Что такое силуминовый сплав

Силумин

Немногие знают о существовании такого сплава как силумин, но большинство встречает его в виде различных изделий. Из него производят водопроводные краны, посуду и множество других металлических предметов. Так что же представляет собой этот сплав?

Силумин – сплав на основе алюминия и кремния. Большую часть, а именно около 90%, сплава составляет алюминий, остальную часть – кремний. Изготовление силумина очень похоже на производство дюралюминия, но в состав второго также входят медь, магний и марганец.

Главное отличие этого сплава от обычного алюминия заключается в том, что силумин обладает более высоким уровнем прочности.

Химические свойства

Несмотря на то, что к этой группе относят сплавы алюминия и кремния, следует отметить, что силумин может содержать в малом количестве множество других элементов. Состав сплава напрямую влияет на характеристики готовых изделий. Главное условие для причисления сплава к силуминам заключается в процентном соотношении кремния. Он должен составлять от 10% до 15%.

Благодаря тому, что алюминий составляет около 90%, структура силумина очень похожа на структуру алюминия. Невооруженным глазом отличить их практически невозможно.

Свойства силумина отличаются в зависимости от типа алюминиевого сплава. Различают два типа металлов этой группы:

• нормальные силумины;
• износостойкие.

Нормальная группа отличается содержанием кремния в районе 12%. Прочность сплавов этой группы находится не на высоком уровне, но они имеют другие преимущества. В первую очередь – простота обработки и отличные литейные свойства. Отсутствие различных примесей делает этот тип силумина нейтральным к воздействию агрессивной среды и различных химических веществ.

Износостойкие сплавы содержат в составе около 20% кремния. Такой состав придает силумину повышенную прочность, значительно превышающую прочность алюминия. Но обработка изделий из этого сплава более сложная и требует приложения больших усилий.

Характеризуя химические свойства силумина, следует отметить, что они практически не отличаются от свойств алюминия. Лишь немного изменяются в зависимости от процентного соотношения различных добавок. В первую очередь, добавления кремния к алюминию напрямую влияет на физические свойства.

Физические свойства

Такой сплав как силумин по физическим свойствам очень часто сравнивают с нержавеющей сталью. Но он значительно легче стали, что является главным его достоинством. Несмотря на низкий вес, прочность силумина не уступает стали и другим металлам-аналогам. Как и алюминий, этот сплав не поддается коррозии этому способствует защитная пленка, которая образуется из оксидных соединений. Такая пленка образуется на поверхности при малейших повреждения путем взаимодействия кислорода и молекул алюминия.

Цвет силумина серый, при разрезе серебристый, очень сильно напоминает цвет алюминия.

Декоративные элементы из силумина

Легкий вес сплава при высокой прочности возможен благодаря низкой плотности состава, которая значительно ниже чем у стали. Учитывая вышеизложенные преимущества, применение силумина на сегодняшний день предпочтительней применению стали. Учитывая относительно низкую стоимость сплава, силумин используется для производства дешевой бытовой техники, которая часто не уступает в надежности дорогим аналогам.

Его преимуществом также является пластичность. Благодаря этому он подходит для литься сложных форм, требующих равномерного распределения металла и прочной структуры. Литье в данном случае требует меньше усилий, что делает производство экономичнее.

Температура плавления силумина составляет около 670 градусов, что намного ниже температуры плавления стали. Такое физическое свойство также влияет на снижение себестоимости металлических изделий.

Следует отметить, что физические свойства напрямую зависят от количества примесей. К таким относятся магний и марганец, которые добавляют целенаправленно. Или же цинк, кальций и железо, от которых просто не избавляются на производстве. Поэтому качество силумина может отличатся даже при одинаковой маркировке — оно зависит от технологии производства и добросовестности производителя.

К физически свойствам также относиться повышенная износостойкость. Изделия из этого вещества отличаются устойчивостью к механическим нагрузкам и длительным сроком эксплуатации.

