Силумин (сплав) — состав, свойства

На магазинных прилавках все чаще попадаются изделия из силумина. Это могут быть сковородки, кастрюли, водопроводные краны и иные изделия. Этот материал получается искусственным путем, подробнее ответ на вопрос: силумин — что это, вы найдете в статье ниже.

…

Блок: 1/10 | Кол-во символов: 262
Источник: https://stroim.guru/polezno-znat/silumin-chto-eto-takoe.html

Описание материала

Определение силумина несложно найти в википедии — это сплав на основе алюминия с добавлением кремния. При этом содержание дополнительного компонента колеблется в пределах от 4 до 22%,  и основную часть  составляет алюминий.  Состав сплава силумин также содержит небольшое количество примесей иных металлов: меди, кальция, титана, железа, цинка, марганца и других.

Так как максимальное количество кремния до 22 %, то внешне его несложно отличить от настоящего металла. Он немного затемнен, поэтому напоминает чугун, но фактически распознать этот материал сумеет только человек с опытом.

Что такое силумин в реальной жизни, и где он встречается?    

Блок: 2/10 | Кол-во символов: 667
Источник: https://stroim.guru/polezno-znat/silumin-chto-eto-takoe.html

Характеристики силуминов

Одной из важнейших механических характеристик является микротвердость, для повышения которой в силуминах применяются следующие механизмы:

1) Улучшение структуры первичных кристаллов кремния (Уменьшение размеров, сфероидизация, равномерное распределение по объему сплава).

2) Уменьшение размера всех структурных компонент сплава, включая нерастворимые в матрице интерметаллиды (первичные кристаллы, эвтектики, вторые фазы)

3) Улучшение структуры эвтектики (Диспергирование, превращение дендритов в равноосные кристаллы)

4) Легирование магнием и медью

Для реализации этих механизмов в настоящее время применяются различные традиционные химико-термические методы:

1)Быстрое охлаждение расплава:

-применение конвективной теплопередачи (ультразвуковое распыление),

-контактного охлаждения (Способы «поршня и наковальни», «молота и наковальни»)

-литье в кокиль (литейный метод)

2)Увеличение числа зародышей для кристаллов кремния, а также измельчение частиц кремния путем химической модификации(чаще всего применяется в металлургии):

-Модифицирование натрием (0,006-0,012%), калием, литием, висмутом, сурьмой 0,1-0,3%, стронцием 0,01-0,05% (сурьма и стронций — модификаторы длительного действия), смесью солей (0,1% натрия и 2% смеси фтористого и хлористого натрия) в доэвтектических силуминах.

-Модифицирование фосфором 0,05-0,1% или серой в заэвтектических силуминах

Блок: 2/2 | Кол-во символов: 1409
Источник: https://studbooks.net/757029/tovarovedenie/primenenie_siluminov

Маркировка

АК##@@, где:

Встречается другая маркировка: АЛ##, где:

• АЛ — алюминий литейный,
• ## — номер сплава.

Наиболее распространённые марки:

• АК12 — 12 % кремния, эвтектический сплав.
• АК9 — 9 % кремния.
• АК7Ц9 — 7 % кремния, 9 % цинка.

Блок: 2/8 | Кол-во символов: 238
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D1%83%D0%BC%D0%B8%D0%BD

Общие сведения

Люди, не знающие о сплавах металлов, вряд ли понимают, что такое силумин. Силумин представляет собой смесь, в состав которой входит алюминий и кремний. Дополнительным компонентом, входящим в состав сплава, является кремний. Его может содержаться 4–22%. Остальную часть занимает алюминий. Материал силумин может дополняться различными вкраплениями других металлов.

Химические и физические свойства

Основные свойства силумина напрямую зависят от его состава. От посторонних вкраплений и процентного содержания кремния, меняются характеристики сплава. Химические и физические свойства:

1. Температура плавления силумина — 580 градусов.
2. Плотность — 3гр/см3.
3. Прочность силумина — это свойство определяет устойчивость сплава к активной эксплуатации и коррозийным процессам. На поверхности смеси образуется оксидная плёнка, которая защищает материал от воздействия факторов окружающей среды.
4. Пластичность сплава. Этот показатель отвечает за литейные свойства материала. У любого металла существует предел текучести.

Ключевые преимущества сплава, которые выделяют покупатели продукции силумина — это невысокая стоимость, износоустойчивость и малый относительный вес.

Маркировка

Силумин маркируется согласно международной системе ИСО, в которой устанавливаются определённые требования для сплавов:

1. АК 15 — буква «А» обозначает алюминий, а «К» — кремний. Цифра, указанная после аббревиатуры, обозначает процентное содержание дополнительного компонента.
2. АЛ 9 — буква «А» обозначает алюминий, а «Л» — литий. Как и в первом случае, цифра после аббревиатуры это процент дополнительного материала в составе сплава.

Дополнительно к обозначению основного и дополнительного компонента может добавляться ещё один материал с наивысшим процентным содержанием в составе сплава. Например существуют маркировки на которых написано «АК 15 Ц7». В составе смеси содержится алюминий, кремний и цинк. Два последних компонента занимают 15 и 7%, а алюминий занимает остальной объём.

Маркировка

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 1961
Источник: https://metalloy.ru/splavy/silumin

Виды силумина

Классифицируется материал по 3 видам:

1. Доэктевтический. Характеризуется тем, что содержание кремния находится в пределах от 4 до 10% от основной массы. В этот состав также могут входить дополнительные элементы: марганец, медь или магний.
2. 2 вид — относится к более износоустойчивым, при этом содержание кремния около 20%.
3. Специальные сплавы с добавлением примесей иных металлов, к примеру, цинка или титана.

В зависимости от технических параметров в производственных процессах выполняются различные отливки.

Блок: 5/10 | Кол-во символов: 520
Источник: https://stroim.guru/polezno-znat/silumin-chto-eto-takoe.html

Применение

Повышенный производственный интерес к силумину обусловлен главным образом обладанием такими свойствами как высокая жидкотекучесть, низкий удельный вес и низкой склонностью к образованию усадочных раковин.

По этим причинам силумин активно применяется в следующих сферах:

• В самолетостроении силумин марок АЛ2 используется при изготовлении деталей, не подверженных механическим и термическим нагрузкам. Из АЛ9 и АЛ34 производят узлы более ответственного назначения. В частности, сюда относятся поршни галлейного охлаждения, насосы и прочее.
• В судостроении силумин применяется в качестве обшивки стальных и чугунных конструкций. Возможно это благодаря устойчивости силумина к агрессивному воздействию морской воды.
• В космической отрасли сплавы силумина используются в производстве приборов, детали которых требуют от материала наличие низкого коэффициента линейного расширения и низкого значения плотности.- В автомобилестроении активно применяется силумин АЛ34 для изготовления картеров двигателей внутреннего сгорания и других корпусных деталей, работающих при большом внутреннем давлении.
• Силумин служит материалом для изготовления фитингов трубопровода. Смесители, переходники, ниппеля, накидные гайка — это неполный список деталей, где используются сплавы силумина.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 1287
Источник: https://prompriem.ru/stati/silumin.html

Ремонт изделий из силумина

Силумин – это сплав, обладающий повышенной хрупкостью, поэтому изделия из него при эксплуатации могут треснуть.

Для их восстановления применяют эпоксидный клей. Внешний вид восстановится, но использовать его при больших нагрузках не стоит. Для склеивания следует:

• обезжирить то место, на которое будет наноситься клей, дать подсохнуть;
• развести клей в соответствии с приложенной инструкцией и нанести на обезжиренную поверхность;
• плотно соединить сломанные части и забыть о них на сутки.

Блок: 5/9 | Кол-во символов: 519
Источник: https://News4Auto.ru/silymin-splav-sostav-svoistva/

Ремонт сваркой

В некоторых случаях поврежденное изделие лучше подвергнуть сварке. Эту процедуру проводят самостоятельно в домашних условиях или обращаются к специалисту. При проведении работ температура материала повышается, вследствие этого на сплаве появляется оксидная пленка, препятствующая соединению частей изделия. Для устранения этих негативных явлений для сварки используют аргон, обеспечивающий защиту от отрицательных факторов. Для работы необходимо:

• подготовить неплавящиеся вольфрамовые электроды и припой для сварки конструкций из алюминия;
• обезжирить поверхность;
• изделие зафиксировать;
• разогреть поверхность до 220 градусов по Цельсию. Для отвода тепла свариваемую деталь положить на стальную прокладку;
• сварить шов, используя переменный ток;
• произвести обработку швов для эстетики внешнего вида.

Изделие готово к эксплуатации при небольших нагрузках.

Блок: 6/9 | Кол-во символов: 870
Источник: https://News4Auto.ru/silymin-splav-sostav-svoistva/

Производство силумина

Изготовлением силумина занимаются не только крупные предприятия металлургической промышленности, но и частные лаборатории. Усовершенствование технологического процесса постоянно модернизируется.

1. Из руды добываются металлы для шихты, можно производить силумин из золы, которая остается после работ теплоэлектроцентралей. Зола восстанавливается способом электронизации и с помощью элемента  — криолита. В шихте еще много иных примесей, которые не оказывают влияния на качественные характеристики сплава. Единственное — железо влияет на качество лигатуры, но если оно находится в пределах от 0,8 до 1,5%, то такое количество допускается и содержится в отходах после ТЭЦ, поэтому использование таких шлаков для изготовления продукции благотворно отражается на экологии.
2. В природе тоже встречаются соединения алюминия и кремния в бокситовой руде, но, согласно технологии, сплавы этих компонентов производятся искусственным путем, что способствует улучшению качества готовых изделий.

Что такое латунь

Материал внешне напоминает золото,  но это соединение меди и цинка. Для улучшения  эксплуатационных свойств в состав добавляют никель, железо, олово, свинец и иные ингредиенты. Примесей около 10%, а цинка от 30 до 35%.

Свойства латуни:

• плотность 8500 кг/м;
• температура плавления от 880 до 950С;
• легко поддается обработке;
• износоустойчивость;
• вязкость;
• в зависимости от содержания преобладающего металла, бывает теплопроводной или  пропускающей электричество.

Производимая продукция: проволока, фольга, прутья, металлические листы, трубы, арматура. Из нее выполняют украшения, фоторамки и значки. Стоимость изделий относительно невысокая, а срок эксплуатации длительный, при этом не утрачивается товарный вид.

Сравнение силумина и латуни

Силумин или латунь что лучше? По сравнению с латунью силумин является более хрупким материалом, но по ценовым характеристикам он дешевле.

У кранов и вентилей из силумина непродолжительный срок службы, они быстро ржавеют и  при возникновении технической аварии могут быстро сломаться, что не исключает затопление нижних этажей. Приборы учета энергетических ресурсов с использованием элементов из этого материала также могут не выдержать параметров высокого давления и быстро придут в негодность

Материал силумин не выдерживает высокую температуру воды, срок  эксплуатации водопроводных кранов не превышает года, на них постепенно образовываются микротрещины, что приводит к поломке устройства.

Для систем водоснабжения выбирать лучше всего изделия из латуни, хотя они и дороже, но выдерживают горячую воду и высокое давление.

Как отличить силумин от латуни? Чтобы отличить эти два материала следует обратить внимание на цвет изделия, из которого они изготовлены: из латуни – желтоватого цвета, а из силумина – белого. Причем  по весу первый тяжелее второго.

Конструктивные изделия из силумина можно выбирать для иных целей, в случаях, если основная нагрузка приходится на другие элементы.

Совет! При выборе смесителей лучше не экономить,  от этого зависит безопасность личная и окружающих.

Изделия из силумина сегодня пользуются спросом, так как они недорого стоят, а их внешний вид вполне эстетичен, но при выборе рекомендуется владеть знаниями об их предназначении.

Блок: 9/10 | Кол-во символов: 3222
Источник: https://stroim.guru/polezno-znat/silumin-chto-eto-takoe.html

Ссылки

Эта страница в последний раз была отредактирована 20 июня 2019 в 14:54.

Блок: 8/8 | Кол-во символов: 173
Источник: https://wiki2.org/ru/%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D1%83%D0%BC%D0%B8%D0%BD

Где применяют силумин

Популярность применения силумина на сегодняшний день наиболее высока в области машиностроения и авиастроения. И это не удивительно, так как материал легкий и прочный.  Самолетам он облегчает подъем, а для машин это влияет на стоимость: чем больше вес, тем меньше цена.

Из него производятся такие запчасти, как поршни, двигатели, корпусные детали и цилиндры. Часто слав применяется в производстве орудия, к примеру, пневматических винтовок, в том числе коробок для стволов и практически всех узлов этого оружия. В современном исполнении оружие из силумина при обращении легкое и удобное. Основной недостаток конструктивных элементов – это хрупкость материала, то есть при любом незначительном ударе изделие может дать трещину или сломаться. Кастрюли из силумина легкие, но, опять же, хрупкие.

Силумин, применение которого стало популярно для газотурбинных генераторов, состоящих из  пластинчатых теплообменников — отличное решение для оснащения систем энергообеспечения. Температура плавления позволяет использовать материал для этих изделий.

Цены на изделия из силумина

силумин

Блок: 8/10 | Кол-во символов: 1102
Источник: https://stroim. guru/polezno-znat/silumin-chto-eto-takoe.html

Заключение

Силумин – сплав, в составе которого алюминий является основным элементом. Добавка из кремния делает материал твердым и износоустойчивым. При получении силумина методом литья не образуется трещин. Нет ни одной отрасли народного хозяйства, где бы не использовались алюминиевые сплавы.

Силумин применяют для изготовления корпусов огнестрельного оружия, запчастей к автомашинам, мотоциклам, морским судам, посуды. Все сплавы алюминия с кремнием называют силуминами. И все они обладают разными свойствами. Это зависит от содержания в составе силумина (сплава) кремния, который может составлять 4–22% общего объема. Чем больше его в сплаве, тем он тверже, но в то же время становится и более хрупким.

Силумин (сплав): состав, свойства — все о путешествиях на News4Auto.ru

Поделитесь ссылкой и ваши друзья узнают, что вы знаете ответы на все вопросы. Спасибо ツ

Блок: 9/9 | Кол-во символов: 877
Источник: https://News4Auto. ru/silymin-splav-sostav-svoistva/

Видео по теме: кран из силумина

Блок: 10/10 | Кол-во символов: 32
Источник: https://stroim.guru/polezno-znat/silumin-chto-eto-takoe.html

Кол-во блоков: 22 | Общее кол-во символов: 15974
Количество использованных доноров: 7
Информация по каждому донору:

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D1%83%D0%BC%D0%B8%D0%BD: использовано 1 блоков из 8, кол-во символов 238 (1%)
2. https://prompriem.ru/stati/silumin.html: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 4122 (26%)
3. https://wiki2.org/ru/%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D1%83%D0%BC%D0%B8%D0%BD: использовано 1 блоков из 8, кол-во символов 173 (1%)
4. https://metalloy.ru/splavy/silumin: использовано 1 блоков из 7, кол-во символов 1961 (12%)
5. https://stroim.guru/polezno-znat/silumin-chto-eto-takoe. html: использовано 6 блоков из 10, кол-во символов 5805 (36%)
6. https://News4Auto.ru/silymin-splav-sostav-svoistva/: использовано 3 блоков из 9, кол-во символов 2266 (14%)
7. https://studbooks.net/757029/tovarovedenie/primenenie_siluminov: использовано 1 блоков из 2, кол-во символов 1409 (9%)

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: Загрузка…

описание, химические свойства и применение

В настоящее время практически во всех отраслях используется сплав из алюминия. Его применяют всюду, начиная от производства посуды, и до изготовления запчастей для автомобилей.

