Силумин в чушках АК12М2МгН: алюминиевый сплав для поршневых отливок
АК12М2МгН — силумин в чушках (слитках), соответствующий марке АК12М2МгН по ГОСТ 1583-93, предназначенный для производства поршней двигателей внутреннего сгорания. Сплав относится к системе Al–Si–Cu–Mg–Ni с эвтектической структурой и упрочняется термической обработкой. Отливки из АК12М2МгН сохраняют прочность при нагреве до 250–300 C, что определяет их применение в зоне камеры сгорания.
Химический состав и структура
Основа сплава — алюминий, кремний — 11–13 %. Медь — 2,0–3,0 %, магний — 0,8–1,3 %, никель — 0,8–1,3 %. Железо — не более 0,7 %, марганец — до 0,5 %, титан — до 0,2 %. Соотношение Cu:Mg и Ni:Cu регулируется для формирования упрочняющих фаз AlCu, MgSi и AlNi. Эвтектический кремний выделяется в виде игл, модифицирование фосфором или натрием изменяет морфологию на компактную.
Механические свойства после термообработки
Режим Т6 (закалка 515 C, старение 175–200 C) обеспечивает следующие характеристики:
- предел прочности при растяжении — 240–280 МПа;
- предел текучести — 180–210 МПа;
- относительное удлинение — 1,0–2,0 %;
- твёрдость по Бринеллю — 90–110 HB;
- плотность — 2,65–2,70 г/см;
- коэффициент линейного расширения — 19–21 10 К.
Технологические параметры литья
Чушки АК12М2МгН плавят в индукционных или отражательных печах при 680–750 C. Литьё поршней выполняют в металлические формы (кокиль) или методом литья под давлением. Температура заливки — 700–740 C. Для предотвращения газовой пористости применяют вакуумирование или продувку аргоном. Модифицирование проводят смесью солей на основе фосфора.
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля кремния | 11,0–13,0 | % | Спектральный анализ | ГОСТ 1583-93 |
| Массовая доля меди | 2,0–3,0 | % | Спектральный анализ | ГОСТ 1583-93 |
| Массовая доля магния | 0,8–1,3 | % | Спектральный анализ | ГОСТ 1583-93 |
| Предел прочности | 240 | МПа | Растяжение | ГОСТ 1497-84 |
| Твёрдость | 90–110 | HB | Вдавливание шарика | ГОСТ 9012-59 |
| Температура плавления | 520–580 | C | Термический анализ | — |
Области применения
Сплав АК12М2МгН в чушках применяется для изготовления:
- поршней бензиновых и дизельных двигателей легковых и грузовых автомобилей;
- поршней компрессоров и насосов высокого давления;
- деталей турбокомпрессоров, работающих при 200–300 C;
- корпусных деталей агрегатов, требующих жаропрочности и износостойкости;
- заготовок для последующей механической обработки на станках с ЧПУ.
Поставка и маркировка
Чушки отливают в изложницы массой 5–15 кг, маркируют по ГОСТ 1583-93 с указанием номера плавки. Транспортируют в пакетах на поддонах, обвязанных металлической лентой. Хранение — в сухих закрытых помещениях при относительной влажности не более 75 %. Гарантийный срок хранения не ограничен при соблюдении условий.
Вопросы и ответы
Чем отличается АК12М2МгН от АК12М2МгН?
АК12М2МгН содержит никель (0,8–1,3 %), что повышает жаропрочность до 300 C. Без никеля сплав теряет прочность при 200 C.
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную прочность?
Закалка при 515 5 C с выдержкой 4–6 ч, охлаждение в воде, старение при 175–200 C в течение 6–10 ч. Режим Т6 даёт предел прочности 240–280 МПа.
Можно ли сваривать отливки из АК12М2МгН?
Сварка затруднена из-за горячих трещин. Применяют аргонодуговую сварку с присадкой АК12 или ремонт пайкой. Для ответственных деталей сварка не рекомендуется.
Какая температура заливки оптимальна для кокильного литья?
700–740 C. Превышение 750 C увеличивает газонасыщение и усадку. Понижение ниже 690 C приводит к недоливам тонких стенок.