Силуминовая головка блока ДВС

К недостатком материала можно отнести хрупкость. Изделия обладают повышенным уровнем прочности, но при превышении этого порога они могут треснуть. Их можно отремонтировать, для чего используют либо эпоксидный клей, либо сварку. Но сварочные работы следует проводить с осторожностью, чтобы не расплавить изделие. Обычно используют аргон с припоями для сварки алюминия.

Область применения силумина

На сегодняшний день сфера применения силумина разнообразна, но наиболее часто его используют на производстве автомобилей и самолетов. Основные сферы применения:

1. Высокую популярность в авиастроении он обрел благодаря сочетанию малого веса и высокой прочности, что очень важно для подъема летальных аппаратов в небо и экономии топлива.
2. Подобные свойства желательны и в производстве автомобилей. Так, вес автомобиля напрямую влияет на ходовые свойства авто, маневренность на дороге и расход топлива. В сфере машиностроения сплав применяется для производства деталей двигателя.
3. В последнее время особую популярность силумин получил в оружейной сфере, особенно для производств пневматических винтовок. Страйкболисты предпочитают оружие из этого материала из-за легкого веса, высокой прочности и надежности, что на фоне высокой стоимости таких винтовок является незаменимым качеством.
4. Также его применяют в производстве множества бытовых изделий, от кастрюлей и сковородок до водопроводных смесителей. Бытовые изделия из силумина популярны из-за низкой стоимости.

Маркировка

Исходя из вариативности сплавов, была разработана специальная маркировка силумина. Благодаря ей есть возможность быстро и точно подобрать материал с желаемыми свойствами, определить состав, процентное соотношение элементов и физические свойства.

Маркировка основана на сочетании буквенных и цифровых обозначений. Буквами указываются компоненты, входящие в состав сплава, например, А-алюминий, К-кремний, Ц-цинк. Порядок буквенных обозначений определяется исходя из процентного соотношения компонентов, поэтому марка силумина всегда начинается на букву А.

Цифры указывают на процентное соотношение каждого компонента, кроме алюминия в составе. К примеру, АК20 свидетельствует о наличии в составе 20% кремния и соответственно 80% алюминия.

Следует отметить, что маркировка может отличаться в зависимости от производителей и страны производства. Поэтому при покупке изделий с непонятной маркировкой лучше проконсультироваться с продавцом.

Все что нужно знать про силумин о том что это такое и где его используют

Приобретая в магазине тот или иной товар (например, посуду (сковороду или кастрюлю), или водопроводный кран), многие даже не догадываются, что он сделан из силуминового сплава.

Чтобы было более понятно, сплав силумин состав — определенных металлов (в основе алюминий и кремний), плюс примеси (Fe, Mg, C, Cu).

1. Что такое силумин и что это за сплав?
2. Где применяется
3. Самолетостроение
4. Судостроение
5. Оружейное производство
6. Автомобилестроение
7. Общие сведения
8. Механические свойства
9. Литейные свойства
10. Химические свойства и физические свойства
11. Маркировка и применение
12. Виды силумина
13. Ремонт и сварка силумина
14. Аргонодуговая сварка силумина
15. Тематические видео:
16. Пайка силумина
17. Производство силумина

Что такое силумин и что это за сплав?

В зависимости от процентов примесей металла конечный сплав силумина меняется по твердости и износостойкости.

АL ( алюминий) — мягкий металл, а для увеличения прочности как правило добавляют один элемент периодической таблицы Менделеева- Si («силициум» или «кремний»).

Добавление в алюминий Si придает универсальность сплаву, увеличивает прочность, уменьшает вес и улучшает литейные свойства благодаря чему, можно изготавливать миниатюрные изделия.

На нашем сайте mrmetall.ru найдете варианты изготовления изделий из металла , подробно можно ознакомиться с информацией и подборками тематических видео по сварочным работам.

Где применяется

Все вышеперечисленное привело к тому, что сплав силумин, стал востребованным сплавом в изготовлении изделий, в том числе автозапчастей.

