книги из ГПНТБ / Белоусов Н.Н. Термическая обработка отливок из алюминиевых сплавов (стенограмма лекции, прочитанной в ЛДНТП на занятии семинара ленинградских литейщиков)

Ш 63

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы в народном .хозяйстве нашей страны все более широкое применение получают алюминиевые сплавы. Семи­ летним планом предусмотрено увеличение производства алюминия

в2,8—3 раза, что будет обеспечено главным образом за счет ввода

встрой новых мощных электростанций, развития производства

глинозема прогрессивными методами и др. Среди алюминиевых сплавов большую группу составляют литейные сплавы.

Для получения требуемых показателей механических свойств многие литейные алюминиевые сплавы подвергаются термической

обработке, которая имеет ряд важных особенностей по сравнению с термической обработкой деформируемых сплавов. Эти особен­ ности, связанные с составом и строением литых сплавов, еще недо­ статочно исследованы и поэтому термическая обработка относится к одной из наименее разработанных и изученных областей техно­ логии производства отливок из алюминиевых сплавов. Литератур­

ные данные по этому вопросу весьма разноречивы.

ГОСТ 2685—44 содержал указания по режимам термической обработки включенных в него сплавов, однако в ГОСТ 2685—53 эти рекомендации отсутствуют. На разных заводах, зачастую для одних и тех же литейных алюминиевых сплавов, устанавливаются пазличные режимы термической обработки. На многих заводах

применяются чрезмерно длительные выдержки при нагреве отливок под закалку, что приводит к нерациональному расходованию электроэнергии и удлиняет цикл производства литых деталей.

В последние годы в СССР изысканы новые композиции высоко­ прочных и коррозионноустойчивых литейных алюминиевых спла­ вов, не вошедшие в ГОСТ 2685—53. Среди них, по нашему мне­ нию., наиболее перспективными являются сплавы АЛЮ [1], АЛ8-У (АЛ8 улучшенный) и АМг7Л. Последний разработан специально для литья под давлением.

Эти новые сплавы подвергаются термической обработке по специальным режимам.

Автором в течение ряда лет проводились систематические исследования по установлению оптимальных режимов закалки и искусственного старения литейных алюминиевых сплавов несколь­

3

ких марок. Эти исследования закончились разработкой ускорен­ ных режимов термической обработки отливок, успешно опробован­ ных и внедренных на ряде заводов [2].

В настоящей работе содержатся некоторые общие сведения о теории и практике термической обработки литейных алюминие­ вых сплавов, а также основные результаты исследований автора

вэтой области.

Всвязи с отсутствием в технической литературе исчерпываю­

щих данных о процессах естественного и искусственного старения высокопрочных литейных алюминиево-магниевых сплавов (из-за

малой изученности процессов), в брошюре приводятся некоторые

результаты исследований автора по этому вопросу.

Практические рекомендации по некоторым вопросам техноло­ гии термической обработки отливок имеют целью помочь производ­ ственникам предотвратить пороки литых деталей из алюминиевых сплавов, обусловленные недоброкачественнойтермической обра­ боткой.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕОРИИ И ПРАКТИКЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Принципиальная возможность получения эффекта от термиче­ ской обработки алюминиевых сплавов определяется характером диаграмм состояния этих сплавов, а именно наличием области твердых алюминиевых растворов, концентрация которых увели­ чивается с повышением температуры.

Характерным примером в этом отношении является диаграмм;!

состояния алюминий — медь в ее начальной области, относящейся к высокой концентрации алюминия (рис. 1).

Диаграммы состояния двойных сплавов алюминий — кремний

(рис. 2) и алюминий — магний (рис. 3) также свидетельствуют

.о принципиальной возможности термической обработки этих спла­

вов. Однако эффект от закалки и старения двойных алюминиевокремниевых сплавов практически ничтожен. Увеличение показате­ лей механическйх свойств относительно богатых кремнием сплавов (силуминов) после их термической обработки достигается в основ­ ном за счет процессов образования так называемого простого

упрочнителя — силицида магния (MgaSi) при добазке к силумину

Термически обрабатываемые силумины, в состав которых вхо­ дят вышеуказанные фазы-упрочнители, обычно называются спе­ циальными силуминами.

Типичная микроструктура модифицированного силумина до­ эвтектического состава (сплав марки АЛ4, см. табл. !) изобра­

4

жена на рис, 5, а литого в кокиль сплава АЛ9 — на рис. 6. Под влиянием термической обработки (закалки и старения) микрэ-

Рис. 1. Диаграмма состояния сплавов системы А1—Си.

Рис. 2. Диаграмма состояния сплавов системы А1—Si.

структура силуминов не подвергается существенным изменениям:

после длительного нагрева под закалку наблюдается лишь неко­ торая коагуляция и сфероидизация зерен кремния (рис. 7).

5