Какие сплавы алюминия называют силуминами

Силумин магнитится или нет

Алюминиево-кремниевый сплав АК12 (старая марка – АЛ2), относящийся к силуминам, имеет хорошую коррозийную стойкость, а также повышенный уровень литейных и механических свойств. Ввиду таких уникальных технологических параметров, он успешно конкурирует с черными металлами, постепенно вытесняя их традиционных областей промышленности: автомобильного и текстильного машиностроения.

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##

  • 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: Почвенные фрезы для мотоблока

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.

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.

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?

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.

Читайте также:
Как отличить алюминий от других металлов

Читать также: Приспособления на токарный станок по металлу

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.

[править] Отличительные признаки

Сверху — замок, отлитый из силумина. Снизу — выгнутый из листа кошерного металла.
Запомни или запиши, анон, верные признаки того, что тебе пытаются впарить силуминку:

  • аномально малый вес. Первичный половой признак. Силуминовая вещь (смеситель, например) лёгок как пушинка, тогда как кошерным (латунным, в частности) можно прибить;
  • фальшивый звон. Тогда как хороший, годный металл без трещин даёт чистую ноту, силумин не звенит, но и не стучит, как пластик, а издаёт какое-то пограничное противное бряцанье;
  • неприглядный вид. Поверхность силумина мутная и имеет весьма грубую на ощупь фактуру. Хорошо отполировать его не получается (ибо крошится), но часто производитель хромирует снаружи для придания лоска. Не ленись осмотреть изнанку, лучше с фонариком — обман быстро вскроется;
  • форма изделия. Из силумина с лёгкостью отливаются вещи любой формы. С более прочными металлами (например железо, сталь) обычно так не заморачиваются. Поэтому, например, корпус замка вычурной формы со всякими выступами и изгибами с вероятностью 80% будет из силумина, в то же время аналогичный стальной будет довольно прост. Также силумин не гнётся (абсолютно). Проверить это вам точно не дадут, но если видно что вещь изгибали в процессе изготовления — это не он.
  • магнитные свойства. Силумин не магнитится. Этот метод не поможет в случае с медью или латунью, но вот со сталью и железом прокатывает на ура;
  • и конечно, цена. Если везде дороже, а ты нашёл дешёвый, это вовсе не значит, что продавец — гений или альтруист. Просто в 80% случаев тебе втюхивают именно сабж. Остальные 20 — предмет краденый. Не гонись за длинным рублём, ибо скупой платит дважды, тупой — трижды, Ингосстрах платит всегда. Есть конечно вариант что ты нашел оптовую точку которая приторговывает ещё и в розницу, но он для продвинутых пользователей, которые хорошо умеют отличать силумин. Нормальная цена, кстати, тоже не дает гарантии — силумин тебе также могут втюхать по нормальной и даже завышенной цене.

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.

Читать также: Глубинная катушка для металлоискателя 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.

Читайте также:
Как настроить маску хамелеон для сварки

Ошибки при литье

Изготовление форм из гипса – удобный и недорогой способ. Но в материале имеется влага. При естественной сушке она остается. При заливке расплавленного металла влага начинает интенсивно испаряться. Даже интенсивная сушка в духовке не гарантирует ее полное отсутствие. В зависимости от количества оставшейся влаги в форме отливка алюминия может иметь мелкие раковины или большие застывшие пузыри и кратеры.

Если металл был недостаточно разогрет или перед заливкой он успел остыть, алюминий плохо выливается и не заполняет объем формы. Фактически образуется капля, которая не имеет достаточной текучести. То же самое может случиться и при использовании небольшого объема металла в холодной форме. Алюминий быстро отдает тепло и не успевает растечься.

Бывалые мастера не рекомендуют погружать отливку в воду для ускорения ее остывания. В таком материале возможно нарушение внутренней структуры и появление микротрещин. Для последующей токарной обработки такие заготовки могут не подойти.

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.

[править] Ви́ны

Есть отрасли, где силумин внезапно оказывается полезен. Например, в натяжке баннеров или прочем монтаже временных фортификаций, сводящихся к обитым оцинковкой каркасам из того же металлопластика или других говносталей. Заклёпками из силумина легко и быстро сшивать конструкцию, а поскольку они фактически одноразовые, по истечение срока карточный домик легко и не жалко сломать. Часто применяются в рекламе, предвыборных кампаниях, загородных сценах и прочем.

