Конструкционный алюминиевый чугун

Конструкционный алюминиевый чугун

Структурная диаграмма конструкционных алюминиевых чугунов, в том числе и конструкционных (с содержанием до 4% А1),показывает наличие двух стабильных и трех метастабильных областей. Конструкционный алюминиевый чугун по механическим свойствам чугунов в сравнительно небольшой степени зависят от содержания в них С (3,0-3,5%) и А1 (2,0-3,0%), но очень чувствительны к концентрации в сплавах Si. Наиболее благоприятное сочетание характеристик прочности, вязкости и пластичности достигается в конструкционных алюминиевых чугунах при содержании в них Si < 1,0% и модифицировании.

При равной прочности конструкционный алюминиевый чугун отличается от обычных более низкой твердостью. Ударная вязкость конструкционных алюминиевых чугунов с низким содержанием Si (до 0,5%) и Р (до 0,05%) практически не изменяется при понижении температуры до - 80° С. Графитизирующий отжиг при 870-970° С используется для получения компактных форм графита (углерод отжига) в специальных низкоуглеродистых чугунах (2,6-2,8% С), предназначенных для азотирования. Графитизирующий предназначается для ферритизации матрицы низкокремнистых констукционных  алюминиевых чугунов с ШГ. При такой ТО в чугуне развивается "ферритная" хрупкость, которая является обратимой и подавляется ускоренным охлаждением в интервале температур 400-500° С При этом отожженные на феррит алюминиевые ЧШГ отличаются очень высокой способностью к хрупкому разрушению, которая тем больше, чем выше содержание Si.

Прокаливаемость низкокремнистых конструкционных алюминиевых чугунов с ВГ и ШГ в 1,5 - 2 раза выше, чем обычных, и растет при легировании Мп, Си, Сг и Мо, что позволяет при упрочняющих видах ТО вместо улучшения применить нормализацию обычную (или высокотемпературную). Для азотирования используются конструкционные алюминиевые чугуны с компактным или шаровидным графитом, легированные. После азотирования в течение 20-40 ч на отливках получается слой толщиной до 0,6-0,8 мм, обладающий высокой твердостью, коррозионной стойкостью и износостойкостью. Все отливки из конструкционных алюминиевых чугунов ответственного назначения рекомендуется подвергать отжигу для снятия остаточных литейных напряжений.

Конструкционный алюминиевый чугун с ВГ и ШГ обладают повышенной кавитационной стойкостью, а их антифрикционные и износостойкие характеристики улучшаются при легировании и ТО. По жаростойкости, жаропрочности и сопротивлению термическим ударам конструкционные алюминиевые чугуны считаются пригодными для эксплуатации при температурах не выше 650 - 700° С, причем эти характеристики улучшаются при переходе от ПГ в структуре чугуна к ШГ. По коррозионной стойкости во влажной атмосфере, в морской воде и других средах с кислотными признаками, а также в ряде агрессивных жидкометаллических потоков алюминиевые чугуны зарекомендовали себя хорошо.

Конструкционный алюминиевый чугун по литейным свойствам не создает особых трудностей при получении отливок даже сложного профиля. Для технологии получения отливок в конструкционный алюминиевый чугун характерна борьба с неметаллическими включениями, являющимися следствием повышенной склонности расплавов к пленообразованию из-за образования.

От окисления чугуна при заливке предохраняет также обработка расплава лигатурами, содержащими литий. Рациональными способами ввода А1 в чугун, предохраняющими расплав от окисления и обеспечивающими равномерное распределение присадки, являются суспензионное литье (с вводом в расплав алюминиевой, ферроалюминиевой дроби или смеси железного порошка и алюминиевой дроби), а также добавка А1 в полистироловые модели (при литье по выплавляемым моделям).

Высокое качество отливок из конструкционных алюминиевых чугунов достигается при заливке в сухие песчаные формы или кокиль. В силу низкой склонности алюминиевых чугунов к образованию отбела (особенно после модифицирования силикокальцием или ферросилицием) они являются наиболее перспективными для литья в кокиль. Для плавки могут быть использованы вагранки и электрические печи. В последнем случае Аl вводят прямо в состав шихты, так как угар составляет только 15 - 20%. В качестве основной части шихты полезным оказывается применение малокремнистых литейных и передельных чугунов. Перспективно использование синтетических алюминиевых чугунов ("синтегаль") для получения отливок ответственного назначения.