Силумин

Начать стоит с того, что существует несколько различных сплавов, в которых используется алюминий. Однако именно этот считается наиболее востребованным среди прочих. Силумин — это следующая ступень после алюминия. Получают его при помощи сплава кремния, добавленного в этот химический элемент. Совмещение этих двух элементов обеспечивает полученный сплав повышенной твердостью, а также повышенной устойчивостью к износу деталей, полученных из сплава.

Содержание кремния в таких сплавах колеблется от 4 до 22%. Также стоит сказать, что могут добавляться еще некоторые элементы. К ним относят медь, цинк, титан, железо или кальций. Также известно, что в состав силумина входит от 5 до 14% силиция.

Свойства силумина

Важно, что силумин — это все сплавы, которые были получены на основе кремния и алюминия, но необходимо понимать, что не все конечные материалы обладают одними и теми же свойствами. Нужно знать, что с повышением процента содержания кремния, повышается итоговая прочность материала, но при этом растет и его хрупкость. К основным преимуществам, которые можно выделить у этого сплава относят:

• Высокая прочность.
• Малый физический вес.
• Высокая устойчивость материала к износу.
• Устойчивость также и к коррозии.
• Одно из важных преимуществ — это цена силумина, которая считается довольно низкой. Допустим, кухонные принадлежности из этого материала стоят от 250 р. до 2000-3000 р.

Все эти преимущества в совокупности и смогли обеспечить высокую популярность данного материала.

Недостаток у этого материала лишь один — это его повышенная хрупкость. Если говорить о механическом воздействии, то силумин способен выдержать высокие нагрузки, однако если, к примеру, уронить изделие из этого сплава, то оно, скорее всего, треснет. Также стоит отметить, что температура плавления силумина не слишком высокая — всего 580 градусов по Цельсию.

Маркировка

Так как силумин — это сплав алюминия и кремния, а также всего лишь одна из его разновидностей, то была разработана специальная маркировка, которая позволяет быстро и легко определить процентное содержание компонентов, а также, какие именно химические элементы использовались при изготовлении сплава. Для того чтобы поставить маркировку на сплав силумина, используют буквенные и цифровые обозначения. К примеру, АК12 или же АК9Ц7. Первая буква всегда указывает на содержание алюминия в сплаве, а вторая на содержание кремния. Цифры говорят о том, какое именно процентное соотношение этого химического элемента в силумине. В данном случае это 12%. Так как могут добавляться и другие элементы, их буква также указывается. Во втором примере показана маркировка алюминия — А, кремния — К 9% и цинка — Ц 7%.

Также важно отметить, что сплав обладает повышенной текучестью в расплавленном состоянии, а также хорошей свариваемостью. Если учитывать, что температура плавления силумина всего 580 градусов по Цельсию, то это можно отнести к списку преимуществ материала.

Виды силумина

Чаще всего говорят о том, что силумин — это сплав алюминия и кремний. Однако это не совсем верное утверждение. Такое название носят сплавы, в которых содержание такого элемента, как кремний, находится в районе 12-13%. Такую группу сплавов принято называть эвтектическими, нормальными или же обычными силуминами. Однако есть еще одна классификация этого материала.

• Первый вид сплава называется доэвтектическим. Характерной особенностью этой группы является то, что содержание кремния в процентном соотношении всего от 4 до 10% от общего количества. Кроме того, могут быть добавлены такие элементы, как магний, марганец или медь.
• Группа износостойких силуминов — содержание кремния повышается до 20% от общего количества сплава.
• Для выполнения конкретно поставленных задач изготавливают специальные сплавы силуминов, к примеру, цинковистый.

Свойства нормальных силуминов

Первая группа силуминов из алюминия — это эвтектические. Их прочностные параметры довольно малые, однако преимущество этого типа в другом. Она обладают отличными литейными параметрами. Материалы из такого сплава применяются в литье тонкостных изделий, которые в будущем будут применяться в среде повышенной вибрации или под действием ударных нагрузок.

Также важно отметить, что при литье этой группы сплавов, к ней могут быть предъявлены такие требования, как удлинение микроструктуры. Чтобы выполнить это требование, необходимо при операции литья в кокиль или же в форму модифицировать силумин натрием.

Также важно отметить, что высокой устойчивостью к воздействию на сплав агрессивной среды обладают только те, которые характеризуются высокой чистотой состава. Другими словами, в таких материалах должно быть минимальное содержание разнообразных примесей, таких как железо и прочие.

Группы сплавов

Существует несколько групп, на которые подразделяется силумин. Это разделение осуществляется по применению этого материала для различных целей.

Эвтектический силумин, который имеет маркировку АК12, то есть всего лишь 12% содержания кремния, а также не упрочняется термической обработкой и не образуется усадочной прочности, рекомендуется использовать для изготовления герметичных деталей приборов или агрегатов невысокой нагруженности.

В качестве примера доэвтектического силумина можно взять сплав АК9ч. Для его изготовления уже применяется закалка при температуре в 530 градусов со временем выдержки от 2 до 6 часов. После этого идет процесс охлаждения материала в горячей воде и активизируют процесс старения при температуре в 175 градусов, который длится в течение 15 часов. Применение силумина этой группы осуществляется для изготовления нагруженных и крупногабаритных деталей.

Третья группа сплавов — это высоколегированный заэвтектический силумин, маркировка которого АК21М2. Принадлежность этого материала — поршневая группа сплавов. Этот материал предназначается для работы в среде с повышенными температурами, так как выделяется повышенной жаропрочностью, высоким коэффициентом износоустойчивости.

Ремонт

Так как может случиться, что появятся трещины или же разломы на деталях из этого сплава, то есть возможность проведения ремонтных работ. Чаще всего для проведения этого типа работ применяют специальное вещество — эпоксидный клей. Однако в том случае, если деталь должна будет эксплуатироваться в среде с повышенными нагрузками, лучше всего использовать сварку. Однако необходимо учитывать состав сплава, так как далеко не все они способны выдержать температуру работы сварочного аппарата, некоторые из них могут просто расплавиться.

Сварка

Ремонт силумина в домашних условиях при помощи аргонодуговой сварки считается наиболее простым способ. Однако все признают, что лучшим решением для ремонта деталей все же будет обратиться к профессионалам, но и самостоятельная сварка также вполне реальна. Важно отметить, что работа аргонодуговой сварки должна осуществляться в среде инертных газов.

Чаще всего для достижения этой цели используют непосредственно аргоновый газ, однако в некоторых случаях возможно использование смеси аргона с гелием. Также важно отметить, что после проведения сварочных работ по ремонту деталей из силумина, все сварочные швы необходимо подвергнуть обработке. После этой процедуры швы будут практически незаметны.

Силумин свойства, состав, температура плавления, применение

Мало кто знает о существовании такого сплава как алюминиевый сплав, но большинство встречает его в виде всевозможных изделий. Из него делают смесители воды, посуду и очень много остальных предметов сделанных из металла. Так что же такое этот сплав?

Алюминиевый сплав – сплав на основе алюминия и кремния. Немалую часть, а конкретно около 90%, сплава составляет алюминий, другую часть – кремний. Изготовление алюминиевого сплава достаточно схоже на производство дюралюминия, однако в состав второго также входят медь, магний и марганец.

Основное отличие этого сплава от обыкновенного алюминия состоит в том, что алюминиевый сплав обладает более большим уровнем прочности.

Химические свойства

Не обращая внимания на то, что к данной группе относят алюминиевые сплавы и кремния, нужно сказать, что алюминиевый сплав содержит в небольшом количестве множество иных элементов. Состав сплава влияет напрямую на характеристики готовых изделий. Важное требование для причисления сплава к алюминиевым сплавам состоит в процентном соответствии кремния. Он должен составлять от 10% до 15%.

Вследствие того, что алюминий будет примерно 90%, структура алюминиевого сплава очень похожа на структуру алюминия. Неподготовленным глазом распознать их как правило невозможно.

Свойства алюминиевого сплава отличительны в зависимости от типа сплава из алюминия. Отличают два типа металлов данной группы:

• нормальные алюминиевые сплавы;
• устойчивые к износу.

Нормальная группа выделяется содержанием кремния в районе 12%. Крепость сплавов данной группы находится не на самом высоком уровне, однако они имеют прочие положительные качества. Первым делом – простота обработки и отличные литейные свойства. Отсутствие самых разных примесей выполняет данный тип алюминиевого сплава нейтральным к влиянию агрессивной среды и разных веществ на основе химии.

Устойчивые к износу сплавы содержат в составе около 20% кремния. Подобный состав придаёт алюминиевому сплаву очень высокую прочность, существенно превышающую крепость алюминия. Но обработка изделий из данного сплава более непростая и просит приложения немалых усилий.

Характеризуя химические свойства алюминиевого сплава, нужно сказать, что они особо ничем не отличаются от параметров алюминия. Лишь чуть-чуть изменяются в зависимости от процентного соотношения самых разных добавок. Первым делом, добавки кремния к алюминию влияет напрямую на физические свойства.

Физические свойства

Такой сплав как алюминиевый сплав по физическим особенностям достаточно часто сравнивают с нержавейкой. Однако он намного легче стали, что считается основным его плюсом. Не обращая внимания на невысокий вес, крепость алюминиевого сплава не уступает стали и иным металлам-аналогам. Как и алюминий, этот сплав не ржавеет этому помогает антигравийная плёнка, которая образуется из оксидных соединений. Такая пленка образуется на поверхности при малейших повреждения путем взаимные действия кислорода и молекул алюминия.

Цвет алюминиевого сплава серый, при разрезе серебристый, очень очень хорошо напоминает цвет алюминия.

Элементы декора из алюминиевого сплава

Легкий вес сплава при исключительной прочности возможен благодаря невысокой плотности состава, которая намного меньше чем у стали. Взяв во внимание вышеизложенные преимущества, использование алюминиевого сплава на данное время получше использованию стали. Взяв во внимание практически небольшую цену сплава, алюминиевый сплав применяется для изготовления недорогой техники для дома, которая часто не уступает в надежности дорогим аналогам.

Его преимуществом также считается эластичность. Из-за этого он подойдет для литься замысловатых форм, требующих одинакового распределения металла и прочной структуры. Литье в этом случае просит меньше усилий, что выполняет производство экономнее.

Температура плавления алюминиевого сплава будет примерно 670 градусов, что намного меньше температуры плавления стали. Такое физическое свойство также оказывает влияние на снижение себестоимости изделий из металла.

Нужно сказать, что физические свойства напрямую зависят от численности примесей. К подобным относятся магний и марганец, которые добавляют целенаправленно. Либо же цинк, кальций и железо, от них просто не избавляются на производстве. По этому качество алюминиевого сплава может отличатся даже при одинаковой маркировке — оно зависит от технологии производства и добросовестности изготовителя.

К физически особенностям также относиться очень высокая устойчивость к износу. Изделия из данного вещества отличительны стойкостью к нагрузкам механическим путем и долгим эксплуатационным сроком.

Силуминовая головка блока ДВС

К минусом материала также относят хрупкость. Изделия обладают очень высоким уровнем прочности, однако при превышении этого порога они могут лопнуть. Их можно отремонтировать, для чего применяют либо клей на эпоксидной основе, либо сварку. Но работы со сваркой следует проводить очень осторожно, чтобы не расплавить изделие. В большинстве случаев применяют аргон с припоями для сварки алюминия.

Область использования алюминиевого сплава

На данное время область использования алюминиевого сплава многообразна, но наиболее нередко его применяют на автомобильном производстве и самолетов. Главные области использования:

1. Большую популярность в самолетостроении он обрел благодаря комбинированию малого веса и исключительной прочности, что особенно актуально для подъема летальных аппаратов в небо и экономии топлива.
2. Аналогичные свойства желательны и в автомобильном производстве. Так, вес автомобиля влияет напрямую на ходовые свойства авто, мобильность на дороге и топливный расход. В машиностроительной отрасли сплав применяется для изготовления деталей мотора.
3. В наши дни особенную популярность алюминиевый сплав получил в оружейной сфере, тем более для производств пневматических винтовок. Страйкболисты предпочитают оружие из данного материала из-за легкого веса, высокой надежности и прочности, что на фоне большой цены подобных винтовок считается необходимым качеством.
4. Также его используют в изготовлении большинства бытовых изделий, от кастрюлей и сковородок до водопроводных смесительных приборов. Домашние изделия из алюминиевого сплава востребованы из-за сниженной цене.

Маркировка

Исходя из вариативности сплавов, была разработана специализированная маркировка алюминиевого сплава. Благодаря ей имеется возможность быстро и точно выбрать материал с желаемыми качествами, определить состав, процентное соотношение компонентов и физические свойства.

Маркировка основывается на комбинировании буквенных и цифровых обозначений. Буквами указываются элементы, входящие в состав сплава, к примеру, А-алюминий, К-кремний, Ц-цинк. Порядок буквенных обозначений устанавливается исходя из процентного соотношения элементов, по этому марка алюминиевого сплава всегда начинается на букву А.

Цифры указывают на процентное соотношение каждого компонента, помимо алюминия в составе. Например, АК20 говорит о наличии в составе 20% кремния и поэтому 80% алюминия.

Нужно сказать, что маркировка отличается в зависимости от изготовителей и государства производства. По этому при приобретении изделий с непонятной маркировкой лучше получить консультацию с менеджером.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Силумин применение в строительстве

Маркировка [ править | править код ]

• А — алюминий,
• К — кремний,
• ## — процентное содержание кремния в сплаве,
• @@ — другие химические элементы, содержащиеся в сплаве (если имеются).

Встречается другая маркировка: АЛ##

, где:

• АЛ — алюминий литейный,
• ## — номер сплава.

Наиболее распространённые марки:

• АК12 — 12 % кремния, эвтектический сплав.
• АК9 — 9 % кремния.
• АК7Ц9 — 7 % кремния, 9 % цинка.

Применение [ править | править код ]

Применяются для литья деталей в авто-, мото- и авиастроении (напр., картеров, блоков цилиндров, поршней), и для производства бытовой техники (теплообменников, санитарно-технических запорных арматур, мясорубок), в скульптурной технике, в дешёвых электропневматических репликах оружия, иногда изготовляют ключи.

Недостатком силумина является высокая пористость и грубая крупнозернистая эвтектика отливок, что сильно отражается на воспроизводимости (стабильности) прочностных свойств получаемых деталей. [1]

Силуми́н — сплавалюминия с кремнием. Химический состав — 4-22 % Si, основа — Al, незначительное количество примесей Fe, Cu, Mn, Ca, Ti, Zn, и некоторых других.

Лучшими литейными свойствами обладают сплавы Аl-Si (силумины). Высокая жидкотекучесть, малая усадка, отсутствие или низкая склонность к образованию горячих трещин и хорошая герметичность силуминов объясняются наличием большого количества эвтектики в структуре этих сплавов.