Стоит ли покупать силуминовые товары- вывод сделаете посмотрев видео :

Кроме того, этот состав применяют в отливе статуэток, подставок, подсвечников. В советские времена часто делали подставки чайные, пепельницы, бюсты именно из такого состава.

Учитывая такие особенности свойств силумина как:

• жидко текучесть
• небольшой удельный вес

его используют на производствах массового характера, таких, например, как:

Самолетостроение

Зачастую используют в работе силумин конкретных марок (АЛ2-для деталей, которые не подвергаются нагрузкам), АЛ34 и АЛ9 для узлов, которые наиболее подвержены силовому воздействию (насосные элементы, поршневые цилиндры охлаждения)

Именно потому, что этот сплав имеет небольшой вес, его часто применяют в авиастроении, так как это:

• снижает вес конструкции, не теряя «летательных» свойств;
• снижает топливный расход;
• повышает грузоподъёмность воздушного судна.

Судостроение

Силумин получил свое применение в качестве материала для обшивки конструкций, непосредственно из-за антикоррозийных свойств.

В космическом кораблестроении так же применяют силуминовый сплав.

Оружейное производство

Основное и востребованное направление в применении силумина. Из-за легкости и надежности данный сплав применяют при производстве оружия.

Силуминовый макет мп 38

Силуминовый сплав применим в производстве:

• кухонной утвари (сковородки, кастрюли);при создании составляющих: теплообменников,
• арматуры и целых изделий (мясорубки);
• сантехнических товаров (смесителей, переходников, фитингов, ниппелей, гаек)

Переходники и фитинги

Автомобилестроение

Силумин (в частности АЛ34) применяют в производстве корпусных деталей машин, при производстве картеров двигателя ВС (внутреннего сгорания).

Картер двигателя, левая половина

Важно помнить, что силумин хрупкий сплав. При падении, например, кастрюли на пол, она может сильно деформироваться, а смесители или другие части изделий именно силуминовые, при увеличении на них нагрузки как правило трескаются.

Общие сведения

Силумин имеет сероватый оттенок, а срез его-серебристый. Крайне сложно «на глаз» определить отличия.

Из-за легкого веса и низкой себестоимости его применяют в производстве не дорогой бытовой техники. Отличие силуминового сплава в том что он прочнее алюминия.

Механические свойства

Они как правило зависят от состава силумина.

Важный момент-химический состав, условия выплавки и как будет проходить процесс кристаллизации и термообработка.

Главные механические свойства:

Литейные свойства

Наших читателей интересует вопрос, а что за материал силумин.

1. не дорогой литейный сплав,
2. легкий вес,
3. высокие антикоррозийные свойства,

Благодаря литейным свойствам сплав используют в автомобилестроении.

1. Высокая газовая пористость;
2. Крупнозернистость эвклектики
3. Большое содержание неметаллических компонентов
4. Готовые изделия не прочны

Минусы можно преобразовать в плюсы используя определенные методики (рафинирование или быстрое затвердение отливок).Силумин довольно пластичный и текучий сплав. Его можно применять в сложных формах.

Благодаря определенной температуре плавления силумина, которая довольно низка (до 730грЦ), процесс литья становится экономичным и комфортным (практически приравниваясь к пайке силумина)).

Литье алюминия. Часть 1. Силумин

Химические свойства и физические свойства

По химическим свойствам силумин и чистый алюминий почти аналогичны, отличаясь только по составу примесей.

Химические особенности силумина:

Силумин по физическим свойствам аналогичен нержавеющей стали. (Р) сплава меньше чем у нее, что придает легкость, не влияя на прочность.

Из-за хрупкости материала силумин не рекомендуется применять в производстве важных деталей.

Добавки влияют и на физ.свойства. Mg и Si улучшают состав, а Zn и Ca на производстве убирают.

Цинковые и алюминиевые сплавы Как отличить цинк силумин дюраль тематическое видео:

Маркировка и применение

Маркировка производится по системе международной независимой стандартизации (ISO):

Важно помнить, что маркировка может отличаться от общеизвестной, так как зависит от страны производства и производителей.

