиндров форсированных дизелей.
• Детали турбокомпрессоров: колёса, корпуса, диски.
• Элементы крепежа горячей зоны газотурбинных установок.
• Детали авиационных двигателей: диски, лопатки, кольца.
• Заготовки для последующей механической обработки в нефтегазовом оборудовании.

Нормативная база

• ГОСТ 4784 — сплавы алюминиевые деформируемые, марки и химический состав.
• ГОСТ 1131 — поковки из алюминиевых сплавов, технические условия.
• ГОСТ 1497 — методы испытаний на растяжение.
• ГОСТ 9454 — метод испытания на ударный изгиб.
• ОСТ 1 92077 — поковки и штамповки из алюминиевых сплавов для авиастроения.

Контроль качества

Поковки АК4 подвергают ультразвуковой дефектоскопии для выявления внутренних несплошностей, макро- и микроструктурному анализу, контролю механических свойств на образцах, вырезанных из тела поковки. Проверяют отсутствие пережога и флокенов. Твёрдость измеряют на 100 % партии. Допускается выборочный контроль по согласованию с потребителем.

Вопросы и ответы