Плотность большинства силуминов 2650 кг/м3, т.е. меньше плотности чистого алюминия (2700 кг/м3). Они хорошо свариваются. Механические свойства зависят от химического состава, технологии изготовления (модифицирования, способа литья и т.д.), а также термической обработки. В двойных силуминах с увеличением содержания кремния до эвтектического состава снижается пластичность и повышается прочность. Появление в структуре сплавов крупных кристаллов первичного кремния вызывает снижение прочности и пластичности . Несмотря на увеличение растворимости кремния в алюминии от 0,05% при 200°С до 1,65% при эвтектической температуре, двойные сплавы не упрочняются термической обработкой. Это объясняется высокой скоростью распада твердого раствора, который частично происходит уже при закалке, а также большой склонностью к коагуляции стабильных выделений кремния. Единственным способом повышения механических свойств этих сплавов является измельчение структуры путем модифицирования.

Читать также: Чем сверлить бетонный потолок

АК##@@, где А — алюминий, К — кремний, ## — процентное содержание кремния в сплаве, @@ — другие химические элементы, содержащиеся в сплаве (если имеются). Встречается другая маркировка: АЛ##, где АЛ — алюминий литейный, ## — номер сплава.

В настоящее время практически во всех отраслях используется сплав из алюминия. Его применяют всюду, начиная от производства посуды, и до изготовления запчастей для автомобилей.

Марки и их свойства

Силумины выделяются малым удельным весом на фоне остальных сплавов и металлов. Плотность простых силуминов не превышает 2660 кгм3.

Также они отличаются повышенными коррозионностойкими свойствами. Введение дополнительного процента магния и марганца только способствуют повышению этой характеристики.

Добавление меди в состав снижает его устойчивость к образованию коррозии. Так сплав АЛ5, содержащий 1,5% меди, является самой коррозионно-неустойчивой маркой по сравнению со всеми остальными силуминами.

Как уже было сказано выше, двухкомпонентные силумины значительно уступают по прочности легированным. Сплав АЛ2 после модификации имеет предел прочности на растяжение порядка 180 МПа. Предел текучести еще ниже и равен 80 МПа. Среди плюсов данной категории стоит отметить высокую пластичность. Относительное удельное растяжение его составляет 7%.

Также важным достоинством АЛ2 является низкий интервал кристаллизации. По этой причине отливки меньше подвержены к образованию усадочной пористости.

АЛ4 является более прочным силумином и относится к группе термически упрочняемых сплавов. Силумин отличается низким содержанием кремния (до 7%от состава) и повышенными литейными свойствами. Его склонность к усадочной раковине и пористости значительно ниже по сравнению с АЛ2, что позволяет его применять как материал для самых ответственных отливок. Предел прочности на разрыв силумина АЛ4 равен 260 МПа, а предел текучести 200 МПа.

Силумин АЛ9 не упрочняется ни модифицированием, ни искусственным старением. Его только закаливают. В производстве сплав получил широкое применение из-за оптимального соотношения пластичности, литейных характеристик и прочности. АЛ9 разрушаются при нагрузке свыше 200 МПа. Относительное удельное растяжение равно 6%.

АЛ5 не относится к группе жаропрочных сплавов, но превосходит все силумины устойчивостью к термической нагрузке. Предел прочности данной марки составляет 220 МПа. Пластичность его одна из наиболее низких. Относительное удельное растяжение равно 1%. Также, как уже было отмечено выше, наличие меди делает АЛ5 менее устойчивым к воздействию коррозии.

АЛ34 по сравнению со всеми вышеописанными марками имеет наилучшие механические характеристики. Предел прочности на растяжение составляет 330 МПа, что сравнимо со сталью Ст.3. Такая прочность обеспечивается содержанием дополнительного количества бериллия, магния и титана. Отливки из данных сплавов выделяются повышенной герметичностью.

Читать также: Насадка на шуруповерт для шлифовки дерева

Также стоит отметить, что на механические свойства отливок сильно влияет способ литья. Все вышеперечисленные значения прочности указаны для литья в песчаную форму. При литье в кокиль или под давлением предел прочности и текучести как правило выше на 20-30 единиц. Причина этому более повышенная скорость кристаллизации, которая приводит к размельчению внутренних структур.

Силумин

Начать стоит с того, что существует несколько различных сплавов, в которых используется алюминий. Однако именно этот считается наиболее востребованным среди прочих. Силумин – это следующая ступень после алюминия. Получают его при помощи сплава кремния, добавленного в этот химический элемент. Совмещение этих двух элементов обеспечивает полученный сплав повышенной твердостью, а также повышенной устойчивостью к износу деталей, полученных из сплава.

Содержание кремния в таких сплавах колеблется от 4 до 22%. Также стоит сказать, что могут добавляться еще некоторые элементы. К ним относят медь, цинк, титан, железо или кальций. Также известно, что в состав силумина входит от 5 до 14% силиция.

Свойства силумина

Важно, что силумин – это все сплавы, которые были получены на основе кремния и алюминия, но необходимо понимать, что не все конечные материалы обладают одними и теми же свойствами. Нужно знать, что с повышением процента содержания кремния, повышается итоговая прочность материала, но при этом растет и его хрупкость. К основным преимуществам, которые можно выделить у этого сплава относят:

• Высокая прочность.
• Малый физический вес.
• Высокая устойчивость материала к износу.
• Устойчивость также и к коррозии.
• Одно из важных преимуществ – это цена силумина, которая считается довольно низкой. Допустим, кухонные принадлежности из этого материала стоят от 250 р. до 2000-3000 р.

Все эти преимущества в совокупности и смогли обеспечить высокую популярность данного материала.

Недостаток у этого материала лишь один – это его повышенная хрупкость. Если говорить о механическом воздействии, то силумин способен выдержать высокие нагрузки, однако если, к примеру, уронить изделие из этого сплава, то оно, скорее всего, треснет. Также стоит отметить, что температура плавления силумина не слишком высокая – всего 580 градусов по Цельсию.

Читать также: Выбрать автоматический выключатель по нагрузке

Основные свойства

По свойствам его часто сравнивают со сталью (нержавеющей). Следует отметить, что он по сравнению с последней имеет меньший удельный вес. Силумины – это сплавы алюминия с кремнием. Обладают следующими свойствами:

• удельной прочностью. Показатели сплава и сталей близки по значениям, но, учитывая, что вес силумина меньше, конструкции из него выигрышнее;
• устойчивостью к износу;
• антикоррозийностью. На поверхности металла образуется защитная пленка, которая оберегает его от негативного влияния окружающей среды;
• низким удельным весом, равным 2,8 г/см3;
• пластичностью. При заливке в формы из сплава получают детали, имеющие сложные конфигурации. Благодаря хорошей жидкотекучести процесс литья удешевляется;
• невысокой температурой плавления. Она равна примерно 600 градусов по Цельсию, что значительно ниже, чем температура плавления стали. Это свойство также оказывает влияние на литье и удешевляет стоимость проводимых работ;
• доступной ценой.

Перечисленные свойства силумина (сплава) показывают, что этот материал выгодно использовать при производстве различных изделий. Следует, однако, отметить, что он обладает повышенной хрупкостью. При падении деталь, изготовленная из силумина, может треснуть.

Маркировка

Так как силумин – это сплав алюминия и кремния, а также всего лишь одна из его разновидностей, то была разработана специальная маркировка, которая позволяет быстро и легко определить процентное содержание компонентов, а также, какие именно химические элементы использовались при изготовлении сплава. Для того чтобы поставить маркировку на сплав силумина, используют буквенные и цифровые обозначения. К примеру, АК12 или же АК9Ц7. Первая буква всегда указывает на содержание алюминия в сплаве, а вторая на содержание кремния. Цифры говорят о том, какое именно процентное соотношение этого химического элемента в силумине. В данном случае это 12%. Так как могут добавляться и другие элементы, их буква также указывается. Во втором примере показана маркировка алюминия – А, кремния – К 9% и цинка – Ц 7%.

Также важно отметить, что сплав обладает повышенной текучестью в расплавленном состоянии, а также хорошей свариваемостью. Если учитывать, что температура плавления силумина всего 580 градусов по Цельсию, то это можно отнести к списку преимуществ материала.

Виды силумина

Чаще всего говорят о том, что силумин – это сплав алюминия и кремний. Однако это не совсем верное утверждение. Такое название носят сплавы, в которых содержание такого элемента, как кремний, находится в районе 12-13%. Такую группу сплавов принято называть эвтектическими, нормальными или же обычными силуминами. Однако есть еще одна классификация этого материала.

• Первый вид сплава называется доэвтектическим. Характерной особенностью этой группы является то, что содержание кремния в процентном соотношении всего от 4 до 10% от общего количества. Кроме того, могут быть добавлены такие элементы, как магний, марганец или медь.
• Группа износостойких силуминов – содержание кремния повышается до 20% от общего количества сплава.
• Для выполнения конкретно поставленных задач изготавливают специальные сплавы силуминов, к примеру, цинковистый.

Ценообразование

Алюминий входит в пятерку самых распространенных металлов на планете Земля. Несмотря на это добыча его постепенно сокращается. Происходит это из-за углубления залежей алюминиевых руд с одной стороны, с другой стороны развитому рынку вторичных металлов. По этой причине с экономической точки зрения выгоднее перерабатывать алюминиевый сплав.

Стоимость на силумин зависит от следующих факторов:

• Химический состав. Чем больше алюминия, меди и титана, тем выше его цена на рынке металлолома.
• Знание котировок на биржах цветных сплавов. По стоимости сплавы силумина коррелируются согласно ценам входящих в них металлов, стоимость которых определяется на мировых биржах.
• Качество лома. Наличие следов коррозии на поверхности сильно снижает стоимость.
• Объем партии. Пункты приема металлолома отдают предпочтение в работе с крупными поставками, т. к. это позволяет снизить время товарооборота. Поэтому в случае сдачи лома свыше одной тонны они делают на него наценку.

Оцените статью:

В настоящее время активно разрабатываются и исследуются новые методы модификации состояния поверхностного слоя различных материалов с целью придания им требуемых свойств[1], так как возможности традиционных методов химико-термической обработки практически исчерпаны. Принципиально новые возможности для модификации поверхностных свойств различных материалов и существенного улучшения их эксплуатационных характеристик предоставило использование в промышленности концентрированных потоков энергии (КПЭ) [2]. Особенно актуальным является применение таких методов для модификации алюминиевых сплавов, более широкое применение которых в промышленности сдерживается низкими трибологическими и прочностными характеристиками.

Несмотря на значительный прогресс в материаловедении, в частности в области создания новых сплавов и композитов, превосходящих по свойствам сплавы на основе алюминия, последние еще длительное время будут занимать ведущие позиции во многих отраслях промышленности. В первую очередь это связано с относительно низкой стоимостью данных сплавов и возможностью широкого использования вторичного сырья при их производстве. Учитывая высокие объемы потребления алюминиевых сплавов, борьба даже за сравнительно небольшое улучшение их качества может быть оправданной.

Одним из важнейших сплавов алюминия является силумин или сплав алюминия с кремнием. Диаграмма состояния силуминов имеет простой эвтектический вид, что видно из рисунка 1, именно поэтому промышленные силумины подразделяются по содержанию кремния на доэвтектические (4-12% Si), эвтектические (12,2% Si) и заэвтектические (свыше 12% Si). Силумины широко используются в авиации, судостроении, автомобилестроении и для бытовых нужд благодаря своим механическим свойствам. По широте применения сплавы алюминия занимают второе место после стали и чугуна.

Промышленное значение силуминов обусловлено их высокой жидкотекучестью, низкой склонностью к образованию усадки при литье, возможностью пайки и сварки. Однако заэвтектические силумины нашли лишь ограниченное применение из-за наличия в структуре очень твердой кремниевой составляющей, которая значительно снижает стойкость режущего инструмента[3], что в некоторой степени компенсируется повышенным модулем упругости по сравнению с доэвтектическими сплавами, низким температурным коэффициентом линейного расширения, хорошей свариваемостью и обрабатываемостью резанием с точки зрения качества поверхности и низкой стоимостью. Кроме того, еще недостаточно ясны специфика производства и особые требования к сплавам этой системы, необходимые для точного контроля микроструктуры и пористости отливок, которые существуют для доэвтектических промышленных силуминов. В настоящее время чаще всего заэвтектические силумины используются для производства поршней ДВС и ряда других деталей, изготавливаемых методами фасонного литья или жидкой штамповки. Но не смотря на ограниченное применение заэвтектических силуминов, интерес к данным сплавам растет.

Рис. 1. Диаграмма состояния Al-Si[4]

Рис. 2. Применение силуминов: детали автомобилей из доэвтектических (а, б, в, г) и литые поршни из заэвтектических силуминов немецкой фирмы Mahle (д, е)[4]

В авиации например важную роль играет малый удельный вес сплавов на основе алюминия. Расход топлива самолета во многом определяется весом аппарата, что играет определяющую роль в случае частных самолетов, отношение массы к грузу у которых больше, чем например в грузовых авиалайнерах. Стоит отметить еще и то, что при изготовлении различных авиационных узлов и деталей преимущественно применяются деформируемые сплавы на основе алюминия. Объем применения литейных сплавов в связи с их меньшей технологичностью ниже. Вместе с тем, в летательных аппаратах используются сварно-литые конструкции и узлы, например, в поршнях с галерейным охлаждением, насосах и пр.

Читать также: Как сделать заготовку для ножа

В судостроении силумины получили распространение благодаря своим коррозийным свойствам в купе с малым удельным весом. Хорошо известно, что морская вода очень богата на содержание различных солей и прочих веществ, которые оказывают пагубное влияние на обшивку корабля. Также хорошо известно, что алюминий и его сплавы применяется и для алитирования (алюминирования) – насыщения поверхности стальных или чугунных изделий алюминием с целью защиты основного материала от окисления при сильном нагревании, т.е. повышения жароупорности (до 1100 °C) и сопротивления атмосферной коррозии.

В последнее время наметилась перспектива использования силуминов в космической промышленности, где особое место занимают сплавы для приборной техники, от которых требуются низкие значения температурного коэффициента линейного расширения в сочетании с необходимым уровнем механических свойств. Для изготовления различных узлов космических аппаратов нужны сплавы с малым удельным весом и низким температурным коэффициентом линейного расширения. Имеющиеся в настоящее время прецизионные сплавы, построенные на основе системы железо-никель, обладают уникальными физическими свойствами. Однако эти сплавы отличаются рядом недостатков, которые в основном сводятся к сложной технологии получения их и обработки, дороговизне и большому удельному весу. В связи с этим в последнее время в мире уделяется большое внимание поиску композиций сплавов на основе алюминия, среди которых самой перспективной является система Al-Si.

В цветной металлургии силумины подразделяются прежде всего на деформируемые сплавы (доэвтектические и эвтектические) и литейные (заэвтектические). Литейные алюминиевые сплавы имеют ряд особенностей: повышенную жидкотекучесть, обеспечивающую получение тонкостенных и сложных по конфигурации отливок; сравнительно невысокую линейную усадку; пониженную склонность к образованию горячих трещин. Доэвтектические силумины при литье применяют легированные только кремнием либо имеющие также небольшие количества других примесей (Cu, Mn). Структура их представляет собой б-твердый раствор и эвтектику (б+Si). Эвтектика содержит 12,5% Si, Максимальное содержание кремния в твердом растворе при эвтектической температуре (577°С) составляет 1,65%. Закалкой такого насыщенного твердого раствора можно на непродолжительный период времени удержать его в пересыщенном состоянии (растворимость кремния при комнатной температуре — около 0,1%).