Кроме того, как уже отмечалось, не всякий подвид силумина рассчитан на то чтобы сыпаться. Главное преимущество годных типов — высокие литьевые свойства, позволяющие изготовлять детали сложной формы. Такие как радиаторы отопления или газовые редукторы, которые очень даже надёжны, ибо ставятся на критически важных узлах и ломаться им на ровном месте ну никак низя. В Совке из силумина клепали уличные светильники, оказавшиеся самыми долговечными (работали по 30-40 лет). Советский дверной замок, состоявший из силумина чуть менее чем полностью, прекрасно проработал больше 20 лет, а вышел из строя когда в нём лопнула стальная пружина.

Таким образом, получаем типичную вилку цена-качество, где целесообразно производить что-то достаточно сложной формы и при этом достаточно ценное, чтобы литьё из тру-силумина оказалось рентабельным. В остальных случаях добросовестные технологи ищут альтернативы — штамповка, вышеупомянутые заменители и пр., а не очень — удешевляют сплав, в итоге приходя к означенному состоянию конечного изделия.

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.

Технологический процесс

Плавлением алюминия люди занимаются уже давно. Он легко приобретает любую форму, поэтому просто незаменим в мировой промышленности. Сегодня многие сталелитейные предприятия используют технологию литья под высоким давлением. Оно создается в специальной камере при помощи поршня, на который воздействует сжатый воздух, эмульсия или масло, ускоряющие движение. Расплавленный металл попадает в высокопрочную стальную пресс-форму со скоростью около 50 м/с, что обеспечивает ее абсолютное заполнение.

Читайте также:
Как называется сварочный аппарат который варит проволокой

Литье алюминия под давлением имеет массу преимуществ, среди которых не только увеличение производительности, но и высокая точность готового изделия. Технология применяется для производства важных деталей в приборостроении, машиностроении и авиастроении.

Что такое силумин и где он применяется?

Силумин — это сплав, изготовленный на основе алюминия. В последние годы на полках магазинов попадается всё больше предметов из силумина — сковороды, кастрюли, кухонная утварь, сантехнические детали, строительные материалы. Перед тем как покупать изделия из этого сплава необходимо ознакомиться с его характеристиками и методами производства.

Замок из силумина

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/см 3 .
  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.

Виды

Существует такие виды сплавов силумина:

  1. К первому типу относятся смеси, в которых процентное содержание кремния не превышает 10%. Также в составе может присутствовать марганец, магний или медь.
  2. Ко второму виду сплавов относятся износоустойчивые материалы. Кремния в них может содержаться до 20%.
  3. Третий вид представляет смеси, в которых содержатся другие металлы. К ним могут относиться цинк, титан.

Добавление сторонних металлов в состав смесей зависит от дальнейшего использования отливки из силумина. Смеси алюминия и других материалов можно разделить на группы в зависимости от их использования в промышленности. Например, для оборудования, работающего с большим давлением, используется высоколегированный силумин. Такой материал устойчив к перепадам температур и повышенным нагрузкам. Силумин с процентным содержанием кремния около 10–12 используется для изготовления оборудования, которое работает без серьёзных нагрузок.

Производство

В процессе развития металлургии появляются новые способы производства сплавов. Также улучшаются старые технологии. Производить силумин можно двумя способами:

  1. Первый заключается в добыче металла для шихты из руды. Однако такая смесь будет насыщена посторонними вкраплениями.
  2. Во время работы теплоэлектроцентралей остаётся зола, из которой можно делать силумин. Она смешивается с криолитом и в процессе электронизации получается сплав.

Также можно найти смесь алюминия и кремния в природе. Эти два компонента содержаться в бокситовой руде. Однако получить сплав, который будет использоваться в промышленности, можно только искусственным путём.

Область применения

Главные отрасли применения силумина — самолётостроение и машиностроение. Связано это с тем, что сплав алюминия с кремнием лёгкий, прочный и износоустойчивый. Для техники изготавливаются поршни, детали корпуса, цилиндры и двигатели. Часто этот сплав используют для изготовления пневматического оружия. На полках магазинов можно увидеть различную кухонную утварь из этого материала.

Слабая сторона механизмов и деталей из силумина — низкий показатель прочности. При сильном ударе металл может треснуть.

Пневматический пистолет

Как произвести ремонт изделий из силумина

Низкий показатель прочности материла обуславливает частые поломки изделий, изготовленных из силумина. После ударов на них могут появляться трещины и сколы. Чтобы привести изделие в порядок, требуется знать, как правильно провести ремонтные работы в домашних условиях. Для этого нужно соблюдать определённую последовательность:

  1. Место склейки необходимо очистить от грязи, обезжирить и просушить.
  2. Клей для алюминия развезти до требуемой консистенции, покрыть место склейки равномерным слоем.
  3. Совместить отдельные детали.