Виды силумина

Силуминовый сплав представлен тремя видами:

Добавка других примесей производится исходя из того, где именно будет применяться сплав.

Ремонт и сварка силумина

Из-за хрупкости материала, изделия при эксплуатации часто трескаются. Реставрация поломок подходит эпоксидным клеевым составом. Однако стоит понимать, что хоть и вернется прежний вид, применять дальше в том же объёме изделие не получится.

Сломанную силуминовую деталь легко опознать. На сколе будут четко видны крупицы. Восстановлением заниматься практически не берутся, однако если такая необходимость возникает, то как правило применимо три способа соединения частей: пайка, сварка и склеивание.

• Обезжиривание места нанесения клея и сушка
• подготовить клей по инструкции
• аккуратно нанести
• крепко состыковать поломанные составляющие
• сутки дать «застыть и закрепиться».

Аргонодуговая сварка силумина

Если повреждение сильное или ремонт методом склеивания невозможен, применяется сварка. Как варить силумин? Если поломка не сложная, можно справиться своими силами, если более сложная, то потребуется помощь профессионала.

Сварка занятие непростое и ей поддается только цинковый состав литейного сплава силумина. Силуминовая сварка ресурсозатратна.

Подборка тематических видео:

Виды сварки: ручная электродуговая, сварка в среде защитного газа, аргонодуговая и контактная сварки

Как понять что у вас плохой газ АРГОН. Сварка TIG

Tig С Чего Начинать Обучение В Аргонодуговой Cварке?! Правила И Ошибки.

После окончания процесса соединение сварных деталей(именно аргонодуговой сваркой) остается аккуратный шов и отсутствует шлак.

Необходимое в работе оборудование (чем можно варить силумин):

1. инвертор для сваривания
2. аргоновый баллон
3. осциллятор
4. присадка
5. горелка (для взаимодействия с защитным газом).

Конструкция данной горелки разработана так, что в зону сваривания одновременно подается и ток (разжигающий дугу) и защитный газ.

• проводится механическая зачистка окислов с кромки
• обязательное обезжиривание химическими средствами.

Процесс сварки силумина аргоном

Плюсы данной сварки силумина:

1. свариваемые элементы не деформируются под воздействием сварочной дуги
2. отличное качество сварки за счет того, что происходит вытеснение кислорода аргоном
3. процесс сварки идет с высокой скоростью
4. существует много вариантов сварки сплавов, отличающихся по составу

1. реализовать сварной процесс можно лишь в закрытом пространстве для сохранения аргона под горелкой
2. нужно обеспечивать тепло отведение в большем, чем обычно объеме, так как сварной процесс проводится высокими сварными токами
3. оборудование дорогостоящее
4. Выбор режимов занимает длительное время

Сварка алюминия и его сплавов

Как варить аргонодуговой сваркой? Настройка и запуск аппарата.

Первая книга в СССР о свариваемых алюминиевых сплавах: «Сваривающиеся алюминиевые сплавы (свойства и применение)» Д.И. Байков, Ю.С. Золотаревский, В.Л Руссо, Т. К.Ряжская, Судпромгиз, 1959, 236.с.

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом

На нашем сайте mrmetall.ru вы найдете полноценную информацию по каждому виду сварки, в том числе о ручной дуговой:

Cварка tig: как настроить и научиться варить за 3 часа — в помощь начинающим

Силумин можно сварить дома, чаще всего именно ручной сваркой.

Процесс можно реализовать при помощи электродов ОК 96 50 (силуминовый стержень, вокруг щелочная обмазка )

До начала работы необходимо произвести подготовку:

• разделать кромки
• удалить окислы
• нагреть деталь за счет горелки (газовой)

И только после проведения этих работ можно приступить к сварке. Электроды обязательно нужно просушить согласно рекомендации завода-изготовителя. Печь должна быть минимум 150-200 градусов.