При старении выделяются тонкодисперсные частицы легирующего компонента, однако упрочняющий эффект незначителен. Очень быстрой закалкой можно кратковременно удержать в твердом растворе около 16% Si и сдвинуть эвтектическую точку до 17% Si. Эффективный модификатор силуминов — натрий в количестве 0,01%. Модифицированный силумин не рекомендуется применять в сочетании со сплавами Аl — Mg. Возможна также модификация силумина фосфором. Силумины, не содержащие кроме кремния других примесей, термически не упрочняемы. Небольшие количества магния вследствие образования его силицида дают возможность осуществлять термическое упрочнение сплава. В отличие от технического алюминия, небольшие количества примеси железа оказывают на силумины отрицательное влияние, которое частично нейтрализуется марганцем.

Железо с кремнием дает хрупкие пластинчатые образования — б-фазу (Fe2SiAl8) и в-фазу (FeSiAl5). При большом содержании кремния возможно образование д-фазы (FeSi2Al4) и г-фазы (FeSiAl3). При большом содержании железа возможно появление наиболее тугоплавкого соединения FeAl3 (Тпл=655°С). Марганец с железом дает смешанные менее хрупкие кристаллы (Fe,Mn)3Si2Al5. Легирование медью наряду с магнием позволяет получать более сложные упрочняющие фазы (например, Cu2Mg8Si6Al5) и соответственно достигать большего эффекта в результате термического упрочнения[3]. Из всех литейных сплавов силумины отличаются наивысшей жидкотекучестью. Вслед за ними идут алюминий-магниевые и алюминий-медные сплавы. Не стоит также забывать об оксидировании алюминия и его сплавов различными кислотами электролитическими методами и химическими методами с целью дополнительной защиты от коррозии.

В работе [2] сообщается о повышении микротвердости заэвтектического силумина (30 ат. %Si) в два раза после обработки сильными импульсными ионными пучками. В данной работе кристаллиты кремния в эвтектике становятся более дисперсными, а границы первичных кристаллов кремния размываются и огрубляются при воздействии ионов p + на поверхность заэвтектического силумина. Также в данной работе было рассчитано смещения пика Al(111) и затем вычислено изменение постоянной решетки алюминия в зависимости от содержания в нем кремния.

В работе [5] указывается на некоторое улучшение коррозийных характеристик после обработки доэвтектических и эвтектических силуминов лазерным излучением.

Свойства нормальных силуминов

Первая группа силуминов из алюминия – это эвтектические. Их прочностные параметры довольно малые, однако преимущество этого типа в другом. Она обладают отличными литейными параметрами. Материалы из такого сплава применяются в литье тонкостных изделий, которые в будущем будут применяться в среде повышенной вибрации или под действием ударных нагрузок.

Также важно отметить, что при литье этой группы сплавов, к ней могут быть предъявлены такие требования, как удлинение микроструктуры. Чтобы выполнить это требование, необходимо при операции литья в кокиль или же в форму модифицировать силумин натрием.

Читать также: Циркулярная пила из дрели своими руками

Также важно отметить, что высокой устойчивостью к воздействию на сплав агрессивной среды обладают только те, которые характеризуются высокой чистотой состава. Другими словами, в таких материалах должно быть минимальное содержание разнообразных примесей, таких как железо и прочие.

Область применения силумина

На сегодняшний день сфера применения силумина разнообразна, но наиболее часто его используют на производстве автомобилей и самолетов. Основные сферы применения:

1. Высокую популярность в авиастроении он обрел благодаря сочетанию малого веса и высокой прочности, что очень важно для подъема летальных аппаратов в небо и экономии топлива.
2. Подобные свойства желательны и в производстве автомобилей. Так, вес автомобиля напрямую влияет на ходовые свойства авто, маневренность на дороге и расход топлива. В сфере машиностроения сплав применяется для производства деталей двигателя.
3. В последнее время особую популярность силумин получил в оружейной сфере, особенно для производств пневматических винтовок. Страйкболисты предпочитают оружие из этого материала из-за легкого веса, высокой прочности и надежности, что на фоне высокой стоимости таких винтовок является незаменимым качеством.
4. Также его применяют в производстве множества бытовых изделий, от кастрюлей и сковородок до водопроводных смесителей. Бытовые изделия из силумина популярны из-за низкой стоимости.

Группы сплавов

Существует несколько групп, на которые подразделяется силумин. Это разделение осуществляется по применению этого материала для различных целей.

Эвтектический силумин, который имеет маркировку АК12, то есть всего лишь 12% содержания кремния, а также не упрочняется термической обработкой и не образуется усадочной прочности, рекомендуется использовать для изготовления герметичных деталей приборов или агрегатов невысокой нагруженности.

В качестве примера доэвтектического силумина можно взять сплав АК9ч. Для его изготовления уже применяется закалка при температуре в 530 градусов со временем выдержки от 2 до 6 часов. После этого идет процесс охлаждения материала в горячей воде и активизируют процесс старения при температуре в 175 градусов, который длится в течение 15 часов. Применение силумина этой группы осуществляется для изготовления нагруженных и крупногабаритных деталей.

Третья группа сплавов – это высоколегированный заэвтектический силумин, маркировка которого АК21М2. Принадлежность этого материала – поршневая группа сплавов. Этот материал предназначается для работы в среде с повышенными температурами, так как выделяется повышенной жаропрочностью, высоким коэффициентом износоустойчивости.

Ремонт

Так как может случиться, что появятся трещины или же разломы на деталях из этого сплава, то есть возможность проведения ремонтных работ. Чаще всего для проведения этого типа работ применяют специальное вещество – эпоксидный клей. Однако в том случае, если деталь должна будет эксплуатироваться в среде с повышенными нагрузками, лучше всего использовать сварку. Однако необходимо учитывать состав сплава, так как далеко не все они способны выдержать температуру работы сварочного аппарата, некоторые из них могут просто расплавиться.

Сварка

Ремонт силумина в домашних условиях при помощи аргонодуговой сварки считается наиболее простым способ. Однако все признают, что лучшим решением для ремонта деталей все же будет обратиться к профессионалам, но и самостоятельная сварка также вполне реальна. Важно отметить, что работа аргонодуговой сварки должна осуществляться в среде инертных газов.

Чаще всего для достижения этой цели используют непосредственно аргоновый газ, однако в некоторых случаях возможно использование смеси аргона с гелием. Также важно отметить, что после проведения сварочных работ по ремонту деталей из силумина, все сварочные швы необходимо подвергнуть обработке. После этой процедуры швы будут практически незаметны.

Ремонт сваркой

В некоторых случаях поврежденное изделие лучше подвергнуть сварке. Эту процедуру проводят самостоятельно в домашних условиях или обращаются к специалисту. При проведении работ температура материала повышается, вследствие этого на сплаве появляется оксидная пленка, препятствующая соединению частей изделия. Для устранения этих негативных явлений для сварки используют аргон, обеспечивающий защиту от отрицательных факторов. Для работы необходимо:

• подготовить неплавящиеся вольфрамовые электроды и припой для сварки конструкций из алюминия;
• обезжирить поверхность;
• изделие зафиксировать;
• разогреть поверхность до 220 градусов по Цельсию. Для отвода тепла свариваемую деталь положить на стальную прокладку;
• сварить шов, используя переменный ток;
• произвести обработку швов для эстетики внешнего вида.

Изделие готово к эксплуатации при небольших нагрузках.

Силумин (припой для алюминия) — Энциклопедия по машиностроению XXL

Другим путем снижения эрозионной активности силумина, содержащего более 1,5% Mg, является легирование его германием и медью, образующими с алюминием более легкоплавкие и менее богатые алюминием эвтектики. По данным А. А. Суслова и др., состав такого припоя 5—10% Ge, 5—12% Si, 10—15% Си, 1—6% Mg, А —остальное. Припой состава А1 — 5% 8 — (40-4-60)% Ge с температурой растекания припоя 550° С мало-, пластичен и при высоком содержании германия по существу уже не является алюминиевым.  [c.105]

Пайка алюминия со сталью (в том числе с нержавеющей) значительно облегчается при предварительном лужении стали оловом, цинковыми, алюминиевыми припоями, эвтектикой Л1 — 51 — Си, эвтектическим силумином, алюминием (136, 247] и особенно при предварительном гальваническом покрытии стали серебром [134], активирующим растекание этих припоев по стали. При лужении сталь подогревают до 100—-150°С, а алюминий или припой перегревают выше температуры их полного расплавления на 150—170° С. Применяются флюсы из хлористых и фтористых солей (типа 34А, ФВЗ и др.). Алюминий и его сплавы паяют со сталью, предварительно покрытой гальваническим серебром, алюминиевыми припоями с соответствующими флюсами [134]. Учитывая возможность образования и рост хрупких интерметаллидов между железом и алюминием, время пайки алю-  [c.297]

Для твердой пайки алюминия применяют силумины или припой марки 34А (6% 31, 28% Си, остальное А1) с температурой плавления 525° С.  [c.320]

Температура плавления силумина довольно высока, поэтому технологически удобнее применять припои 34А и 35А. Припой 35А несколько пластичнее, чем припой 34А, а припой СЛМ-2 еще более пластичен. Пайка алюминия и его сплавов твердыми припоями производится с применением флюса 34А (см. табл. 97).  [c.472]

В качестве припоя чаще всего используют эвтектические сплавы на основе алюминия, например, силумин или припой 34А. Процесс пайки силумином более труден из-за его высокой температуры плавления, близкой к температуре плавления алюминия и его сплавов. Преимущество соединений, паянных силумином, — высокая стойкость против коррозии даже в морской воде.  [c.210]

При пайке алюминия горелкой наибольшее распространение имеет припой 34А, который более легкоплавок, чем силумин, поэтому пайка им проще, отсутствует опасность оплавления паяемых деталей.  [c.210]

При пайке алюминия и его сплавов в печах обычно применяют те же флюсы и припои, что и при пайке горелкой, но наносят их на паяемые детали заранее. Припой наносят при сборке деталей, а флюс в виде пасты (на безводном спирте) непосредственно перед загрузкой деталей в печь. Температура пайки 600° С для силумина и 560° С для припоя 34А. Выдержка в печи при температурах пайки минимальная. После расплавления припоя и образования галтелей детали выгружают из печи и охлаждают на воздухе.  [c.210]

Силумин (припой для алюминия) 115 Синтамид 42, 44 Синтанол 42, 44  [c.325]

Например, для бесфлюсовой пайки алюминия в вакууме К. Дж. Миллер предложил силумин с содержанием 3—15% Si, легированный 0,4—10% Mg. Силумин, содержащий магний, оказался пригодным для пайки стеклянных отражателей с алюминиевой подложкой в дорожных знаках и сигналах. Для этой цели использован припой состава А1 — (4-т-13%) Si — (4- -б) % Mg в виде плакированного слоя (б—10% его толщины) на алюминии (паяемом металле). Пайку выполняют после нагрева алюминие-  [c.104]

Во флюсовых ваннах паяют изделия из технического алюминия или АМц, плакированных силумином. Для пайки крупногабаритных изделий при температуре 600—620° С удобен сплав АМцПС, так как АПС в этих условиях почти полностью теряет прочность. При необходимости высокой ударной вязкости паяных швов при температуре —196° С применяют припой А1 — (6-ь8%) Si. Этот припой имеет более низкую эрозионную активность, чем припой с А1—10% Si, При этом толщина плакирующего слоя (во избежание сильной химической эрозии) не должна превышать 100 мкм. Толщина плакирующего слоя припоя, содержащего менее 9% Si, не должна превышать 30 мкм.  [c.253]

Жидкий цинковый припой хорошо смачивает посеребренную поверхность алюминия. В некоторых случаях при пайке алюминия и его сплавов применяются промежуточные покрытия с температурой плавления ниже температуры пайки. Так, например, после лужения поверхности алюминия или его сплава припоями П200А или Ш50А пайка припоями 34А, ПСр5АКц или эвтектическим силумином может быть выполнена без флюсов в среде проточного аргона или воздуха. При этом припой, уложенный у зазора, вполне удовлетворительно затекает в зазор между облу-женными деталями. По данным Никитинского А. М. и Лашко С, В., прочность и коррозионная стойкость соединений из сплава АМц, паянных по такой технологии, мало отличается от прочности и коррозионной стойкости соединений, паянных припоем 34А с флюсом 34А.  [c.285]

Наиболее широкое применение нашли припой 34А и эвтектический силумин. Некоторое повышение прочности паяных соединений из алюминия и его сплавов достигается при применении модифицированных эвтектических припоев системы Л1 — 51 (силумины) и Л1 — Си — 51 (34А) вместо немодифицированных. Снизить температуру плавления припоя 34А можно легированием сплавов А1 — Си — 81 цинком (В62 П480). В отличие от других припоев припои П575А и П590А образуют швы, поверхность которых- может быть подвергнута анодированию (бесцветному и цветному) и фосфатированию.  [c.286]

Пайка алюминия и его сплавов с титаном возможна только после предварительного покрытия титана алюминием, путем погружения в расплавленный алюминий или алюминиевый припой, перегретые до температуры 750—800° С и раскисленные сверху флюсом (например, Ф34А или АФ4А, карналлитом). Пайка алюминиевых сплавов с облуженной поверхностью титана производится с применением флюса Ф34 припоями на основе алюминия (например, эвтектического силумина).  [c.298]

---

Силумин — Справочник химика 21

    Опыт 2. Отличие силумина от дюралюминия. На очищенную поверхность алюминиевого сплава поместить [c.115]

    СИЛУМИН — сплав алюминия с кремнием (до 14%). По своей прочности не уступает стали, но значительно легче ее, обладает высокими литейными свойствами. С. используют в машиностроении для отливки корпусов, цилиндров, моторов, поршней, коробок скоростей и других деталей. [c.228]

    Из сплавов алюминия наиболее распространен дюралюминий, сокращенно дюраль ( дюр означает твердый ). Большую твердость дюралю по сравнению с чистым А1 придают добавки меди ( 4%), марганца (—0,57о), магния (- 1,5%), кремния и железа (доли %). Применение нашли также сплав А1 с Si — силумин (16% Si) — и алюминиевая бронза (89% Си). [c.56]

    Из сплавов на основе алюмииия, обладающих хорошими литейными свойствами и высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах, наибольшее распространение нашла система А1 — 51 (силумины). Коррозионная стойкость силуминов объясняется образованием на их поверхности комбинированной пленки, состоящей из Л Оз и ЗЮг- Силумины, содержащие 4,5—13% 51, применяются в окислительных средах. Из силуминов могут изготовляться самые сложные отливки. [c.272]

