9.1.3. Литейные алюминиевые сплавы

Типичными литейными алюминиевыми сплавами являются силумины – сплавы алюминия с кремнием (АК12, АК9, АК7). Диаграмма состояния системы Al–Si приведена на рис.50.

Рис. 50. Диаграмма состояния сплавов системы Al – Si

Распространенный силумин АК12 содержит 11…13% Si. В равновесном (литом) состоянии сплав является заэвтектическим и состоит из эвтектики (α+Si) крупноигольчатого строения и включений хрупких первичных кристаллов кремния (рис. 51а).

а) б)

Рис. 51. Микроструктура силумина: а – до модифицирования; б – после модифицирования

Для повышения механических свойств силуминов проводят модифицирование. В расплав вводят соли натрия – 67% NaF и 33% NaCl. Натрий - поверхностно-активный элемент, способствует измельчению первичных кристаллов кремния и эвтектики. Кроме того, в присутствии натрия точка эвтектики смещается в сторону больших концентраций кремния (пунктирные линии на рис. 50), так что сплав АК12 становится доэвтектическим. Структура модифицированного сплава состоит из кристаллов α-раствора и мелкозернистой эвтектики (рис. 51б).

Доэвтектические сплавы АК9 (8…10%Si) и АК7 (6…8%Si) дополнительно содержат магний (до 0,3…0,4%Mg) и могут упрочняться закалкой с последующим старением за счет выделения частиц упрочняющей фазы Mg2Si.

Применяют силумины для изготовления мелких (АК12), а также средних и крупных (АК9, АК7) литых деталей (корпусов компрессоров, картеров двигателей внутреннего сгорания, блоков цилиндров автомобильных двигателей).