Не стоит забывать о правилах защиты при проведении сварных работ.

Обязательны: маска, рукавицы без повреждений, обувь для защиты стоп, защитный костюм.

Обратите внимание на то, чтобы рядом с местом проведения сварки располагался огнетушитель и все необходимые для тушения пожара средства. Недопустимо, чтобы поблизости были предметы, которые могут легко воспламениться! Обязательно иметь надежное заземление на сварочном месте.

Что такое силумин и зачем он нужен

Известен со времен СССР. Имя взял от Si. В ряду химических веществ это обозначение кремния (силициум). Слог «мин» в слове «силумин» от алюминия. На лицо союз глинозема с силициумом. Этим и является силумин.

Суть термина

Si и Al — металлы. В союз вступают в процессе совместной переплавки. Поэтому ее итог именуют «сплав». Силумин является таким продуктом. Глинозем (второе имя алюминия) и силициум союзничают и в природе. Вспомним боксит. Это камень, основой которого служат Si и Al. Но, есть еще железо и глинистые минералы. Поэтому, считать боксит силумином нельзя, хоть сплав и можно получить на основе горной породы.

Для получения сплава металлы-исходники нужно извлечь в чистом виде и переплавить, причем, в нужных пропорциях. Чистый глинозем и силумин схожи во внешних признаках. Но, есть и отличия. К ним относится затемненность сплава. Цвет ближе к стальному. Этот серый оттенок дает кремний. Увеличение его процентовки усиливает темный тон.

Иногда, цвет силумина ближе к чугуну. Цвет сплава с минимумом Si почти Идентичен чистому алюминию. Нужен взгляд профессионала. С точки зрения физики и химии силумина, от чистого алюминия отделяет меньшая пластичность. Сплав, как правило, не согнешь сильно без растрескивания.

Внешний вид силумина

Особенности формулы

Рецептура бывает разная. Al и Si присутствуют всегда. Добавочного элемента 3,5-22%. Львиная доля материала – глинозем. Увеличение его процента добавляет сплаву легкость, пластичность. Снижение доли алюминия делает итоговый материал тверже, тяжелее, но более ломким, хрупким. Доля силициума от 12 до 13% считается эвтектической, плавящейся при минимуме жара.

В небольших долях в сплав бывают добавлены:

• Стронций. Добавляется в размере 0,02000,030% . Повышает показатель относительного удлинения, пластические свойства.
• Железо. Нежелательная примесь.Чаще попадает в сплав вместе с исходными материалами для него, к примеру, в чушках. 0,8% железа приводит к образовании в силумине крупных кристаллов-игл. Эти агрегаты делают продукцию ломкой.
• Титан. Оптимизирует сваривание силумина. Эффективнее работает в связке с железом.
• Марганец. Идет в связке с магнием. Они упрочняют силумин. Пластичность, при этом, слегка снижается. Зато, силумины с магнием проще обрабатываются методом резания. Допметаллы приводят к легкому образованию и удалению стружки.

Еще в качестве лигатуры встречаются натрий, литий, цинк, медь. В марке обязательно отражается добавочный компонент, которого в сплаве больше всего помимо алюминия и силициума. Бывает, к примеру, силумин АК15Ц7. Числа — процентная доля. А, К и Ц — сокращения названий компонентов. Получается, Si в материале 15%, а Zn — 7%. Так состав силумина читается по марке.

Типы сплава

Процентовка компонентов и их число, характер, влияют на параметры сплава. Условно выделяют такие группы силуминов:

1. Доэкветические, где Si 3,5-10%.
2. Износоустойкие. В них на силициум приходится 1/5.
3. Специализированные. К глинозему и силициуму плюсуются примеси.

У доэквектики в балансе прочностные параметры и пластичность. У вторых в фаворе прочность. Силумины третьей группы обладают так же специальными свойствами.