    В отличие от самого алюминия его сплавы характеризуются высокой удельной прочностью, приближающейся к высокопрочным сталям. Основные другие достоинства всех сплавов алюминия — это их малая плотность (2,5—2,8 г/см ), удовлетворительная стойкость против атмосферной коррозии, сравнительная дешевизна и простота получения и обработки. Эти сплавы пластичнее сплавов магния и многих пластмасс, стабильны по свойствам. Основными легирующими элементами являются Си, Mg, 31, Мп, Хп, которые вводят в алюминий главным образом для повышения его прочности. Типичными представителями сплавов алюминия являются дуралюмины, относящиеся к сплавам системы Л1—Си—Mg. Высокопрочные сплавы алюминия относятся к системам Л1—7п—Mg—Си, содержащим добавки Мп, Сг, 2т. Из других сплавов широко известны силумины, в которых основной добавкой служит кремний, магналий (сплав алюминия с 9,5—11,5% магния). Алюминиевые сплавы применяются в ракетной технике, в авиа-, авто-, судо- и приборостроении, изготовлении строительных конструкций, заклепок, посуды и во многих других отраслях промышленности.  [c.633]

    Сплавы на основе алюминия. Силумин — сплавы алюминия (85—90%) с кремнием (15—10%). Для силуминов характерны значительная прочность и высокое механическое сопротивление, а также большая, чем у чистого алюминия, химическая стойкость. [c.321]

    Такое содержание кремния в силумине повышает температуру плавления припоя до 615° С и приближает ее к температуре процесса пайки (620—630° С). Вторичные поверхности (насадки) штампуют из сплава АМц толщиной 0,2 мм. [c.195]

    Большая часть алюминия применяется в виде его сплавов с магнием, медью, кремнием, цинком, никелем, железом и другими металлами. Наиболее важные — сплавы типа дюралюминия (я 94% А1, 4% Си, 5% Mg и 0,5% Мп), литейные сплавы — силумины ( — 12% 51) и сплавы с магнием ( 10% Mg). По своим ценным свойствам сплавы алюминия занимают второе место после сплавов железа, причем области применения их неуклонно расширяются. Особенно возросло их применение в транспорте и строительном деле. Благодаря таким свойствам, как малая плотность, [c.476]

    Изготовление алюминиевых пластинчатых теплообменников. Пластинчатые теплообменники широко применяются в качестве генераторов газотурбинных установок, теплообменников в установках разделения воздуха и т. д. Материалом для изготовления первичных поверхностей теплообменников служит сплав АМц, плакированный слоем 7,5%-ного силумина толщиной 60—70 мм. 194 [c.194]

    Алюминиевые сплавы в соответствии с основными ко.мпонента-ми (основой) получили следующие названия силумины (алюминий-кремний), дюралюмины (алюминий — медь — марганец), магналии (алюминий — марганец). В зависимости от назначения они подразделяются на литейные и деформируемые (до 80% от всех сплавов). [c.225]

    Наиболее распространенные алюминиевые литейные сплавы — это силумины (сплавы алюминия с кремни- [c.52]

    Механические свойства литейных алюминиевых сплавов могут быть существенно улучшены модифицированием в жидком состоянии. Так, модифицирование силумина с содержанием 13% кремния приводит к повышению предела прочности от 140 до 180 МН/м и удлинения от 3 до 8%. При более высоких требованиях к прочностным свойствам применяют специальные силумины с добавками меди, марганца, магния, с термической обработкой закалкой с последующим старением. Однако механические свойства литых сплавов значительно уступают термически упрочняемым сплавам. Поэтому применение литых сплавов для нагруженных деталей целесообразно лишь в случае сложной формы изделия или выигрыша в весе, в остальных случаях предпочтительнее применение кованых, более прочных сплавов. [c.53]

    Из литейных сплавов, называемых силуминами, содержащих кремний, изготавливаются фасонные отливки различной конфигурации. [c.16]

    Навеску силумина, сплава алюминия с кремнием, массой 6 г растворили в растворе щелочи. При этом выделился газ объемом 8186 мл, измеренным при температуре 18 °С и давлении 1,01-Ю Па. Определите массовые доли (%) компонентов в силумине.  [c.151]

    Таким образом, ничтожные количества растворимых примесей могут существенно повлиять на кинетику кристаллизации. Это открывает возможность сознательно изменять свойства выделяющегося при кристаллизации твердого тела (величину зерен). Введение малых растворимых примесей позволяет уменьшить величину переохлаждения, вследствие чего кристаллы не только растут на готовых поверхностях, но и зарождаются в объеме жидкости. Такие растворимые примеси, при помощи которых можно регулировать кинетику кристаллизации, называют модификаторами (см. гл. XV). Примером применения модификаторов может служить добавление малых количеств щелочных металлов к силумину, вследствие чего образуются кристаллы округленной формы, а не пластинчатые. [c.396]

    Внедрению алюминия в современную технику в значительной степени способствовали сплавы, характеризующиеся своей легкостью наряду с прекрасными механическими качествами. Из важнейших сплавов назовем дюралюминий (приблизительный состав 94% А1, 4% Си, ио 0,5% М , Мп, Ре и 81), силумин (А1- — 13% 8 ), магналий (А1 с содержанием Mg 9,5—11,5%). Системы А1—Ы—Mg и им подобные открыли новый этап в истории легких сплавов. Сплавы иа основе алюминия ценны тем, что ири равной прочности изделия из них в несколько раз легче стальных. Эго важно не только для авиационной промышленности, но также совершенно необходимо для современного машиностроения. Алюминий оправданно называют крылатым металло.м. Широко используется алюминий для замены медных электропроводов. [c.281]

    При выплавке технических сплавов стремятся получать мелкозернистую структуру их. Это достигается введением в жидкие сплавы особых веществ, способствующих равномерной кристаллизации слитка. Такие вещества получили название модификаторов. Например, для алюминиевых сплавов модификаторами служат фториды калия и натрия. Более тонкая микроструктура сплава улучшает его механические свойства. Сюда относятся алюминиевый сплав силумин, модифицированный чугун и др. [c.308]

    Опыт 2. Отличие силумина от дюралюминия ( дуралюмин). [c. 120]

    На очищенную поверхность алюминиевого сплава помещают 1-2 капли 15 %-ного раствора щелочи. По истечении 5 мин снимают жидкость фильтровальной бумагой. Оставшееся на поверхности металла темное пятно обрабатывают 1-2 каплями раствора Н N ( и) = 66 %), Через 3 мин снова снимают раствор фильтровальной бумагой. Образующееся при этом серое пятно свободного кремния служит признаком силумина. Дюралюминий этой реакции не дает. [c.120]

    Алюминий широко применяется в технике. Из чистого алюминия делают электрические провода. Электропроводность его равна 0,6, т. е. электропроводности меди, но алюминиевые провода в два раза легче медных. Широкое применение находит алюминий в сплавах авиационные (дюраль, дюралюминий, кольчугалюминий), литейные (магналий, силумин и др.). [c.440]

    Бор и его соединения используются в ядерной технике. Основная область применения алюминия — производство сплавов широко используются дюралюмины (сплавы с Си и Mg), силумины (с 31) и многие другие.  [c.476]

    При сварке ацетилено-кислородным пламенем газовой горелки присадочным материалом служат стержни того же состава, что и металл восстанавливаемой детали, или стержни из силумина (сплав, содержащий 85,5—88% алюминия, 7—9% меди, 5,0—5,5% кремния). Для защиты наплавленного металла от окисления используются в виде порошка или пасты флюсы, содержащие хлористые соединения калия, лития, натрия, бария, а также фтористый натрий, плавиковый шпат и криолит. [c.85]

    Алюминиевые сплавы подразделяются на деформируемые и литейные. Деформируемые сплавы отличаются высокой пластичностью и механической прочностью, К таким сплавам относятся, например, дуралюмины, содержащие добааки меди, магния, марганца, кремния, железа упрочняющей фазой в них являются соединение АЬСи и другие интерметаллиды. Дуралюмины характеризуются, однако, сравнительно невысокой коррозионной стойкостью, поэтому их часто применяют в плакированном виде, т. е. [грокатанными вместе с покрывающим их листовым чистым алю-ми [ием. Литейные сплавы содержат легирующих добавок больше предельной растворимости. Из них готовят различные фасонные отливкн. К литейным сплавам относятся содержащие до 7% кремния (силумины) или до 10% магния последние отличаются высокой коррозионной стойкостью. Алюминиевые сплавы применяют в самолетостроении, судостроении, ракетостроении, транспортном машиностроении (вагоны, автомобили, тракторы и т. п.), промышленном и гражданском строительстве (подъемно-транспортные сооружения, мосты, сборные дома, трубы для нефтедобывающей промышленности), а так /ке для орошения и дождевания в сельском [c.258]

    Фильтрпрессы с ручной выгрузкой осадка выпускаются 26 размеров (максимальная поверхность фильтрации 140 м ) с рамами четырех размеров (толщина 40 и 25 мм). Материал рам и плит — чугун, кислотостойкая сталь, силумин и дерево. Осваивается изготовление плит и рам из пластмасс. Зажим для малых фильтрирессов ручной, для средних и крупных — электромеханический или гидравлический.  [c.508]

    Известны меднокремнистые сплавы — бронзы (2—5% Si), сплавы алюминия с кремнием — силумины (4,5—14% Si), кремнистая сталь (0,5—2% Si) и кремнемарганцовая сталь (2% Si). Все марки чугуна содержат добавки кремния, что усиливает гра-фитизацию углерода, а следовательно, повышает механическую прочность. [c.8]

    Большое практическое значение имеют сплавы кремния с алюминием — силул(ины, содержащие до 4,5—14i% Si, по 0,5% Mg и Мп, до 1% Fe, и силикоалюминий, в состав которого входит 25— 40% А1, 50—60% Si и до 5% Fe. Силумины отличаются легкостью и прочностью, применяются для отливок. Силикоалюминий используется в качестве восстановителя и для получения спецспла-вов. Получают его в электропечах восстановлением древесным углем смеси каолина и кварца. Силициды в системе Л1—Si не установлены. [c.12]

    Основная масса алюминия используется для получения легких сплавов — дюралюмина (94% А1, остальное Си, Mg, Мп, Ре и 81), силумина (85—90% А1, 10—14% 81, остальное N3) и др. Алюминий применяется, кроме того, как легирующая добавка к сплавам для придания им жаростойкости. Алюминий и его сплавы занимают одно из главных мест как конструкционные материалы в самолетостроении, ракетостроении, машиностроении и т. п. Коррозионная стойкость алюминия (особенно анодированного) значительно превосходит коррозионную стойкость стали. Поэтому его сплавы используются как конструкционные материалы и в судостроении. С -элементами алюминий образует химические соединения — интерметаллиды (алюми-ниды) М1А1, Ы1зА1, СоА1 и др., которые используются в качестве жаропрочных материалов. Алюминий применяется в алюминотермии для получения ряда металлов и для сварки термитным методом. Алюминотермия основана на высоком сродстве алюминия к кислороду. Например, в реакции, протекающей по уравнению [c.279]

    Литейные сплавы содержат легирующих добавок больше предельной растворимости. Из них готовят различные фасонные отливки. К литейным сплавам относят силумины. Основной легирующей добавкой в них является кремний. Примером может служить сплав АЛ-9 состава 81 — 7%, М — 0,3% (Си и Мп отсутствуют). Фазой — упроч-нителем в нем является Mg2Si. [c.180]

    Применение. Из алюминия делают теплообменники, радиаторы, химическую аппаратуру, электрические провода, рефлекторы, тонкую (до 0,01 мм) фольгу для электроконденсаторов и упаковки пищевых продуктов и фармацевтических препаратов. В больших количествах алюминий расходуется на изготовление сплавав, широко применяемых в машиностроении, авиационной и космической технике. Сплавы на основе алюминия бывают двух типов ковкие (пластичные) и литьевые (хрупкие). К первым относится дюралюмин (дюраль), содержащий 4% Си и по 0,5% Лg, Ре и 81. Ко вторым—силумин, в который входит до 14% 81 и 0,1% N3. Прочность дюралюмина после закалки и вылеживания возрастает в 6 раз. Из сплавов алюминия с магнием — магналия — делают корпуса легких судов и во все возрастающих количествах консервные банки, фольгу для сыров и для тушения мяса, крышки для бутылок с молочнокислыми продуктами, банки для пива. Применяют алюминий и для выплавки других металлов методом алюмотермии. [c.306]

---

Неорганическая химия (1989) — [ c.155 ]

Общая и неорганическая химия Изд.3 (1998) — [ c.49 , c.734 ]

Вредные химические вещества Неорганические соединения элементов 1-4 групп (1988) — [ c.206 , c.207 , c.211 , c.218 , c.375 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 1 (1961) — [ c.157 ]

Качественный химический анализ (1952) — [ c.604 ]

Неорганическая химия (1969) — [ c.493 ]

Общая и неорганическая химия (1981) — [ c. 452 ]

Вспомогательные процессы и аппаратура анилинокрасочной промышленности (1949) — [ c.30 ]

Основы общей химической технологии (1963) — [ c.194 ]

Общая химическая технология Том 2 (1959) — [ c.184 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 1 (1961) — [ c.157 ]

Основы общей химии Том 2 (1967) — [ c.194 ]

Основы общей химии Том 2 Издание 3 (1973) — [ c.37 ]

Общая химия (1968) — [ c.564 ]

Коррозия пассивность и защита металлов (1941) — [ c.484 ]

Курс общей химии (0) — [ c.268 ]

Курс общей химии (0) — [ c. 268 ]

Предмет химии (0) — [ c.268 ]

---

Сплав алюминия с кремнием — силумин

1. Силумин

Силуми́ н — сплав алюминия с кремнием.
Химический состав — 4-22 % Si, основа —
Al, незначительное количество примесей
Fe, Cu, Mn, Ca, Ti, Zn, и некоторых других.
Некоторые силумины модифицируются
добавками натрия или лития.

2. История

Открыл сплав датчанин Ханс Кристиан Эрстед в
1825 году. Правда, судя по всему, ему удалось
получить не чистый металл, а некий сплав
алюминия с элементами, участвовавшими в
опытах. Ученый сообщил об открытии и
прекратил эксперименты.

3. Ханс Кристиан Эрстед

4. Физические свойства

1) Высокая прочность.
2) Малый физический вес.
3) Высокая устойчивость материала к износу.
4) Устойчивость также и к коррозии.
5) Одно из важных преимуществ — это цена силумина,
которая считается довольно низкой. Допустим, кухонные
принадлежности из этого материала стоят от 250 р. до
2000-3000 р.
6) Недостаток у этого материала лишь один — это его
повышенная хрупкость. Если говорить о механическом
воздействии, то силумин способен выдержать высокие
нагрузки, однако если, к примеру, уронить изделие из
этого сплава, то оно, скорее всего, треснет. Также стоит
отметить, что температура плавления силумина не
слишком высокая — всего 580 градусов по Цельсию.

5. Химические свойства

материал силумин почти столь же прочен и устойчив
к коррозии. От разрушения сплав защищает оксидная
пленка, образующаяся на поверхности в
окислительных средах, то есть, в присутствии
кислорода.
Отсутствие различных примесей делает этот тип
силумина нейтральным к воздействию
агрессивной среды и различных химических
веществ.
химические свойства силумина, следует
отметить, что они практически не отличаются от
свойств алюминия.

7. Получение

В промышленности при производстве силумина
получают электролизом технический алюминий
(99,0%) и технический кремний (98,0-99,0%)
восстановлением диоксида кремния углеродом в
дуговых электрических печах , Затем
технические металлы и легирующие добавки
сплавляют в заданном соотношении Этот способ
принят в качестве прототипа.

9. Применение

Основные сферы применения:
1. Высокую популярность в авиастроении он обрел благодаря
сочетанию малого веса и высокой прочности, что очень важно
для подъема летальных аппаратов в небо и экономии топлива.
2. Подобные свойства желательны и в производстве автомобилей.
Так, вес автомобиля напрямую влияет на ходовые свойства
авто, маневренность на дороге и расход топлива. В сфере
машиностроения сплав применяется для производства деталей
двигателя.
3. В последнее время особую популярность силумин получил в
оружейной сфере, особенно для производств пневматических
винтовок.
4. Также его применяют в производстве множества бытовых
изделий, от кастрюлей и сковородок до водопроводных
смесителей. Бытовые изделия из силумина популярны из-за
низкой стоимости.

(PDF) Вязкость эвтектического сплава силумина в ультразвуковом поле и оценка температуры плавления. Вязкость не зависит от

скорости вращения; следовательно, не было никаких доказательств неньютоновского поведения. В этом случае расплавленный металл

не прилипает к материалу

погружного тела и не влияет на значения силы тока двигателя постоянного тока

, используемого для поворота погружного тела.Погружное тело

подходит для изучения меньших

значений вязкости расплавленных металлов, так как масса

погружного тела меньше, а поверхность контакта

с жидкой фазой значительна. Для целей измерения

цилиндрическое тело имело

угловую скорость 4π/3 (рад/с). Сила тока двигателя постоянного тока

была измерена с помощью вентильного амперметра.

Точность измерений ±0.1 мА. Для получения постоянного тока используется источник питания

переменного выходного напряжения и выпрямительный мост

.

воспроизводимость измеренных значений вязкости

проверена повторными экспериментами2. Стандартная кривая

вискозиметра была получена с использованием стандартных

веществ с известной вязкостью при 298 К: глицерин

, разведенный в воде, четыреххлористый углерод и метиловый

спирт.Вязкость этих веществ была

измерена с использованием реостатного вискозиметра.

Для измерения вязкости прибор был

собран с корпусом цилиндра, подвешенным над

тиглем. После подтверждения того, что цилиндр может свободно вращаться, расплавленный сплав был загружен в

тигель. Дверь топки закрывали и нагревали. Когда печь достигала требуемой температуры

, включался двигатель вискозиметра для перемешивания расплава.

Надежность экспериментальных значений

хорошо известна. Было обнаружено, что стандартное отклонение каждого измерения

вязкости составляет 6 %. Магнитострикционный преобразователь

и ультразвуковой генератор

использовали для генерации непрерывных

продольных волн в жидком образце. Ультразвуковые волны

генерировались на дне тигля

. При таком расположении отсутствует барьер

между источником ультразвука и расплавленным металлом.

Ступенчатый рупор из нержавеющей стали использовался для передачи

ультразвука на расплав. Это полностью устойчиво

к ультразвуковой эрозии. Типичными рабочими параметрами

были частота 20,338 кГц и номинальная входная мощность

600 Вт.

ионов), что, в свою очередь, зависит от природы

химической связи и конфигурации частиц в

жидкости.Хорошо известно, что вторая производная

энергии активации вязкостей отражает

явления порядок-беспорядок в системе3. С

атомистической точки зрения, когда жидкость приближается к точке замерзания

, упорядоченность в системе возрастает.

Это явление обусловлено неслучайным тепловым

перемешиванием в стабильной жидкости при температурах выше

точки замерзания в переохлажденном состоянии4.

По мере увеличения степени упорядочения в однородной жидкой фазе

энергия активации вязкого течения

одновременно увеличивается. Это увеличение

энергии активации фактически является мерой

сопротивления течению из-за изменения электростатических сил

между ионами. Вблизи температуры плавления

осаждающаяся фаза достигла бы

благоприятного упорядочения за счет образования потенциальных зародышей для кристаллизации.

Расширенное упорядочение в жидкости вблизи точки затвердевания

указывает на это явление предварительного затвердевания

в расплавленном металле. Логично было бы

увидеть это в значениях вязкости, а также в его

энергии активации (

вязкость можно рассматривать как результат

сдерживания, вызванного межмолекулярными

силами).

Вязкость эвтектического сплава Al 12 мас.% Si в интервале температур 860 — 980 К представлена ​​на рис.1

в зависимости от обратной температуры. Вязкость

резко возрастает при понижении температуры. Кроме того, значения вязкости

ниже, когда расплавленный сплав

подвергается ультразвуковому воздействию. Снижение вязкости под

действием ультразвука может быть принципиально

объяснено уменьшением значений энергии активации, необходимой

атомам для прыжка, за счет энергии, получаемой

от ультразвукового поля.

На рис. 2 показана численная аппроксимация экспериментальных

точек как |ln η|.

Рис. 1 — Вязкость (η) для вязкого течения как функция обратной температуры для эвтектического сплава Al12 wt pct Si

описание, химические свойства и приложение

Практически во всех отраслях промышленности используется алюминиевый сплав. Его используют везде, от изготовления посуды, и до изготовления запчастей для автомобилей.

Силумин

Начнем с того, что существует несколько различных сплавов, в которых используется алюминий. Однако именно этот считается самым популярным среди прочих. Силумин – следующий шаг после алюминия. Его получают с помощью сплава кремния, добавленного к этому химическому элементу. Сочетание этих двух элементов обеспечивает полученному сплаву повышенную твердость, а также повышенную износостойкость деталей, полученных из сплава.

Содержание кремния в таких сплавах колеблется от 4 до 22%.Также стоит упомянуть, что некоторые дополнительные элементы могут быть добавлены. Они включают медь, цинк, титан, железо или кальций. Известно также, что силумин содержит от 5 до 14% кремния.

Свойства силумина

Важно, что силумин — это все сплавы, которые были получены на основе кремния и алюминия, но необходимо понимать, что не все конечные материалы обладают одинаковыми свойствами. Необходимо знать, что с увеличением процентного содержания кремния повышается конечная прочность материала, но растет и его хрупкость. Основные преимущества, которые можно выделить у этого сплава:

• Высокая прочность.
• Небольшой физический вес.
• Материал с высокой износостойкостью.
• Стойкость также к коррозии.
• Одним из важных преимуществ является цена силумина, которая считается довольно низкой. Допустим, кухонная утварь из этого материала стоит от 250 р. до 2000-3000 руб.

Все эти преимущества в совокупности и смогли обеспечить высокую популярность этого материала.

Недостаток этого материала только один — это его повышенная хрупкость. Если говорить о механическом воздействии, то силумин способен выдерживать высокие нагрузки, однако если, например, уронить изделие из этого сплава, оно, скорее всего, лопнет. Также стоит отметить, что температура плавления силумина не слишком высока – всего 580 градусов по Цельсию.

Маркировка

Поскольку силумин — это сплав алюминия и кремния, а также всего лишь одна из его разновидностей, была разработана специальная маркировка, позволяющая быстро и легко определить процентное содержание компонентов, а также какие химические элементы использовались при изготовлении сплава. Для маркировки силуминового сплава используются буквенные и цифровые обозначения. Например, АК12 или АК9Ц7. Первая буква всегда указывает на содержание алюминия в сплаве, а вторая на содержание кремния. Цифры показывают, какой процент этого химического элемента находится в силумине. В данном случае это 12%. Так как могут добавляться и другие элементы, то указывается и их буква. Во втором примере показана маркировка алюминия — А, кремния — К 9% и цинка — С 7%.

Также важно отметить, что сплав обладает повышенной текучестью в расплавленном состоянии, а также хорошей свариваемостью.Если учесть, что температура плавления силумина всего 580 градусов Цельсия, то это можно отнести к списку достоинств материала.

Виды силумина

Чаще всего говорят, что силумин — это сплав алюминия и кремния. Однако это не соответствует действительности. Это название используется для сплавов, в которых содержание такого элемента, как кремний, находится в районе 12-13%. Такую группу сплавов принято называть эвтектическими, нормальными или обыкновенными силуминами. Однако существует и другая классификация этого материала.

• Первый тип сплава называется предэвтектическим. Характерной особенностью этой группы является то, что содержание кремния в процентах составляет всего от 4 до 10% от общего количества. Кроме того, могут быть добавлены такие элементы, как магний, марганец или медь.
• Группа износостойких силуминов — содержание кремния повышается до 20% от общего количества сплава.
• Для выполнения конкретных задач изготавливаются специальные силуминовые сплавы, например, цинковые.

Свойства обычного силумина

Первая группа силумина из эвтектики алюминия.Их прочностные параметры довольно малы, но преимущество этого типа в другом. Обладает отличными литейными параметрами. Материалы из такого сплава используются при литье тонких изделий, которые в дальнейшем будут эксплуатироваться в условиях повышенной вибрации или под действием ударных нагрузок.

Также важно отметить, что при литье данного флюса к нему могут предъявляться такие требования, как удлинение микроструктуры. Для выполнения этого требования необходимо модифицировать силумин натрием в процессе литья в изложницу или в изложницу.

Также важно отметить, что высокой стойкостью к воздействию на сплав агрессивной среды обладают только те, которые характеризуются высокой чистотой состава. Другими словами, в таких материалах должно быть минимальное содержание различных примесей, таких как железо и другие.

Группы сплавов

Существует несколько групп, на которые делится силумин. Такое деление осуществляется с использованием данного материала различного назначения.

Эвтектический силумин, имеющий маркировку АК12, то есть всего 12 % содержания кремния, а также не упрочняющийся при термической обработке и не образующий усадочной прочности, рекомендуется использовать для изготовления герметичных деталей приборов или агрегаты малой нагрузки.

В качестве примера доэвтектического силумина можно взять сплав АК9х. Для его изготовления применяется уже закалка при температуре 530 градусов с выдержкой от 2 до 6 часов. После этого материал охлаждается в горячей воде и активируется процесс старения при температуре 175 градусов, который длится 15 часов. Применение силумина этой группы осуществляется для изготовления нагруженных и крупногабаритных деталей.

Третья группа сплавов — высоколегированный заэвтектический силумин, маркировка которого АК21М2.Принадлежность этого материала поршневой группе сплавов. Этот материал предназначен для работы в среде с повышенными температурами, так как отличается повышенной термостойкостью, высоким коэффициентом износостойкости.

Ремонт

Так как может случиться так, что на деталях из этого сплава будут трещины или такие же неисправности, то есть возможность проведения ремонта. Чаще всего для проведения данного вида работ используется специальное вещество – эпоксидный клей.Однако в том случае, если деталь должна эксплуатироваться в среде с повышенными нагрузками, лучше всего использовать сварку. Однако необходимо учитывать состав сплава, так как не все они способны выдержать температуру сварочного аппарата, некоторые могут просто расплавиться.

Сварка

Ремонт силумина в домашних условиях с помощью аргонодуговой сварки считается самым простым методом. Однако все признают, что лучшее решение для ремонта деталей все-таки понравится профессионалам, но самостоятельная сварка тоже вполне реальна.Важно отметить, что работы по аргонно-дуговой сварке следует проводить в среде инертных газов.

Чаще всего для достижения этой цели используют непосредственно газообразный аргон, но в некоторых случаях возможно использование смеси аргона и гелия. Также важно отметить, что после сварочных работ по ремонту силуминовых деталей все сварные швы должны быть обработаны. После этой процедуры швы будут практически незаметны.

Новый алюминиевый легкий сплав «Члумин» (Чрезвычайно устойчивый к коррозии морской водой)

Аннотация

1.Все алюминиевые легкие сплавы очень устойчивы к коррозии в морской воде. Даже дюралюминий, лучший прокатный сплав, и силумин, один из лучших литейных сплавов, не годятся в этом отношении. Некоторые сплавы действительно не подвержены коррозии, но не используются из-за их плохих механических свойств и трудностей при литье, прокатке или ковке. 6 лет назад в нашей лаборатории был изобретен новый сплав, завершены промышленные исследования, и сейчас продукция используется в некоторых работах. Он получил название «Члумин», так как содержит хром, а также несколько процентов магния и железа.Краткое описание будет дано на следующих страницах.
2. Не подвержен коррозии. Отливки из хлумина и из сплава состава Cu 8 %, Al 92 %, наиболее распространенного, изготовленные в металлической форме, погружали в раствор 5 NaCl. Фото. Показываю результат через 4 года. Хлумин давал лишь небольшой осадок, сохраняя даже некоторый блеск, в то время как другой сильно корродировал, выделяя значительную массу гидроксида алюминия. Механически обработанные поверхности пластин Chlumin и Silumin ежедневно подвергались воздействию воздуха, опрыскиваемого соленой водой.Фото. 2 показан результат через 2 месяца. На силумине появилось много черных пятен, но члумин остался ярким. Это различие наблюдалось и на экземплярах, погруженных в морскую воду в течение года. Затем были проведены несколько количественные эксперименты. Образцы погружали в 5% раствор NaCl в отдельных бутылях. Количество отложений и уменьшение веса образца измеряли через 40 дней. Результаты суммированы на рис. 1. Chlumin даже немного лучше, чем алюминий. Силумин, Y-сплав, дюралюминий и все другие сплавы, содержащие Cu или Zn, подверглись серьезному воздействию.Изменения механических свойств, вызванные коррозией, показаны на рис. 2. Многие испытательные образцы проволоки были погружены в 5 % раствор NaCl, и раствор периодически обновлялся, чтобы выдержать их на воздухе в течение суток, чтобы ускорить коррозию. Хлюминовые и алюминиевые проволоки, отожженные или неотожженные, практически не теряют своей прочности после 5-месячного погружения. Удлинение в некоторых случаях уменьшается. В то время как дюралюминий, подвергнутый различной термообработке или нет, быстро теряет оба качества. Через 3 месяца прочность снижается до 80-20% от первоначального значения, а удлинение до 50-20%.
3. В качестве литейного сплава. Механические свойства литейного сплава во многом зависят от условий литья. На рис. 3 приведены данные для слитков, изготовленных аналогичным образом с использованием одной и той же металлической формы. Силумин находился в идеально «модифицированном» состоянии. Хлумин немного уступает Y-сплаву по прочности и пределу текучести, но превосходит его по удлинению и ударопрочности. Он лучше силумина во всех отношениях, его легче отливать и он безопасен в использовании, так как при производстве не требуется никаких специальных процессов (модификаций).Любая сложная форма может быть отлита, выдерживая жесткое испытание давлением воды. Поршни двигателя внутреннего сгорания и детали электродвигателя эксплуатировались более года с лучшим результатом, чем Y-сплав.
4. В качестве прокатного сплава. Проволоки из хлюмина сравниваются с проволоками из чистого алюминия и дюралюминия на рис. 4, отожженными при различных температурах. Дюралюминий, состаренный после закалки от 510°С в воду, действительно очень хорош при отжиге при температуре ниже 200°, но становится хуже хлюмина при 300°.Кроме того, закалка сплава с температурой плавления 620° свыше 500° может оказаться небезопасным производственным процессом. Равномерно нагреть большой предмет выше 500° может быть очень трудно. Небольшой перегрев приведет к локальному плавлению, а при слишком низкой температуре некоторые детали должны подвергаться наихудшей термической обработке рис. практика гасить, статья еще раз.

