Структура и свойства алюминиевых сплавов

Мондольфо Л.Ф.

Металлургия, 1979 г.

 ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие к русскому изданию  

Предисловие

Часть I

ДВОЙНЫЕ, ТРОЙНЫЕ, ЧЕТВЕРНЫЕ

И БОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ

Глава 1. Двойные системы

Глава 2. Тройные системы

Глава 3. Четверные и более сложные системы

Часть II

ПРОМЫШЛЕННЫЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

Глава 4. Сплавы с медью

Глава 5. Сплавы с кремнием и сплавы с Mg₂Si

Сплавы с кремнием

Сплавы с Mg₂Si  

Глава 6. Сплавы с магнием и сплавы с марганцем

Сплавы с магнием

Сплавы с марганцем

Глава 7. Сплавы с цинком

Сплавы Al—Zn—Си

Сплавы Al—Zn—Mg     

Глава 8. Различные сплавы

САП (спеченный алюминиевый порошок)

Подшипниковые сплавы

Сплавы алюминия с тугоплавкими металлами  

Сплавы, используемые в качестве анодной защиты

Композиционные материалы

Приложение 1. Сокращения, принятые в списках литературы  

Приложение 2. Список дополнительной литературы

Предметный указатель систем

Подшипниковые сплавы

В качестве подшипниковых сплавов опробовали множество составов, при этом основная идея создания сплавов сводилась к тому, что алюминиевый твердый раствор представляет собой относительно мягкую матрицу с внедренными твердыми частицами химических соединений [1—35].Подшипники подобного типа имели неответственное назначение. Их успешно эксплуатировали в условиях высокой скорости вращения и невысоких нагрузок с применением смазок. Однако, если подача смазки прекращалась, наступало схватывание из-за повышенной склонности алюминия к образованию соединений и к сварке под давлением при температурах выше 327—427°С.

Единственными алюминиевыми подшипниковыми сплавами, которые успешно применяют до настоящего времени, являются сплавы, легированные оловом. Вслучае прекращения поступления смазки олово расплавляется, покрывая вал тонким слоем и тем самым препятствуя контакту железа с алюминием и, следовательно, схватыванию. Современные сплавы содержат до 20%олова, а также медь (в целях упрочнения матрицы) и добавки кремния, железа, никеля и (др., присутствующие .в виде твердых частиц и уменьшающие износ [33,36—63].

Составы большинства промышленных сплавов имеют следующие пределы: 5—20%Sn; до 3%Си; до 3%Fe; до 2%Ni; до i%Mg; до 3%Si; до 1,5%Мn; до 2%РЬ. Сплавы, содержащие до 40%Sn, могут быть приготовлены методом порошковой металлургии [64, 65].

Подшипниковые сплавы используют в литом и в деформированном состояниях. При медленном охлаждении эвтектика Al—Snобразует непрерывную сетку по межзеренным границам (рис. 255),что слишком ослабляет и охрупчивает материал и делает его непригодным для использования. При быстром охлаждении, происходящем, например, при литье в металлическую форму, наблюдается склонность к образованию глобулей олова, распределенных в более или менее сплошной матрице вязкого алюминия. Наилучшие свойства соответствуют структуре с большим количеством (дисперсных глобулей.

Улучшить структуру можно с помощью холодной деформации и отжига, приводящих к коагуляции и сфероидизации частиц олова. Помимо алюминиевого твердого раствора, преобладающей является фаза олова, другие элементы в зависимости от количества и соотношения присутствуют в виде различных соединений, большинство из которых образует смесь с фазой Sn Медь и магний в основном входят в твердый раствор и упрочняют матрицу; никель, железо, кремний и марганец образуют многочисленные соединения. Некоторые из этих соединений следующие: FeNiAlg, Fe₂SiAl₈, (FeMn)Al₆, (FaMnbSisAlis, NiAh, FeSiAl₅.

Иногда могут появиться соединения CuAl₂, CuMg₂Al₂, Mg₂Si, Mg₂Sn, Cu₂Mg₈Si₆Al₅, Cu₂FeAl₇, FeMg_aSi₆Al₈ и Cu₂MnAl₂₀ в зависимости от присутствующих легирующих компонентов и их соотношения.

Некоторые из свойств сплавов данной группы определяются главным образом элементами, входящими в твердый раствор (магнием, медью), другие — оловом. Так, например, параметр решетки и удельное электросопротивление в основном зависят от растворенного количества меди и магния; твердость, прочность, сопротивление усталости и сопротивление коррозии зависят от содержания и олова, и растворимых элементов; усадка, литейные характеристики, обрабатываемость давлением определяются количеством и формой распределения олова. Исследовано изменение состава и структуры сплавов в процессе эксплуатации [66].На рис. 256показано влияние явления схватывания на структуру подшипника. Изучена рекристаллизация сплавов [67].