Силуминовые свойства

Силуминовый сплав — идея дополнить кремнезем для оптимизации его литья и прочности. Получился материал с такими химическими особенностями:

• Не поддается агрессивным средам.
• Инертен к химическим реагентам.
• Отсутствует взаимодействие с водой.

Список хим. свойств силумина аналогичен списку параметров глинозема. Добавка кремния меняет только физику сплава. Он ближе к нержавейке, чем к обычному алюминию.

Силумин хрупкий металл, но его можно сваривать

Физические данные союза Al и Si следующие:

• Примерно аналогичная стали прочность.
• Малый вес. Связан с плотностью и в разы меньше массы стали.
• Антикоррозийность. На поверхности материала есть защитная пленка из оксидов. Не дает проникать к металлу воде, воздуху.
• Серость на поверхности и тон серебра на срезе.
• Пластичность. Уступает Al, но выигрывает перед сталью.

Переплавляют материал примерно при 7 сотнях по Цельсию. Литье силумина экономит 700 градусов. Сталь, для сравнения, переплавляют при 1400 градусах. Значит, энергозатраты в 2 раза больше и, как следствие, цена стальных изделий выше. Получается, температура плавления силумина — его весомое преимущество. Физика силуминового материала обуславливает стойкость к механическим повреждениям, делает долговечным. Перечисленные качества силумина положительные. Есть и отрицательные — излишняя пористость, наличие крупных зерен, ломкость.

Изготовление сплава

Метода 2. Изначально, компоненты шихты извлекали из руды. Минус метода — невозможность качественно отделить все ненужные примеси. Второй способ получения сплава — работа с золой теплоэнергоцентралей. Это побочный продукт их функционирования. Соответственно, сырье дешевое. При этом, если смешать золу с криолитом (минерал из класса фторидов), рождается силуминовый материал. Помогает электронизация исходной массы.

Где и как используют силумин

Сплав алюминия с кремнием нужен промышленникам. Из него делают:

1. Детали воздушных судов.
2. Детали машин.
3. Части водных судов.
4. Конструкции космической техники.
5. Пневматику.
6. Сантехнические элементы.
7. Приборы и технику для кухни.
8. Статуэтки.
9. Ключи.

Делая машины, сплав пускают на колесные диски, поршни, цилиндры, коробки передач. В самолетостроении применяют марку АЛ2. Идет на детали с малой температурной и физической нагрузкой. Еще пригождаются марки АЛ9 и АЛ34. Они нужны уже для узлов с солидной нагрузкой, типа насосов и поршней галлейного охлаждения. Изготавливая и обслуживая корабли, лодки, сплавом алюминия и кремния обшивают детали. Силумин устойчив к агрессии моря, блокирует доступ влаги к боящимся ее материалам.

Казан из силумина

В космонавтике материал идеален для деталей и приборов с маленьким показателем линейного расширения и минимальной плотность. Металл силумин превращают, также, в смесители, краны, фитинги, гайки, ниппеля, переходники. Есть недочет. В долгосрок силумин чувствителен к горячей воде. Когда слой сплава не достаточно толстый, а в целях экономии это не редкость, кран треснет и потечет уже через год.

Учитывая ценник даже на бюджетные краны, трубы и смесители, лучше переплатить за латунные изделия, но которые прослужат долгие годы. На кухнях можно встретить силуминовые сковороды, кастрюли. Элементы из сплава присутствуют в тостерах и прочей технике на кухне. Пневматическое оружие из сплава алюминия и кремния делают, обычно, бюджетной группы. Материал идет на корпуса.

Ремонт силуминовых вещей

Череда положительных свойств материала дополнена «ложкой дегтя» — хрупкость. Из-за нее изделие может треснуть. Есть 2 способа отремонтировать его:

1. Склеить. Это возвращает исключительно внешний вид вещи, но не свойства. Большие нагрузки склейка не переживет. Состав применяют эпоксидный. Поверхности предварительно обезжиривают и подсушивают. Потом, наносится клей. Остается плотно прижать детали и выдержать так сутки.
2. Сварить. Нужен аргон. Подготавливают электроды из вольфрама (тугоплавкие). Берут припой для сварки алюминиевых деталей. Обезжиривают поверхность. Фиксируют ремонтируемое изделие. Свариваемые детали кладут на стальную подложку. Она отводит тепло. Разогревают свариваемую поверхность до 220 градусов. Сваривают переменным током. Обрабатывают швы для ровности, незаметности.