Металлы, металлические элементы и сплавы

Теплопроводность — k — это количество тепла, передаваемого из-за единичного температурного градиента в единицу времени в установившихся условиях в направлении, нормальном к поверхности единицы площади.Теплопроводность — к — используется в уравнении Фурье.

« 164 9 0307 1900 9 9030 7 0 — 2503» «» -73 0 « « « -73 «0 9» 92703» « 5903 «080 9 927 « 5270803» «»03

Металл, металлический элемент или сплав	Температура — T — — T — ( O C)		Теплопроводность — K — (W / M k)
7	7 -73	237
»		9		236
	«		127	240
»	327	232
«	7″	527	220	220
Алюминий — Дураль (94-96% AL, 3-5% CU, Trace Mg)	20	164
Алюминий — Силумин (87% AL 13% Si)	20	164
алюминиевый бронза	0 — 25	7030307
алюминиевый сплав 3003, прокат	0 — 25
Алюминиевый сплав 2014. Откиненные	0 — 25	190
0 — 25	150
			30.2
«	0	25.5
«	127	21.2
»		«	9
»
«	527	16.8
	-73	301	»
«	0	218	218
«	127	161
»	9		126
«	527	107
»
727	89
»	927	73
Бериллиевая медь 25	80
Висмут	-73	9.7
«	0	9 9. 2
7
»
0
31.7
«	127		18.7
	327	327	11.3
«	527	8.1
»
727	6.3	6.3
«	927	5.2
79	Cadmium	-73	993
«
»	97.59
«
	9	94.7
9
	36.8
«	0	36.1
9	793	111
«		0	94.8
»	127	87.3
7″	327	80.59
«
7 527	71. 3
»		727		653
«	927	624
-73	—73	122
«	9
104
«	127	9 94.8
413
»
	401		«79	»	127	9 999
»	9
9	«
»	527	371
»	727
»	927	342
Медь электролитическая (ЭТП)	0 — 25	390	990
	20		9	111
Медь — алюминиевый бронза (95% CU, 5% AL)	20	83
Бронза (75% CU, 25% SN)	20	26
медь — латунь (желтая латунь) (70% CU, 30% Zn)	20	111
медь — картридж латунь (UNS C26000)	20	120
Медь — константан (60% Cu, 40% Ni)	20	22. 7
Медь — немецкий серебро (62% CU, 15% Ni, 22% Zn)	20	20	24.9
Медь — красная латунь (85% CU, 9% Sn, 6% Zn)	20	61
61	CUPRONICKEL	20	29
германий
96.8
»	0	66.7
7″	127	43.2
«
9
27,3
»
527		19.8
«	727	17.4
927	927	17.4
327
«
	9	»	127			127
312	«		327		327	304
«	527	9 292
»
278
«	927		927	262
Hafnium	-73	24. 4
3
«	0	903 9
»	9
	«
	»
327	21.3
«
527	20.8
»	727	927	927
«	927″	927
0 — 25		0 — 25	9
9 21 — 100	15
INCOLOY	0 – 100	12
Индий	-73	89.7
«	0	83.7
»
«
9
»	0
148
	127	144	144
«	327	138
«
»
9
9	«
727		727	126	»
927		927		927	120
Железо	-73	94
»	0	83. 5
«	7″	697	694
«	9	»
54,7
«	527	43.3
»	727	32.6
»	927	927	28.2
9		9
52
Утюг — Узлочный жемчуг
100	31
Iron — Корящие	20
Свинец	-73	36.6
«	0
»
127	33.8
«
»	327
Химический провод
0 — 25	35
Антимониальный свинец (жесткий свинец)	0 — 25	30
7	-73	88,1	88,1
«	0	79. 2
7″	127	72.1
9
159
9	«	0
157	»
«	127	153
327	327	149
«	527″	146
Магниевый сплав AZ31B	0 — 25	100
Марганец	-73	7.17
3
«	0	70307
	9
MolyBdenum	-73	143
»	0
«	7 127	134
»		«	9
»
«	527
»	727	112
105	905
Monel79	0 — 100	26
9
	9
106
«	0	94
»		127	80. 1
»	327	655
«
674	»
«	727		71.8
»	927	76.1
Никель
— Кованые	0 — 100	61 —	61 —
61 — 90
Cupronickel 50 -45 (Константин)	0 — 25	20
Niobium (Columbium)	-73	52.6
«	0	53.3
«
9	»
55.2
»	327	58.2
«	527	61.3
»	727	727	64,4
«	927″	927	67.59
2	20	61
Palladium		75. 5
-73	—73	724
	91.59
«
127		71.6
»	327	73,0
527	75.55	75.59
«	727	78.6
»	927	82,6
Plutonium	20	8.0
POTASSIUM	-73	104
«
9	»	104
«
127		127
52
Red Brass	0 — 25	160 30308
979	9	773	51
«	0	48.6
»

12703 -7303 11. 6 9.3 « « «0307» -73 «0 907 « «»» « «

127	46,1
«	327	44.2
«	7″	527	441
«	7 927
»
927	«		927
	-73
	0	151
«		»	9
«
327
9	»	527		127
«	727		727		727		727	121
»	927	115
Рубидий	-73	58. 9
«	0	58.0
9
9	0.52
	264
»	0	168
127	98.9	98.9
«	327	61.9
»
«	527	42.2
»	727	31.2
«
»	927	25.7
	9
9	«	0
428
»
127		420
	327	327	405
«	527	389
»
9 927	374
«
927	358
138	138
«	0	135
Припоя 50 — 50	0 — 25	50
Сталь — углерод, 0. 5% C	20	54	54
Сталь — углерода, 1% C	20	43
Сталь — углерода, 1,5% C	20	36
«		»	400	36	36
«	122	33
Сталь — Crome, 1% Cr		20	61
Сталь — Chrome, 5% Cr	20	40 30308
Сталь — хром, 10% кр	20% кр
20	31
сталь — хромированный никель, 15% кр, 10% Ni	20	19
сталь — хромированный никель, 20% кр , 15% Ni	20	15.1
Сталь — Hastelloy B	20	9
60303
21		21	8.7
Сталь — Никель, 10% Ni	20	26
Сталь — Никель, 20% Ni	20	19
Сталь — Никель, 40% Ni	20	10
Сталь — Никель, 60% Ni	20	19
Сталь — марганец, 1% MN	20	50
Сталь — нержавеющая, тип 304	20	14.4
Сталь — нержавеющая, тип 347
Сталь — вольфрам, 1% W	20	66
сталь — кованые углерода	0	59
Tantalum
-73	57.5
7″	0	57.4
«
9	»
57.8
«	327		58.9
»	527	594
727	727	602
«	927	61
Торий	20	42	42
TIN	73.3
7″	0	68. 2
«
9	»
9
9
	9.5
«	0
22.4
127	127	20.4
«	327	19,4
»	527	19,7
«	727	20.7
«	927	9 927
993	197
»	0
182
«	127	162
	327	327	139
«	527	128
«
927	121
»
927	115
Уран
25.1
7″	0
9
9
		29. 6
»			9
«
527	38.8
727	727	43.9
«	927″	927	49
-73	31,5
«	0	31.3
«	7″	427
»	327			«
»		527	36,3
«	727	38.6
»	927	927	41.2
	7
123
«		9		122	»
«		127
116
«	327	105
Цирконий	-73	25.2
7″	0
	9
21. 6
»			9027
«	527	9	»	727	727	23.7
«	927″	927	25.7

9249

Температура и теплопроводность для

Hastelloy A

Inconel

Nichrome V

Ковар

Advance

Монель

сплавы:

Усиленные сплавы на основе силумина | Наука и техника XXI века

 

Галина Волкова

НТУУ КПИ, Инженерно-физический факультет

УСИЛЕННЫЕ СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ СИЛУМИНА

Силумины – известная группа сплавов, основными компонентами которых являются кремний и алюминий.Эти сплавы обладают хорошей литейной способностью, а также довольно легкие. Благодаря этим свойствам они незаменимы в судостроении и авиастроении. Однако они имеют серьезный недостаток, а именно низкую жаропрочность. Введение магния в состав этого типа сплава повышает механические характеристики и температуру плавления. Поэтому сплавы системы Al-Si-Mg также широко используются в машиностроении.

Детально изучена диаграмма плавления тройной системы Al-Si-Mg для поиска состава сплавов, обладающих повышенной жаропрочностью.Выявлена ​​область существования квазибинарного сечения (с фазовым составом α-Al-Mg2Si). Он смещен в магниевый угол диаграммы плавления. Установлено также, что на диаграмме имеется точка, в которой наблюдается как максимально возможная температура плавления системы, так и нулевой интервал плавления. Установлено, что эта температура равна 597ºС, что на 20 градусов выше температуры плавления сплавов Al-Si. Рассчитано соотношение атомных концентраций Mg и Si, соответствующее указанной выше точке.Повышение предела текучести при растяжении в этом случае обусловлено образованием интерметаллидной фазы Mg2Si и твердого раствора Mg в Al, более прочных, чем чистый Si и Al соответственно.

Ученые Института проблем материаловедения НАН Украины разработали новый материал на основе сплавов фазового состава α-Al-Mg2Si. Сплавы были легированы пятью химическими элементами с целью повышения предела текучести для применения при высоких температурах.Легирующие элементы (Zr, Sc и др.), присутствующие в виде дисперсных частиц в зернах алюминия, позволили решить эту задачу, так как подавляют диффузионные механизмы деформации.

Эксперименты проводились в диапазоне температур 20-400 ºС. Основным методом испытаний было одноосное растяжение. Проанализированы температурные зависимости предела текучести и пластической деформации, изучена микроструктура исследованных сплавов. Исследована чувствительность механических характеристик к процентному содержанию эвтектических соединений.

Установлено, что сплавы с низким содержанием эвтектического соединения обладают достаточно высокой пластичностью. Однако они обладают относительно низкой жаропрочностью.

Гипоэвтектические сплавы, содержащие 65-75% эвтектического соединения, демонстрируют повышенную прочность, которая составляет от 130 до 159 МПа и от 100 до 110 МПа соответственно при температурах 330 и 400 ºС. Однако они обладают низкой пластичностью в интервале температур 20-200ºС. При более высоких температурах их пластичность достаточно высока (относительная пластическая деформация колеблется от 30 до 40%).

Заэвтектические сплавы, содержащие серьезный процент фазы Mg2Si, обладают жаропрочностью, сравнимой с доэвтектическими, но значительно меньшей пластической деформацией, которая составляет от 15 до 30% при температурах 330 и 400ºС. Фрактографическое исследование показало, что снижение пластичности обусловлено образованием хрупких трещин внутри частиц Mg2Si.

 

 

 

Приложение	Размер
Усиленные сплавы на основе силумина/.pdf	14,05 КБ

Индийские патенты. 222212:»ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЯ И НЕОБЯЗАТЕЛЬНО АЛЮМИНИЯ И СИЛЮМИНА (АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫЙ СПЛАВ)»

Полный текст

Способ получения кремния и необязательно алюминия и силумина (алюминиево-кремниевого сплава) Настоящее изобретение относится к способу получения кремния и необязательно алюминия и силумина (алюминиево-кремниевого сплава) в солевом расплаве путем электролиза и последующего рафинирования кремния. В качестве сырья используют кремнистые и силикатные породы и/или алюминийсодержащие силикатные породы, с растворенными во фторидах содой (Na2CO3) и/или известняком (CaCO3) и/или без них, в частности криолитом. Готовые продукты высокой чистоты. WO 95/33870 (патент ЕР 763151), далее обозначенный как «WO 95», раскрывает способ непрерывного и периодического приготовления в одну или несколько стадий в одной или нескольких печах кремния (Si), необязательно силумина ( AlSi-сплавы) и/или металлический алюминий (Al) в плавильной ванне с использованием полевого шпата или пород, содержащих полевой шпат, растворенных во фториде.В указанном процессе Si высокой чистоты получают электролизом (стадия I) в первой печи со сменным угольным анодом, расположенным под катодом, и углеродным катодом, расположенным в верхней части печи. Для получения силумина восстановленный кремнием остаточный электролит со стадии I переносят в другую печь и добавляют Al (стадия II). Затем Al получают в третьей печи (этап III) электролизом после удаления Si на этапе I и, возможно, на этапе II. Также описаны комбинации печей с перегородкой при приготовлении одних и тех же веществ.Далее описывается технологическое оборудование для процедуры. Настоящее изобретение представляет собой дальнейшее развитие и усовершенствование вышеупомянутого процесса. Наибольшее улучшение заключается в том, что можно получать чистый кремний, чистые низкожелезистые низколегированные алюминиевые сплавы (сплавы AlSi) и чистые высоколегированные алюминиевые сплавы с низким содержанием фосфора (сплавы SiAl) в одной и той же печи (стадия I) варьированием таких параметров, как выбор сырья, плотность тока (напряжение) и время. Соотношения Si и Al-продуктов регулируют выбором сырья и катодной плотности тока (напряжения) в ванне электролиза и механическими манипуляциями с катодами.Кроме того, состав Al-продуктов меняется в зависимости от времени электролиза (примеры 1-5). Низколегированный алюминиевый сплав (AlSi-сплав), как упоминается в данном документе, представляет собой алюминиевый сплав с содержанием Si, меньшим, чем в эвтектической смеси (12% Si, 88% Al). Соответственно, высоколегированный алюминиевый сплав (SiAl-сплав), упоминаемый здесь, представляет собой сплав с содержанием Si выше, чем в эвтектической смеси. В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ получения высокоочищенного кремния и, необязательно, алюминия и силумина (алюминиево-кремниевого сплава) в одной и той же ячейке.Этот процесс осуществляется путем электролиза горных пород, содержащих силикат и/или кварц, , в расплаве солей, содержащих фторид, при этом кремний и алюминий образуются в одной и той же ванне, и образовавшийся алюминий, который может быть низколегированным, стекает вниз к дно и при необходимости сливают, а образовавшийся на катоде электролизной печи осадок удаляют с катода и измельчают, при желании вместе с оставшейся электролизной ванной, и обрабатывают концентрированной серной кислотой, а затем соляной кислотой и воды, и высвобожденные зерна Si всплывают на поверхность, их извлекают и обрабатывают далее по желанию. Сода добавляется в электролизную ванну, чтобы при использовании кварца указанная ванна была щелочной, чтобы избежать потерь Si в виде летучего SiF4. При высоких концентрациях соды снижается температура плавления смеси, снижается расход добавляемых фторидов. При необходимости добавляют известняк, чтобы уменьшить поглощение фосфора кремнием, осажденным на катоде. В связи с дальнейшей обработкой (рафинированием) Si-продукта фториды в солевом расплаве предпочтительно должны быть кислыми.Кислые фториды, образующиеся при добавлении серной кислоты к криолиту (стадия II), были проанализированы и содержат смесь криолита (Na3AIF6) и фторида алюминия (AIF3). Возможно, смесь можно добавить извне и смешать с расплавленным кремнием. Пример 1 (из WO 95) Полевой шпат типа CaAl2Si208, содержащий 50 % SiO2, 31 % AI2O3 и 0,8 % Fe2O3, растворяли в криолите и подвергали электролизу при катодной плотности тока 0,05 А/см2 (U = 2,5-3,0 В) в течение 18,5 часов. В осадке вокруг катода высокоочищенный Si формировался отдельно от мелких зерен FeSi. В электролите образовывался растворенный AI2O3. Ал не формируется. Поскольку Al в ванне (Al3+-содержащий электролит) не образовывался, по этой причине ванну сливали из этой печи (стадия I) и в другую печь (стадия II), в которой остатки Si и Si(IV) удаляли добавлением Al перед электролизом и получением Al в третьей печи (стадия III). (См. WO 95). Вывод: причиной того, что в данном случае на этапе I образовался только Si, а не Al, была низкая плотность тока (напряжение). Пример 2 Полевой шпат типа NaAISi308, содержащий 68 % SiO2, 20 % AI2O3 и 0,07 % Fe2O3, растворяли в криолите и подвергали электролизу при катодной плотности тока 0,5 А/см2 (U = 6,5 -8,0 В) в течение 3 часов. В осадке вокруг катода образовались высокоочищенный Si и несколько мелких зерен FeSi. Под электролитом образовывался Al (низколегированный сплав AlSi) с низким содержанием железа. Вывод: причиной образования как Si, так и Al на этапе I была высокая плотность тока (напряжение). Пример 3 Диорит (горная порода), содержащий полевой шпат и кварц, содержащий 72% SiO2, 16% AI2O3 и 1,4% Fe2O3, растворяли в криолите и подвергали электролизу при катодной плотности тока 0,5-1,6. А/см2 (U = 2,5-8,0 В) в течение 16,5 часов. В осадке вокруг катода образовались высокоочищенный Si и множество мелких отдельных зерен FeSi. Под электролитом образовывался Al (низколегированный сплав AlSi) с низким содержанием железа. Заключение: причиной образования как Si, так и Al на этапе I была высокая плотность тока (напряжение).Причина, по которой Al (сплав AlSi) имеет низкое содержание железа, заключается в том, что зерна FeSi остаются в осадке на катоде. Пример 4 Содержащую полевой шпат породу типа KAISi3O8, содержащую 65 % SiO2, 18 % AI2O3 и 0,3 % Fe2O3, растворяли в криолите и подвергали электролизу при катодной плотности тока 0,5 А/см2 (U = 3 -4,0 В) в течение 13 часов. В осадке вокруг катода образовались высокоочищенный Si и мелкие зерна FeSi. Часть осадка была продавлена ​​в ванну (электролит).В то время как катодный осадок содержал 20% Si, ванна (электролит) содержала 3% Si после окончательного электролиза . Под электролитом образовался алюминий (низколегированный сплав AlSi), который все еще имел низкое содержание железа. Вывод: Причина, по которой и Si, и Al образовались на этапе I, заключается в высокой плотности тока (напряжения). Причина, по которой Al (сплав AlSi) все еще имел низкое содержание железа, заключалась в том, что зерна FeSi не имели достаточно времени, чтобы просочиться из вязкого катодного осадка в Al до того, как ванна замерзла. Пример 5 Кварц, содержащий около 99,9 % SiO2, растворяли в криолите (Na3AIF6), смешивали с 5 % соды (Na2CO3) и подвергали электролизу при катодной плотности тока 0,5 А/см2 (U = 6-7 В) в течение 44 часа. В осадке вокруг катода образовался высокоочищенный Si. Большая часть (12 кг) катодного осадка была протолкнута в ванну (электролит). Оставшийся катодный осадок (8 кг) вынимали вместе с катодами вместе с остатками анода. Катодный осадок легко сбивался с катодов и смешивался с электролитом в ванне.Оба содержали 20% Si. Образовывались небольшие количества Al (низколегированный сплав AlSi) с низким содержанием железа и фосфора. Сплавы AlSi с низким содержанием железа и фосфора определяются как Вывод: причиной образования как Si, так и Al на этапе I была высокая плотность тока (напряжение). Al происходит из электролиза криолита. Причина, по которой Al (сплав AlSi) теперь был сплавлен с Si, заключалась в том, что Si из катодного осадка начинает растворяться в Al. Причина, по которой алюминиевый сплав беден железом и фосфором, заключается в том, что сырье изначально содержит мало железа и фосфора. Приведенные выше примеры 1-5 иллюстрируют этап I настоящего процесса. Кремний вместе с остатками мелких зерен FeSi, полученными кислотным рафинированием (стадия II), содержит всего 75 частей на миллион Fe и около 15 частей на миллион P. Концентрированная порошковая смесь Si содержала 80% Si или более. При дальнейшей обработке в виде кристаллической ректификации кремния после стадии II ожидается коэффициент распределения (коэффициент сегрегации) 0,35 для фосфора. Это означает, что когда порошок кремния содержал 15 частей на миллион фосфора, ожидается, что кристаллический ректифицированный кремний должен содержать около 6 частей на миллион фосфора.Кроме того, было обнаружено, что кристаллизация Si не была идеальной. Отсюда можно было сделать вывод, что содержание Р должно было быть выше 6 м.д. Анализ показал, что содержание P в Si составляет 1,0 ppm. Установлено, что причиной столь низкого содержания Р является смешение шлака с фторидами, происходящее при хорошем перемешивании расплава Si со шлаком. Кремний содержал 3 ppm примесей или 99,9997% Si. Если желательно получать Al вместе с Si, катодная плотность тока должна быть относительно высокой, по крайней мере выше 0,05 А/см2, предпочтительно выше 0,1, в частности выше 0,2 А/см2.Верхний предел составляет примерно 2, предпочтительно примерно 1,6 А/см2. Помимо образования алюминия с высокой плотностью тока, скорость электролиза также увеличивается с увеличением катодной плотности тока. Во всех описанных примерах было установлено, что чистота Si находилась в пределах 99,92 — 99,99%. Ранее (WO 95) для того, чтобы увеличить концентрацию кремния выше 20% из катодного осадка, катодный осадок измельчали ​​так, чтобы как можно больше свободных и частично несвободных зерен Si всплывало на поверхность и могло быть поднято на поверхность. в тяжелой жидкости, состоящей из различных смесей C2h3Br4/ацетон плотностью до 2,96 г/см3.Si в твердом состоянии имеет плотность 2,3 г/см3 и будет всплывать, а твердые частицы криолита имеют плотность 3 г/см3 и останутся на дне. После фильтрации и сушки порошка для удаления тяжелой жидкости фракции различной концентрации смешивали с водой/h3SO4/HCl для очистки Si. В WO 97/27143, далее обозначенном как «WO 97», воду, HCl и h3SO4 в указанном порядке добавляли к измельченному катодному осадку, содержащему 20% Si, для очистки Si с помощью разбавленного NaOH, который образовался при добавлении воды. .Затем попытались сконцентрировать порошок, содержащий Si, очищенный HCl, концентрированной H3SO4. Ни в WO 95, ни в WO 97 концентрация Si не превышала примерно 40%. Это связано с тем, что фтороксосиликатные комплексы катодного осадка гидролизовались в воде и NaOH с образованием труднорастворимого гидратированного кремнезема. Вследствие этого добавление H3SO4 после обработки водой не дает эффекта концентрирования, который он имеет при добавлении непосредственно к необработанному сухому порошку. Концентрированная HCl не оказывает существенного концентрирующего действия, так как содержит много воды в отличие от концентрированной h3SO4. В WO 97 для дальнейшего концентрирования Si использовалось приспособление. Это привело лишь к незначительной концентрации. Когда в первую очередь желательно получить Si, в качестве исходного материала подходит горная порода, содержащая кварц. Если также представляет интерес алюминий, подходящим образом используется порода, содержащая богатый алюминием полевой шпат, например анортит (CaAl2Si2O8). Новым и существенным признаком изобретения является то, что концентрированный h3SO4 добавляют к необработанному пылевидному катодному осадку, содержащему 20 % Si, или к пылевидной ванне (электролиту), содержащей 20 % Si, или к их смесям.Порошковые фракции первоначально приводят к концентрации Si примерно до 50%, поскольку серная кислота обладает хорошим растворяющим действием на криолит. Эта смесь 50% Si и других остаточных продуктов, т.е. кислые сульфаты, представляет собой липкое вещество, которое требует дальнейшей обработки. Разбавлением смеси водой и добавлением HCl в разбавленных количествах в течение некоторого времени достигается очень хорошее высвобождение зерен Si, всплывающих на поверхность. Добавление HCl в дополнение к рафинированию Si приводит к тому, что порошковая смесь не остается липкой.Таким образом можно получить концентрацию Si 80% или более 80% в смеси Si/электролитного зерна с консистенцией песок-вода. Эта консистенция песка и воды приводит к тому, что смесь легко фильтруется, промывается водой и сушится при комнатной температуре. Вследствие концентрации Si до 80% в порошковой смеси использование отсадочного приспособления в качестве сепаратора (WO 97) становится излишним. Происходит то, что кислая смесь постепенно вступает в реакцию с электролитом и растворяет его.Зерна кремния, частично погруженные в электролит, постепенно высвобождаются и вступают в контакт со смесью кислота/вода. Кислая вода воздействует на загрязнения в Si, которые в основном состоят из металлов. На поверхности и в порах зерен кремния образуется газообразный водород, что приводит к поднятию даже в очень разбавленной кислоте. Помимо того, что Si (d = 2,3 г/см3) всплывает на поверхность воды, крупинки Si будут висеть там до тех пор, пока их не соскребут с поверхности.Наряду с концентрацией улучшилось также измельчение Si-зерен, поскольку кислоты в течение более длительного времени лучше контактируют с высвобожденными Si-зернами. (Зерна кремния настолько чисты, что для всех элементов, анализируемых с помощью микрозондового оборудования, достигается предел обнаружения. Это означает, что не существует никакого метода анализа, который может определить чистоту кремния выше 99,99%, пока невозможно сконцентрировать кремний. до ~100% из смеси зерна Si/электролита). Si может быть расплавлен вместе с алюминием, полученным при электролизе (стадия I), с образованием бедных Fe, бедных P, низколегированных сплавов AlSi и/или высоколегированных сплавов SiAl, которые являются желательными сплавами в различных соединениях. Как высоколегированные сплавы SiAl, так и низколегированные сплавы AlSi можно растворять в HCl или H3SO4. Al переходит в раствор и образуется «чистый» Si-порошок (~100% и свободный от электролита). Из растворенного Al образуются чистые продукты AICl3 и AI2(SO4)3. Для дальнейшего концентрирования и очистки кремния из смеси кремний/электролит после этапа II выбираются традиционные методы плавки и литья кремния. Было обнаружено, что оставшиеся фторсодержащие шлаковые продукты, которые сейчас составляют менее 20% от оставшейся порошковой смеси (кремний и электролит), оказывают очищающее действие на оставшиеся загрязнения в порошке кремния во время плавки путем тщательного перемешивания (перемешивания). вместе) Si-порошок и остаточный электролит после их расплавления, так что затвердевший Si в этом случае чище, чем если бы не было фторидсодержащего шлака. Что касается оборудования, целесообразно, чтобы стенки, состоящие из графита, в электролизной печи можно было преимущественно заменить на SiC или SiC, связанный нитридом кремния. Стенки электролизной печи не обязательно должны состоять из Si (WO 95, фиг. 2 №4). Кроме того, Si не должен покрывать стержень анода, так как между катодом и анодом не происходит скачка тока, даже когда они срастаются. ПАТЕНТНАЯ ПРЕТЕНЗИЯ 1. Способ получения высокоочищенного кремния и необязательно алюминия и силумина (алюминиево-кремниевого сплава) в одной и той же ячейке, где 1.силикатные и/или кварцсодержащие породы подвергают электролизу в солевом расплаве, содержащем фторид, при этом кремний и алюминий образуются в одной и той же ванне , а образующийся алюминий, который может быть низколегированным, стекает на дно и при необходимости вытягивается выкл., и II. образовавшийся на катоде осадок удаляют с катода и измельчают, при необходимости вместе с оставшейся электролизной ванной, к измельченному материалу добавляют концентрированную серную кислоту, а затем соляную кислоту и воду, высвободившиеся зерна Si всплывают на поверхность и вынимаются и лечили дальше по желанию. Способ по п.1, отличающийся тем, что фторсодержащая ванна для электролиза содержит криолит. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в электролизной ванне используют соду (Na2CO3) и известняк (CaCO3). Способ по любому из пп.1-3, в котором кварцсодержащие породы используют в качестве исходного материала для получения Si. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для получения алюминия и кремния используют породу, содержащую богатый алюминием полевой шпат (CaAl2Si2O8). Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что дальнейшая обработка происходит путем смешивания основного, нейтрального или предпочтительно кислого фторидсодержащего электролита с расплавленным кремнием; шлак и кремний разделяются; а кремний кристаллизуется.

Свойства алюминия | bartleby

Свойства алюминия

Плотность алюминия 2710 кг/м ³ с удельным весом 2,71. Алюминий в чистом виде имеет серебристо-белый цвет.Элемент чистого алюминия (Al) находится в p-блоке периодической таблицы. Чистый алюминий — очень мягкий, ковкий металл, а также отражает свет. Алюминий легко связывается с другими элементами и, следовательно, не встречается в чистом виде. Сульфаты алюминия являются наиболее распространенной формой алюминия в природе.

Алюминий легкий и немагнитный. Это второй по пластичности и шестой по пластичности металл. Ковкость – это свойство металла, которое позволяет его ковать или раскатывать в тонкие листы.С другой стороны, пластичность — это свойство, указывающее на способность металла деформироваться в тонкие проволоки. Другими словами, податливость — это способность деформироваться под действием сжимающих напряжений, а пластичность — под действием растягивающих напряжений.

Алюминий имеет следующие химические свойства, а именно, он имеет температуру плавления 660,323°С (933,47 К и 1220,58°F) и точку кипения 2470°С (2743 К и 4478°F). Следовательно, при стандартной температуре 20°С в природе он находится в твердом состоянии.Модуль Юнга, модуль сдвига и объемный модуль алюминия составляют 70 ГПа, 26 ГПа и 76 ГПа соответственно.

Алюминий естественным образом обладает хорошей коррозионной стойкостью ко многим химическим веществам, но имеет большое сродство к кислороду, что приводит к образованию оксидного слоя на поверхности металла при воздействии атмосферы. Этот оксидный слой образует защитное покрытие, предотвращающее дальнейшую коррозию.

 Алюминий имеет стабильную кубическую структуру, которая остается стабильной до тех пор, пока не будет нагрета до температуры плавления.Поверхность этого металла менее блестящая и хорошо отражает свет. Коэффициент расширения алюминия при нагреве равен 23,2.

Механические свойства алюминия также заслуживают внимания. Его эластичность составляет около 10 000 фунтов на квадратный дюйм, а прочность на растяжение составляет около 13 000 фунтов на квадратный дюйм. Предел текучести алюминия составляет 5000 фунтов на квадратный дюйм, а предел текучести его подшипников составляет около 23 100 фунтов на квадратный дюйм. Прочность на сдвиг алюминия составляет около 9000 фунтов на квадратный дюйм, а усталостная прочность имеет значение 5000 фунтов на квадратный дюйм.