Желательно прижать место склейки грузом.

Можно провести ремонтные работы с помощью сварки. Однако в этом случае нельзя сильно перегревать материал. В противном случае образуется оксидная плёнка, которую придётся счищать. Лучшим вариантом для соединения деталей с помощью сварки будет использование аргона. Он защитит силумин от воздействия факторов окружающей среды во время сваривания.

Читайте также:
Как изготовить ворота из профнастила своими руками

Ценообразование

Хоть алюминий и входит в 5 самых распространённых металлов на планете, его запасы постепенно сокращаются. Поэтому производителям дешевле делать изделия из сплава, нежели использовать чистый материал. На стоимость силумина влияют некоторые факторы:

  1. Чем больше процентов алюминия содержится в составе смеси, тем дороже материал будет. То же самое относится к содержанию титана.
  2. При наличии визуальных дефектов и коррозийных процессов стоимость материала снижается.

Обычно цена сплава высчитывается в зависимости от стоимости компонентов, которые входят в его состав. Вещества и их количество указывается на изделии.

Смесь алюминия и кремния становится популярнее с каждым днём. Износоустойчивость, лёгкий удельный вес, устойчивость к воздействию коррозийных процессов — ключевые преимущества, привлекающие покупателей. Однако нельзя забывать про низкую прочность этого материала. При поломке изделия из силумина его можно починить с помощью эпоксидной смолы, клея для алюминия или аргоновой сварки.

Силумин — свойства, состав, температура плавления, применение

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.

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?

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

Маркировка

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.

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.

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.
Читайте также:
Как очистить медный таз

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

Применение

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.

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.

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%.

  • 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.

Все что нужно знать про силумин о том что это такое и где его используют

Приобретая в магазине тот или иной товар (например, посуду (сковороду или кастрюлю), или водопроводный кран), многие даже не догадываются, что он сделан из силуминового сплава.

Читайте также:
Как изготовить споттер своими руками

Чтобы было более понятно, сплав силумин состав — определенных металлов (в основе алюминий и кремний), плюс примеси (Fe, Mg, C, Cu).

Что такое силумин и что это за сплав?

В зависимости от процентов примесей металла конечный сплав силумина меняется по твердости и износостойкости.

АL ( алюминий) — мягкий металл, а для увеличения прочности как правило добавляют один элемент периодической таблицы Менделеева- Si («силициум» или «кремний»).

Добавление в алюминий Si придает универсальность сплаву, увеличивает прочность, уменьшает вес и улучшает литейные свойства благодаря чему, можно изготавливать миниатюрные изделия.

На нашем сайте mrmetall.ru найдете варианты изготовления изделий из металла , подробно можно ознакомиться с информацией и подборками тематических видео по сварочным работам.

Где применяется

Все вышеперечисленное привело к тому, что сплав силумин, стал востребованным сплавом в изготовлении изделий, в том числе автозапчастей.

Стоит ли покупать силуминовые товары- вывод сделаете посмотрев видео :

Кроме того, этот состав применяют в отливе статуэток, подставок, подсвечников. В советские времена часто делали подставки чайные, пепельницы, бюсты именно из такого состава.

Учитывая такие особенности свойств силумина как:

  • жидко текучесть
  • небольшой удельный вес

его используют на производствах массового характера, таких, например, как:

Самолетостроение.

Зачастую используют в работе силумин конкретных марок (АЛ2-для деталей, которые не подвергаются нагрузкам), АЛ34 и АЛ9 для узлов, которые наиболее подвержены силовому воздействию (насосные элементы, поршневые цилиндры охлаждения)

Именно потому, что этот сплав имеет небольшой вес, его часто применяют в авиастроении, так как это:

— снижает вес конструкции, не теряя «летательных» свойств

-снижает топливный расход;

-повышает грузоподъёмность воздушного судна.

Судостроение

Силумин получил свое применение в качестве материала для обшивки конструкций, непосредственно из-за антикоррозийных свойств.

В космическом кораблестроении так же применяют силуминовый сплав.

Оружейное производство

Основное и востребованное направление в применении силумина. Из-за легкости и надежности данный сплав применяют при производстве оружия.

