Силумин в чушках АК5М7: характеристики и применение
АК5М7 — вторичный алюминиево-кремниевый сплав (силумин) с содержанием кремния 6–8 % и меди 6–8 %, поставляемый в чушках массой 6–12 кг. Сочетание кремния и меди обеспечивает высокую твёрдость и износостойкость после термической обработки, но снижает пластичность и коррозионную стойкость по сравнению с силуминами без меди. Сплав относится к литейным, не упрочняемым естественным старением, но упрочняемым закалкой и искусственным старением.
Химический состав и структура
Согласно ГОСТ 1583-93, массовые доли основных элементов в АК5М7:
- кремний — 6,0–8,0 %
- медь — 6,0–8,0 %
- марганец — 0,2–0,5 %
- магний — не более 0,3 %
- железо — не более 0,8 %
- цинк — не более 0,5 %
Структура в литом состоянии — -твёрдый раствор кремния и меди в алюминии с включениями эвтектики Al-Si и фаз AlCu. После закалки от 515–525 C и старения при 150–180 C выделяются дисперсные частицы CuAl, повышающие предел текучести до 200–240 МПа. Модифицирование натрием или стронцием измельчает эвтектический кремний, улучшая механические свойства.
Физико-механические свойства
| Свойство | Литое состояние | Закалка + старение | Единица | Метод испытания |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 140–170 | 200–240 | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести | 90–110 | 160–190 | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 1,5–2,5 | 0,5–1,5 | % | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость HB | 70–85 | 100–120 | — | ГОСТ 9012 |
| Плотность | 2,75–2,80 | — | г/см | ГОСТ 18978 |
| Температура плавления | 520–580 | — | C | — |
Технологические особенности литья
АК5М7 предназначен для литья в кокиль, под давлением и в песчаные формы. Температура заливки — 680–720 C. Сплав обладает удовлетворительной жидкотекучестью, но склонен к образованию горячих трещин и усадочной пористости из-за широкого интервала кристаллизации. Для снижения пористости применяют кристаллизацию под давлением или вакуумную дегазацию расплава. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная, с образованием сливной стружки.
Области применения
- Поршни компрессоров и двигателей внутреннего сгорания малой мощности
- Корпусные детали насосного оборудования, работающего при температурах до 200 C
- Арматура трубопроводов систем отопления и водоснабжения
- Детали тормозных систем железнодорожного транспорта
- Кронштейны и корпуса редукторов в станкостроении
- Заготовки для литейных производств, использующих вторичное сырьё
Поставка и маркировка
Чушки АК5М7 отливают в изложницы или на конвейерных литейных машинах. Масса одной чушки — 6–12 кг. Поверхность должна быть чистой, без шлаковых включений и оксидных плёнок. Маркировка наносится на торец чушки или на бирку партии. Транспортировка — в железнодорожных вагонах, контейнерах или навалом в кузове автомобиля. Хранение — в закрытых складах при относительной влажности не более 75 %.
Вопросы и ответы
Чем АК5М7 отличается от АК12?
АК5М7 содержит 6–8 % меди, что повышает прочность и твёрдость после термообработки, но снижает пластичность и коррозионную стойкость. АК12 — эвтектический силумин без меди с лучшей жидкотекучестью и герметичностью.
Подвергается ли АК5М7 термической обработке?
Да, сплав упрочняется закалкой от 515–525 C с последующим искусственным старением при 150–180 C в течение 6–12 часов. Это повышает предел текучести до 160–190 МПа.
Какие дефекты характерны для отливок из АК5М7?
Усадочная пористость, горячие трещины и оксидные включения. Для их устранения применяют модифицирование, вакуумную дегазацию и кристаллизацию под давлением.
Можно ли сваривать детали из АК5М7?
Сварка затруднена из-за склонности к образованию трещин в зоне термического влияния. Рекомендуется аргонодуговая сварка с предварительным подогревом до 200–250 C и последующей термообработкой.
