Силумин в чушках (слитках) АК5М: алюминиево-кремниевый сплав для литейного производства
Силумин в чушках (слитках) АК5М — это алюминиево-кремниевый сплав, содержащий 4,5–6,0 % кремния, легированный медью (1,0–1,5 %) и марганцем (0,3–0,5 %). Сплав относится к системе Al-Si-Cu-Mn и предназначен для фасонного литья. Чушки и слитки АК5М поставляются в соответствии с ГОСТ 1583-93 (марка АК5М) и ГОСТ 19424-97. Сплав не упрочняется термической обработкой, но обладает повышенной жаропрочностью и стабильностью размеров при рабочих температурах до 250 C.
Химический состав и структура
Химический состав АК5М регламентирован ГОСТ 1583-93. Основные элементы:
- Кремний (Si) — 4,5–6,0 %
- Медь (Cu) — 1,0–1,5 %
- Марганец (Mn) — 0,3–0,5 %
- Железо (Fe) — не более 0,8 %
- Алюминий (Al) — основа
- Примеси (Ti, Zn, Pb) — суммарно не более 0,5 %
Структура сплава в литом состоянии — -твёрдый раствор кремния в алюминии с включениями эвтектики Al-Si и интерметаллидных фаз AlCu, AlMnSi. Модифицирование натрием или стронцием измельчает эвтектический кремний, повышая пластичность и герметичность отливок.
Механические и физические свойства
| Параметр | Значение | Условие испытания | Метод | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 160–200 МПа | Литой, без ТО | Растяжение | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 1,0–2,0 % | Литой, без ТО | Растяжение | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость HB | 60–75 | Литой | Бринелль | ГОСТ 9012 |
| Плотность | 2 650–2 700 кг/м | 20 C | Гидростатический | ГОСТ 8.024 |
| Температура плавления | 560–620 C | — | ДТА | — |
| Теплопроводность | 130–150 Вт/(мК) | 20 C | Стационарный | ГОСТ 7076 |
Технологические особенности литья
АК5М применяется для литья в кокиль, под давлением и в песчаные формы. Температура заливки — 680–750 C. Сплав обладает хорошей жидкотекучестью (700–800 мм по спиральной пробе) и малой склонностью к горячим трещинам. Линейная усадка — 0,8–1,1 %. Для снятия внутренних напряжений отливки подвергают отжигу при 200–250 C с выдержкой 2–4 ч.
При литье под давлением АК5М обеспечивает стабильное заполнение тонкостенных полостей толщиной от 2 мм. Модифицирование эвтектики проводят смесью солей на основе NaCl-KCl-NaF при 780–800 C.
Области применения
- Корпусные детали насосного и компрессорного оборудования
- Головки и блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания
- Картеры редукторов, коробок передач, трансмиссий
- Арматура трубопроводных систем (задвижки, краны, фланцы)
- Детали электротехнических шкафов и распределительных устройств
- Кронштейны, ступицы, рычаги в автомобилестроении и тракторостроении
Поставка и маркировка
Чушки АК5М отливают массой 5–15 кг, слитки — по согласованию с потребителем. Поверхность не должна иметь шлаковых включений, трещин и посторонних включений. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава и механических свойств. Упаковка — пакеты на поддонах, обвязанные металлической лентой.
Вопросы и ответы
Чем АК5М отличается от АК12?
АК5М содержит 4,5–6,0 % кремния и легирован медью и марганцем, что повышает жаропрочность и прочность. АК12 — эвтектический силумин с 10–13 % Si без меди, обладает более высокой жидкотекучестью, но меньшей прочностью при нагреве.
Подвергается ли АК5М термической обработке?
Сплав не упрочняется закалкой и искусственным старением. Для снятия литейных напряжений применяют отжиг при 200–250 C. Упрочнение достигается только легированием и модифицированием структуры.
Какая температура заливки оптимальна для литья в кокиль?
Для кокильного литья АК5М рекомендуемая температура заливки — 700–730 C. Превышение 750 C приводит к газонасыщению расплава и образованию пористости в отливках.
Применяется ли АК5М для литья под давлением?
Да, сплав пригоден для литья под давлением. Он обеспечивает заполнение тонкостенных сечений от 2 мм и стабильную структуру при скорости прессования 30–50 м/с.