Силуминовый макет мп 38

Силуминовый сплав применим в производстве:

  • кухонной утвари (сковородки, кастрюли);
  • при создании составляющих: теплообменников, арматуры и целых изделий (мясорубки);
  • сантехнических товаров (смесителей, переходников, фитингов, ниппелей, гаек)

Переходники и фитинги

Автомобилестроение

Силумин (в частности АЛ34) применяют в производстве корпусных деталей машин, при производстве картеров двигателя ВС (внутреннего сгорания)

Картер двигателя, левая половина

Важно помнить, что силумин хрупкий сплав. При падении, например, кастрюли на пол, она может сильно деформироваться, а смесители или другие части изделий именно силуминовые, при увеличении на них нагрузки как правило трескаются.

Общие сведения

Силумин имеет сероватый оттенок, а срез его-серебристый. Крайне сложно «на глаз» определить отличия.

Из-за легкого веса и низкой себестоимости его применяют в производстве не дорогой бытовой техники. Отличие силуминового сплава в том что он прочнее алюминия.

Механические свойства

Они как правило зависят от состава силумина.

Важный момент-химический состав, условия выплавки и как будет проходить процесс кристаллизации и термообработка.

Главные механические свойства:

Литейные свойства

Наших читателей интересует вопрос, а что за материал силумин.

Плюсы:

  1. не дорогой литейный сплав,
  2. легкий вес,
  3. высокие антикоррозийные свойства,

Благодаря литейным свойствам сплав используют в автомобилестроении.

Минусы:

  1. Высокая газовая пористость;
  2. Крупнозернистость эвклектики
  3. Большое содержание неметаллических компонентов
  4. Готовые изделия не прочны

Минусы можно преобразовать в плюсы используя определенные методики (рафинирование или быстрое затвердение отливок).Силумин довольно пластичный и текучий сплав. Его можно применять в сложных формах.

Благодаря определенной температуре плавления силумина, которая довольно низка (до 730грЦ), процесс литья становится экономичным и комфортным (практически приравниваясь к пайке силумина)).

Литье алюминия. Часть 1. Силумин

Химические свойства и физические свойства

По химическим свойствам силумин и чистый алюминий почти аналогичны, отличаясь только по составу примесей.

Химические особенности силумина:

Силумин по физическим свойствам аналогичен нержавеющей стали. (Р) сплава меньше чем у нее, что придает легкость, не влияя на прочность.

Из-за хрупкости материала силумин не рекомендуется применять в производстве важных деталей.

Добавки влияют и на физ.свойства. Mg и Si улучшают состав, а Zn и Ca на производстве убирают.

Цинковые и алюминиевые сплавы Как отличить цинк силумин дюраль тематическое видео:

Маркировка и применение

Маркировка производится по системе международной независимой стандартизации (ISO):

Важно помнить, что маркировка может отличаться от общеизвестной, так как зависит от страны производства и производителей.

Виды силумина

Силуминовый сплав представлен тремя видами:

Добавка других примесей производится исходя из того, где именно будет применяться сплав.

Ремонт и сварка силумина

Из-за хрупкости материала, изделия при эксплуатации часто трескаются. Реставрация поломок подходит эпоксидным клеевым составом. Однако стоит понимать, что хоть и вернется прежний вид, применять дальше в том же объёме изделие не получится.

Сломанную силуминовую деталь легко опознать. На сколе будут четко видны крупицы. Восстановлением заниматься практически не берутся, однако если такая необходимость возникает, то как правило применимо три способа соединения частей: пайка, сварка и склеивание.

Этапы склеивания:

  • Обезжиривание места нанесения клея и сушка
  • подготовить клей по инструкции
  • аккуратно нанести
  • крепко состыковать поломанные составляющие
  • сутки дать «застыть и закрепиться».
Читайте также:
Каким сварочным аппаратом варить кузов автомобиля

Аргонодуговая сварка силумина

Если повреждение сильное или ремонт методом склеивания невозможен, применяется сварка. Как варить силумин? Если поломка не сложная, можно справиться своими силами, если более сложная, то потребуется помощь профессионала.

Сварка занятие непростое и ей поддается только цинковый состав литейного сплава силумина. Силуминовая сварка ресурсозатратна.

Подборка тематических видео:

Виды сварки: ручная электродуговая, сварка в среде защитного газа, аргонодуговая и контактная сварки

Как понять что у вас плохой газ АРГОН. Сварка TIG


После окончания процесса соединение сварных деталей(именно аргонодуговой сваркой) остается аккуратный шов и отсутствует шлак.

Необходимое в работе оборудование (чем можно варить силумин):

  1. инвертор для сваривания
  2. аргоновый баллон
  3. осциллятор
  4. присадка
  5. горелка (для взаимодействия с защитным газом).

Конструкция данной горелки разработана так, что в зону сваривания одновременно подается и ток (разжигающий дугу) и защитный газ.