Сварка силумина возвращает не только внешность вещи, но и, частично, ее эксплуатационные параметры. Вещь вновь применима, как говориться, без фанатизма. Самое главное – отвести тепло от рабочих поверхностей сварки. Излишний нагрев ведет к образованию оксидной пленки. Она препятствует надежному свариванию деталей. Поэтому, сварка сплава не под силу каждому. Нужно понимать нюансы, иметь хотя бы минимальный опыт.

Детали двигателя автомобилей также делают из силумина

Формы выпуска и марки

Прежде, чем из силумина получат изделия, его отольют в определенные формы. Их закупают производители машин, самолетов и т. д. Формы выпуска 2: отливки и чушки. Их масса от 100 граммов до 200 килограммов. Марки прописаны в ГОСТ 158393. Он делит литейные алюминиевые материалы на 5 групп:

Силумины системы алюминий-кремний-магний

* АК13. В нем силициума 11-13,5%. Еще есть 0,1-0,2% магния и от 0,01 до 0,5% марганца. Получается материал с временным сопротивлением разрыву в 176 МПа.

* АК12. Второй вариант маркировки — АЛ2. В нем 10-13% кремния. Сплав состаривают при 300 градусах Цельсия, выдерживая около 3 часов.

* АК9. Кремния в сплаве от 8 до 11%. Магния от 0,2 до 0,45%. Материал искусственно состаривают при 175 градусах без предварительной закалки. Состаривание длится в пределах 17 часов. Минимум — 5 часов.

* АК9с. Кремния в нем 8-10,5%. Плюсом от 0,2 до 0,5% марганца. Его искусственно состаривают уже на протяжении 10-15 часов, достигая временного сопротивления разрыву минимум 175 МПа. Верхний предел — 235 МПа.

*АК9пч. Второй вариант маркировки этого силумина — АК4-1. Силициума в сплаве от 9 до 10.5%. Примесь марганца — 0,2-0,35%. Еще есть 0,08-0,15% титана. Закаливают и состаривают по схеме АК9ч. Но, сопротивление отливки разрыву выше — минимум 157 МПа.

* АК9ч. Вторая маркировка — АЛ4. Силициума в сплаве 8-10,5%. От 0,2 до 0,35% магния. Еще 0,2-0,5% марганца. Сплав закаливают при 535 градусах и состаривают при 175 по Цельсию 10-15 часов. Минимальный показатель сопротивления на разрыв равно 145 МПа.

* АК8л (АЛ34). Si 6,5-8,5%. От 0,4 до 0,6% Mg и 0,1-0,3% Ti. Еще добавлено около 0,4% бериллия. Сплав состаривают, обжигают. На разрыв терпит до 175 МПа. Верхняя граница — почти 300 МПа.

Есть, также, сплавы АК7, АК7ч (АЛ), АК7пч или АЛ9-1, АК10Су. Требования к ним подробно прописаны в ГОСТе.

Силумины Al-Si-Cu

Медь добавлена в 14 утвержденных государственным стандартом марок:

* АК5М (АЛ5). Si в нем 4,5-5,5%. Mg 0,5-0,6%. Плюсом 1-1,5% Cu. Получают стойкость на разрыв 157-235 мегапаскалей. Относительное удлинение материалы от половины до целого процента.

* АК5Мч. Вторая аббревиатура — АЛ5-1. Содержание силициума идентично АК5М. Доля Mg и Cu тоже совпадает. Но, есть добавка Ti. Его от 0,08 до 0,15%. Противостоит разрыву в пределах 176- 294 мегапаскалей. Относительное удлинение — 1-1,5%.

