Классификация алюминиевых сплавов

МИКРОСТРУКТУРА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Цель работы

Изучить микроструктуру алюминиевых сплавов в равновесном состоянии; изучить влияние термической обработки на структуру и свойства алюминиевых сплавов.

Классификация алюминиевых сплавов

Алюминиевые сплавы обладают высокой технологичностью. По способу производства алюминиевые сплавы подразделяют на деформируемые и литейные.

Из деформируемых сплавов методом полунепрерывного литья получают круглые или плоские слитки, которые подвергают горячей и холодной обработке давлением (прессованию, прокатке, ковке, штамповке и др.).

Главной структурной составляющей деформируемых сплавов является твердый раствор на основе алюминия, а объемная доля хрупких интерметаллидов сравнительно невелика, что обеспечивает высокую деформируемость этих сплавов.

Литейные сплавы, предназначенные для отливки фасонных изделий в песчаные формы, кокиль, методом литья под давлением и другими способами, должны обладать хорошими литейными свойствами – высокой жидкотекучестью, сопротивлением образованию горячих трещин, малой склонностью к рассеянной пористости и др. Для этого к концу кристаллизации они должны иметь достаточно большое количество эвтектической жидкости, кристаллизующейся при постоянной температуре.

Для повышения прочности большинство алюминиевых сплавов подвергают закалке и старению.

При нагреве под закалку происходит растворение всех или отдельных избыточных фаз, называемых фазами упрочнителями, а при последующем ускоренном охлаждении эти фазы не успевают выделиться и фиксируется пересыщенный твердый раствор легирующих элементов в алюминии. При старении закаленного сплава в зависимости от температуры и продолжительности процесса в пересыщенном твердом растворе образуются участки, обогащенные легирующими элементами (зоны Гинье-Престона), дисперсные частицы промежуточных метастабильных фаз или выделяются стабильные фазы. На этих стадиях старения из-за высокой дисперсности продуктов распада микроструктура состаренного алюминиевого сплава под световым микроскопом обычно такая же, как и у закаленного сплава.

Промышленные алюминиевые сплавы являются многокомпонентными, многофазовыми системами. Расшифровки фазового состава таких сплавов являются часто непростой задачей. В настоящее время для этих целей используют спектральные фазоанализаторы с применением компьютерной техники.

Наиболее широко используемым травителем в алюминиевых сплавах является реактив Келлера – смесь 5-процентных водных растворов кислот HCl, HNO₃ и HF в объемном соотношении 1:1:2. Часто применяют также однопроцентный раствор HF в воде.