  • проводится механическая зачистка окислов с кромки
  • обязательное обезжиривание химическими средствами.

Процесс сварки силумина аргоном

Плюсы данной сварки силумина:

  1. свариваемые элементы не деформируются под воздействием сварочной дуги
  2. отличное качество сварки за счет того, что происходит вытеснение кислорода аргоном
  3. процесс сварки идет с высокой скоростью
  4. существует много вариантов сварки сплавов, отличающихся по составу

Минусы:

  1. реализовать сварной процесс можно лишь в закрытом пространстве для сохранения аргона под горелкой
  2. нужно обеспечивать тепло отведение в большем, чем обычно объеме, так как сварной процесс проводится высокими сварными токами
  3. оборудование дорогостоящее
  4. Выбор режимов занимает длительное время


Первая книга в СССР о свариваемых алюминиевых сплавах: «Сваривающиеся алюминиевые сплавы (свойства и применение)» Д.И. Байков, Ю.С. Золотаревский, В.Л Руссо, Т. К.Ряжская, Судпромгиз, 1959, 236.с.

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом

На нашем сайте mrmetall.ru вы найдете полноценную информацию по каждому виду сварки, в том числе о ручной дуговой:

Силумин можно сварить дома, чаще всего именно ручной сваркой.

Процесс можно реализовать при помощи электродов ОК 96 50 (силуминовый стержень, вокруг щелочная обмазка )

До начала работы необходимо произвести подготовку:

  • разделать кромки
  • удалить окислы
  • нагреть деталь за счет горелки (газовой)

И только после проведения этих работ можно приступить к сварке. Электроды обязательно нужно просушить согласно рекомендации завода-изготовителя. Печь должна быть минимум 150-200 градусов.

Не стоит забывать о правилах защиты при проведении сварных работ.

Обязательны: маска, рукавицы без повреждений, обувь для защиты стоп, защитный костюм.

Обратите внимание на то, чтобы рядом с местом проведения сварки располагался огнетушитель и все необходимые для тушения пожара средства. Недопустимо, чтобы поблизости были предметы, которые могут легко воспламениться! Обязательно иметь надежное заземление на сварочном месте.

Тематические видео:






Пайка силумина

Силумин что это за сплав мы уже подробно рассказали ранее и из этой статьи вы узнаете, что это «союз» кремния и алюминия. Первый из которых негативно влияет на литейную способность.

Формула хорошего качества сваривания — силумина-это добавление в сплав титана и Fe.

Если силуминовое изделие разрушилось (появились трещины, например), восстановить можно воспользовавшись способами, описанными в данной статье. Как сварить силумин мы более-менее разобрались, но есть еще другие варианты соединения.

Сразу возникает вопрос- чем паять силумин

Ответ: с помощью специализированных припоев Harris52, HTS2000, ЕR4043 для алюминия.

Если изделие тонкостенное, то применяется мощнейший электрический паяльник. Остальное (толстостенное) нагревается только при помощи газобаллонного оборудования.

Важно не допустить перегрева . Защищают от этого применяются стальные прокладки.

Производство силумина

Крупные предприятия и частные мелкие организации пользуясь растущим спросом на силуминовые товары, занялись массовым производством.

Заводы (в частности металлургические) постоянно совершенствуют применяемые технологии, благодаря чему появляются более усовершенствованные сплавы.

Силумин

Немногие знают о существовании такого сплава как силумин, но большинство встречает его в виде различных изделий. Из него производят водопроводные краны, посуду и множество других металлических предметов. Так что же представляет собой этот сплав?

Силумин – сплав на основе алюминия и кремния. Большую часть, а именно около 90%, сплава составляет алюминий, остальную часть – кремний. Изготовление силумина очень похоже на производство дюралюминия, но в состав второго также входят медь, магний и марганец.

Главное отличие этого сплава от обычного алюминия заключается в том, что силумин обладает более высоким уровнем прочности.

Химические свойства

Несмотря на то, что к этой группе относят сплавы алюминия и кремния, следует отметить, что силумин может содержать в малом количестве множество других элементов. Состав сплава напрямую влияет на характеристики готовых изделий. Главное условие для причисления сплава к силуминам заключается в процентном соотношении кремния. Он должен составлять от 10% до 15%.

Благодаря тому, что алюминий составляет около 90%, структура силумина очень похожа на структуру алюминия. Невооруженным глазом отличить их практически невозможно.

Свойства силумина отличаются в зависимости от типа алюминиевого сплава. Различают два типа металлов этой группы:

  • нормальные силумины;
  • износостойкие.
Читайте также:
Как изготовить мангал размеры

Нормальная группа отличается содержанием кремния в районе 12%. Прочность сплавов этой группы находится не на высоком уровне, но они имеют другие преимущества. В первую очередь – простота обработки и отличные литейные свойства. Отсутствие различных примесей делает этот тип силумина нейтральным к воздействию агрессивной среды и различных химических веществ.

Износостойкие сплавы содержат в составе около 20% кремния. Такой состав придает силумину повышенную прочность, значительно превышающую прочность алюминия. Но обработка изделий из этого сплава более сложная и требует приложения больших усилий.

Характеризуя химические свойства силумина, следует отметить, что они практически не отличаются от свойств алюминия. Лишь немного изменяются в зависимости от процентного соотношения различных добавок. В первую очередь, добавления кремния к алюминию напрямую влияет на физические свойства.

Физические свойства

Такой сплав как силумин по физическим свойствам очень часто сравнивают с нержавеющей сталью. Но он значительно легче стали, что является главным его достоинством. Несмотря на низкий вес, прочность силумина не уступает стали и другим металлам-аналогам. Как и алюминий, этот сплав не поддается коррозии этому способствует защитная пленка, которая образуется из оксидных соединений. Такая пленка образуется на поверхности при малейших повреждения путем взаимодействия кислорода и молекул алюминия.

Цвет силумина серый, при разрезе серебристый, очень сильно напоминает цвет алюминия.

Декоративные элементы из силумина

Легкий вес сплава при высокой прочности возможен благодаря низкой плотности состава, которая значительно ниже чем у стали. Учитывая вышеизложенные преимущества, применение силумина на сегодняшний день предпочтительней применению стали. Учитывая относительно низкую стоимость сплава, силумин используется для производства дешевой бытовой техники, которая часто не уступает в надежности дорогим аналогам.

Его преимуществом также является пластичность. Благодаря этому он подходит для литься сложных форм, требующих равномерного распределения металла и прочной структуры. Литье в данном случае требует меньше усилий, что делает производство экономичнее.

Температура плавления силумина составляет около 670 градусов, что намного ниже температуры плавления стали. Такое физическое свойство также влияет на снижение себестоимости металлических изделий.

Следует отметить, что физические свойства напрямую зависят от количества примесей. К таким относятся магний и марганец, которые добавляют целенаправленно. Или же цинк, кальций и железо, от которых просто не избавляются на производстве. Поэтому качество силумина может отличатся даже при одинаковой маркировке — оно зависит от технологии производства и добросовестности производителя.

К физически свойствам также относиться повышенная износостойкость. Изделия из этого вещества отличаются устойчивостью к механическим нагрузкам и длительным сроком эксплуатации.

Силуминовая головка блока ДВС

К недостатком материала можно отнести хрупкость. Изделия обладают повышенным уровнем прочности, но при превышении этого порога они могут треснуть. Их можно отремонтировать, для чего используют либо эпоксидный клей, либо сварку. Но сварочные работы следует проводить с осторожностью, чтобы не расплавить изделие. Обычно используют аргон с припоями для сварки алюминия.

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.

Маркировка

Исходя из вариативности сплавов, была разработана специальная маркировка силумина. Благодаря ей есть возможность быстро и точно подобрать материал с желаемыми свойствами, определить состав, процентное соотношение элементов и физические свойства.

Маркировка основана на сочетании буквенных и цифровых обозначений. Буквами указываются компоненты, входящие в состав сплава, например, А-алюминий, К-кремний, Ц-цинк. Порядок буквенных обозначений определяется исходя из процентного соотношения компонентов, поэтому марка силумина всегда начинается на букву А.

Цифры указывают на процентное соотношение каждого компонента, кроме алюминия в составе. К примеру, АК20 свидетельствует о наличии в составе 20% кремния и соответственно 80% алюминия.

Следует отметить, что маркировка может отличаться в зависимости от производителей и страны производства. Поэтому при покупке изделий с непонятной маркировкой лучше проконсультироваться с продавцом.

Характеристика силумина: состав, свойства, применение сплава

Использование металлического алюминия и его сплавов в последние несколько десятилетий значительно выросло. Однако одним из сдерживающих этот рост факторов является недостаточная твёрдость и прочность таких сплавов. Проблема решается, когда в обоснованных случаях использовать силумин – сплав алюминия с кремнием.

  • Что это за материал?
  • Свойства силумина
  • Особенности маркировки
Читайте также:
Как остановить коррозию алюминия

Силуминовые изделия легко получать, а наличие в их составе кремния 98 %-ной чистоты приводит к улучшению химических характеристик продукта.

Что это за материал?

Химсостав силуминов отечественного производства определяется ГОСТ 1583-93. Рассматриваемые сплавы (алюминий – основа) содержат:

Важно: в силуминах, которые используют для изготовления пищевой посуды и другой продукции аналогичного назначения, ограничивается содержание токсичных химических элементов – мышьяка (не выше 0,015 %), свинца (не более 0,15 %) и бериллия (не выше 0,0005 %).

Силумины имеют меньший вес, чем обычный алюминий или другие конкурирующие с ним, в частности, сталь или титан. Добавление кремния высокой чистоты обеспечивает металлу более низкие значения коэффициента теплового расширения, улучшая жидкотекучесть литейного расплава. Наконец, кремний уменьшает усадку в процессе затвердевания сплава, добавляя ему пластичности и прочности.

Свойства силумина

Как правило, производство отливок из силумина включает несколько этапов:

Заливка расплава в форму;

Охлаждение отливки с использованием различных охлаждающих сред, включая воздух.

Алюминиево-кремниевые сплавы образуют бинарную эвтектику при 11,7% кремния с температурой плавления 577 °C, причем две фазы представляют собой твердые растворы кремния в алюминии – максимум 0,8% при комнатной температуре. Интерметаллических соединений нет. Для улучшения эвтектики и повышения прочности за счет улучшенного дисперсионного твердения иногда в силумины добавляют небольшое количество натрия. Железо, даже в небольших количествах, может серьёзно ухудшить ударную вязкость сплавов, поэтому для уменьшения этого эффекта при литье добавляют повышенное количество марганца.

Особо высокой жидкотекучестью характеризуется силумин, состав которого содержит повышенный процент меди. Легированная медь с добавлением магния и никеля повышают степень дисперсионного твердения, что улучшает свойства силуминов при повышенных температурах.

Химические свойства

Остановимся только на свойствах ключевых элементов, которые в незначительном количестве присутствуют практически во всех марках алюминиево-кремниевых сплавов, хотя и не определяются стандартами. Ими являются медь, натрий и стронций.

Медь используется для дисперсионного твердения силуминов, если это необходимо. По возможности стараются избегать значительного количества железа, поскольку оно может образовывать пластинчатые выделения, которые охрупчивают отливку и могут блокировать поток жидкого металла в кристаллизаторе.

Стронций, если он добавлен намеренно, помогает изменить форму кремния, как и натрий. Однако эффекты натрия относительно быстро исчезают, когда жидкий металл выдерживают при температуре в течение длительного периода перед затвердеванием. Переизбыток стронция приводит к большей пористости в окончательной отливке.

Кремний образует зародыши на частицах фосфида алюминия, присутствующих в расплаве в виде примесей. Добавление небольшого количества натрия в расплав поглощает фосфор, что затрудняет образование кремния. Таким образом, затвердевание подавляется до более низких температур, когда скорость зародышеобразования велика. Это приводит к значительному улучшению микроструктуры.

Физические свойства

Силумины состоят из мягкой сплошной матрицы (твёрдого раствора алюминия), которая содержит включения кремния различной морфологии. С увеличением количества таких включений твёрдость сплава возрастает. Коэффициент интенсивности напряжений зависит от упругости и пластичности матрицы и размера частиц хрупкой фазы.

Внутренние напряжения в структуре не зависят от температуры и выражают взаимодействие между дислокациями, выделениями.

Важно: степень дисперсности микроструктуры (в частности, размеры включений кремния) определяет её стойкость к внешним нагрузкам.

Увеличение прочности мягкой матрицы может быть достигнуто вследствие её упрочнения точечными дефектами, которые определяют силу межатомных связей в решетке кремния. В частности, имеют значение силы взаимодействия между двухфазной микроструктурой хрупкого, но твёрдого кремния и частицами, которые составляют мягкую и пластичную алюминиевую матрицу.

Снижение риска хрупкого разрушения в многофазных областях может реализовываться только за счет снижения интенсивности напряжений, на которые влияет концентрация частиц кремния и количество микрообластей, склонных к зарождению трещин. Поэтому при назначении режимов термообработки важны степень разрушения кремниевых включений и их сфероидизация.

Механические свойства

Силумин – что это за материал и каковы его эксплуатационные свойства? Во многом они зависят от свойств кремния. Этот элемент имеет кристаллическую структуру алмаза и, следовательно, очень хрупкий. Поэтому большие пластины кремния ухудшают механические свойства. Они могут быть улучшены за счёт применения более совершенной технологии литья и процессов термообработки, которые обеспечивают:

Повышение прочности мягкой матрицы

Снижение риска хрупкого разрушения в многофазных областях.