* АК8М3. Силициума 7,5-9%. Еще о2-4,5 купрума. Получается материал с сопротивлением на разрыв 147-216 МПа и 1-процентным относительным удлинением.

* АК5М2. Силициума 4-6%. Магния и марганца 0,2-0,85%. 1,5-3,5% купрума. 0,05 до 0,2% занимает титан. Стойкость материала к разрыву равна 119-206 мегапаскалей. Относительное удлинение достигает 2%.

* АК5М7. Структура силумина состоит из: 4,5-6,5% Si, 0,3-0,6% Mg, 6-8% Cu. На разрыв держит 118-167 мегапаскалей.

* АК6М2 с долей силициума 5,5-6,5%. Прибавляются: 35-0,5% Mg, 1,8-2,3% Cu, 0,1-0,2% Ti. На разрыв выдерживает 197-204 мегапаскалей. Отношение абсолютного удлинения к изначальному равно 1-2%.

* АК5М4 с 3,5-6% Si, 0,5% Mg и Mr, 1,5% Cu и 0,05% Ti. Разрыв держит до 196 мегапаскалей. Минимум — 118 МПа. Отношение абсолютного удлинения к изначальному от половины процента до 1%.

* АК8М. Обозначается так же, АЛ32. Характеризуется 7-9-процентной долей силициума, примерно 0,5% магния и марганца. На купром приходятся 1,5%, а на титан — 0,2%. 176-284 мегапаскалей — интервал разрыва. Отношение абсолютного удлинения к изначальному — 1-2%.

* АК8 М3ч (ВАЛ8) с 8% силициума, 0,5% магния, 0,7% цинка, 3% меди, 0,2% титана, 0,005% бора и 0,2% бериллия. Такая ударная артиллерия обеспечивает 215-392 МПа на разрыв и до 5% на удлинение.

* АК12М2. Есть альтернативные обозначения: АК11М2 и АК11М2р. Si 11-13%. Около 2% Cu. Еще 1% Fe. Сопротивление разрыву достигает 260 мегапаскалей. Минимум — 187 единиц. Относительное удлинение равно полутора процентам.

* АК9М2 с 10% Si,0,8% Mg, 0,3% Mr, 0,5-2% Cu, 0,2% Ti. На разрыв идентичен АК12М2. А вот удлинение в узких границах от 1,4 до 1,5%.

Есть еще сплав АК12ММГн (АЛ30), АК12М2МГн или АЛ25 и АК21М2 (ВУЖЛС-2) с никелем. Этой добавки 0,8-2,3%. Показатель разрыва и растяжения никелесодержащих отливок низкий. Зато, по Бринеллю максимальная твердость— 90 единиц.

Силумины Al-Si-прочие компоненты

Среди них стандарт 158393 предусматривает 2 марки:

* АК9Ц6.Число, указанное рядом с Ц указывает на среднюю долю цинка. По факту его может быть от 5 до 7%. Силициума 8-10%. Магния — 0,3-0,55%. Есть 1% ферума. Получается материал с показателем на разрыв 147-167 мегапаскалей. Отношение абсолютного удлинения к изначальному на 0,2% меньше 1%.

* АК7Ц9. Еще называется АЛ11. С 7-12% Zn. Si 6-8%. 0,3% Mg. На разрыв терпит 176-206 мегапаскалей. Относительное удлинение материала в рамках 1-2%. Твердость примерно 70 единиц.

Указанный ГОСТ утверждает параметры всех алюминиевых литейных сплавов.

Стоимость силумина

Стоимость — одна из причин популярности. Он выгоднее близких по свойствам вариантов. Цена силумина зависит от формы выпуска и марки. Есть варианты с допкомпонентами. Они не всегда бюджетные. Отсюда разброс от 80 до 500 рублей за килограмм сплава. Закупая металл тоннами, можно сэкономить на оптовых условиях. Цена на вещи обусловлена не только маркой металла, но и сложностью, сферой применения. