ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 МИКРОСТРУКТУРА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Структура литейных алюминиевых сплавов
Структура железоуглеродистых и цветных сплавов. Лаб. практикум
Морфологию железосодержащих фаз видоизменяют добавки марган-
ца (0,2–0,6 %), которые связывают железо в фазу (Fe, Mn)
3
Si
2
Al
15
,
кристалли-
зующуюся в более благоприятной для свойств сплавов разветвленной скеле-
тообразной форме, похожей на иероглифы, ее называют «китайский шрифт».
Фаза (Fe, Mn)
3
Si
2
Al
15
более компактна, поэтому меньше снижает пластич-
ность и ударную вязкость силуминов (образец 76). При большом содержании
марганца первично кристаллизуется соединение (Fe, Mn)
3
Si
2
Al
15
в виде ком-
пактных граненых кристаллов, что также способствует повышению пластич-
ности, если кристаллы мелкие.
Для повышения прочности силумины легируют магнием и медью, при
этом в сплавах образуются фазы Mg
2
Si, CuAl
2
, W(Al
4
CuMg
5
Si
4
), упрочняю-
щие сплавы при термической обработке.
Сплав АК9ч (АЛ4) системы (Al–Si–Mg) содержит 8–10,5 % Si,
0,17–0,3 % Mg, 0,2–0,35 % Mn. Сплав обладает высокой прочностью и срав-
нительно хорошими литейными свойствами. Он применяется для литья са-
мых сложных и крупных отливок, несущих большие нагрузки. Отливки из
сплава АК9ч в промышленности применяют в закаленном и состаренном со-
стояниях, режим Т6: закалка с 535 ºС 2–6 ч, старение 175 ºС 15 ч. К недостат-
кам сплава относится повышенная чувствительность к газонасыщению и об-
разованию пористости. В литом состоянии структура модифицированного
сплава АК9ч состоит из дендритов α-твердого раствора, точечной эвтектики
(α + Si) и небольшого количества эвтектики (α + Si + Mg
2
Si) (образец 77). Эта
эвтектика вырождается в фазу Mg
2
Si, которая наблюдается в форме скелет-
ных темных кристаллов. Примесь железа образует труднорастворимые фазы
β(Al
5
FeSi), (Fe,Mn)
3
Si
2
Al
15
.
С
С
т
т
р
р
у
у
к
к
т
т
у
у
р
р
а
а
л
л
и
и
т
т
е
е
й
й
н
н
ы
ы
х
х
с
с
п
п
л
л
а
а
в
в
о
о
в
в
н
н
а
а
о
о
с
с
н
н
о
о
в
в
е
е
с
с
и
и
с
с
т
т
е
е
м
м
A
A
l
l
–
–
C
C
u
u
,
,
A
A
l
l
–
–
M
M
g
g
Образец 84 – сплав системы Al–4,5 % Cu (АЛ7) в литом состоянии.
Структура: включения фазы (θ)CuAl
2
эвтектического происхождения, располо-
женные по границам дендритных ячеек α-твердого раствора меди в алюминии.
Образец 86 – сплав системы Al–Cu, в закаленном состоянии. Структу-
ра: зерна однородного α-твердого раствора.
Образец 85 – сплав системы Al–10 % Mg (АЛ8) в литом состоянии.
Структура: включения фазы Al
8
Mg
5
эвтектического происхождения, распо-
ложенные по границам дендритных ячеек α-твердого раствора магния в алю-
минии.
Литейные алюминиевые сплавы с медью, магнием более прочны и
пластичны в сравнении с силуминами, но уступают им по литейным свойст-
вам. По составу сплавы являются доэвтектическими с небольшим количест-
вом эвтектики. В структуре сплавов присутствует основная структурная со-
ставляющая α-твердый раствор, вследствие чего их жидкотекучесть ниже си-
луминов, содержащих более 50 % эвтектики.