Повышение степени дисперсности дендритной структуры.

Положительные механические свойства силуминов проявляются в превосходной стойкости к износу и коррозии, низким коэффициентам теплового расширения и в высокой прочности.

Добавление композитов улучшает механические свойства данных сплавов в части повышения прочности на разрыв, модуля упругости, твёрдости, ударной вязкости, сопротивления и прочности на сжатие. Установлено, что для улучшения качественных характеристик алюминиево-кремниевых литейных сплавов для литья (при одновременном снижении температуры плавления) в состав исходного сырья необходимл вводить нанодобавки.

Литейные качества

Силумины легируются кремнием для простоты литья. Это связано с тем, что кремний увеличивает текучесть расплава, снижает температуру плавления, уменьшает усадку, связанную с затвердеванием, и в качестве сырья является очень дешёвым.

Кремний также имеет низкую плотность (2,34 г/ см 3 ), что может быть преимуществом в снижении общего веса литой заготовки. Данный химический элемент имеет очень низкую растворимость в алюминии; поэтому он осаждается в виде практически чистых частиц, которые улучшают сопротивление истиранию.

Читайте также:
Как изготовить мангал размеры

Большинство силуминов образуют эвтектику при 11,7 % кремния, температура эвтектики составляет 577 o C. Такие температуры обуславливают высокую жидкотекучесть сплавов и малые затраты на образование расплава.

Области применения

В автомобильной промышленности, в частности, для замены стали в рамах автомобилей с электроприводом;

В авиации и железнодорожном транспорте, где они снижают аэробное трение, улучшают скорость подвижного состава, уменьшают затраты на топливо;

В строительстве, где меньшая плотность силуминов способствует снижению веса конструкций;

В пищевой промышленности, поскольку простота изготовления кухонной посуды уменьшает итоговые производственные затраты.

Важно: несмотря на свою термостойкость сварка силумина ограничена, поскольку эффективное соединение деталей может быть обеспечено лишь при сварке в аргоне или в других инертных газах. Но из-за высокой текучести и низкой чувствительности к жаростойкости данные сплавы обычно используются в качестве присадочного металла для сварных швов.

Особенности маркировки

Маркировка силуминов отечественного производства описана в ГОСТ 1583-93. Вначале идут буквы АК, которые определяют наличие алюминия и кремния соответственно. Затем следует число, указывающее на процент кремния, как дополнительного компонента в сплаве. После цифр могут вводиться дополнительные обозначения, касающиеся степени химической чистоты сплава, наличия дополнительных компонентов или указывающие на способ литья. Список таких обозначений лимитирует ОСТ 48-178.

Сантехник .

Телефон Сантехника 8 (495) 235-25-21, 8 (963) 626-40-67

пятница, 5 марта 2021 г.

Силумин — характеристики, маркировка, применение

  • Улучшение структуры первичных кристаллов кремния (Уменьшение размеров, сфероидизация, равномерное распределение по объему сплава).
  • Уменьшение размера всех структурных компонент сплава, включая нерастворимые в матрице интерметаллиды (первичные кристаллы, эвтектики, вторые фазы).
  • Улучшение структуры эвтектики (Диспергирование, превращение дендритов в равноосные кристаллы).
  • Легирование магнием и медью.
  • Быстрое охлаждение расплава: применение конвективной теплопередачи (ультразвуковое распыление); контактного охлаждения (Способы «поршня и наковальни», «молота и наковальни»); литье в кокиль (литейный метод).
  • 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.
  • АК 15 — буква «А» обозначает алюминий, а «К» — кремний. Цифра, указанная после аббревиатуры, обозначает процентное содержание дополнительного компонента.
  • АЛ 9 — буква «А» обозначает алюминий, а «Л» — литий. Как и в первом случае, цифра после аббревиатуры это процент дополнительного материала в составе сплава.
  • АК12 — 12 % кремния, эвтектический сплав.
  • АК9 — 9 % кремния.
  • АК7Ц9 — 7 % кремния, 9 % цинка.

  • Температура плавления силумина — 580 градусов.
  • Плотность — 3гр/см3.
  • 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.
  • Пластичность сплава. Этот показатель отвечает за литейные свойства материала. У любого металла существует предел текучести.
  • 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 вид — относится к более износоустойчивым, при этом содержание кремния около 20%.
  • Специальные сплавы с добавлением примесей иных металлов, к примеру, цинка или титана.
  • 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.

  • 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.

  • 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.



Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
gmnu-nazarovo.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: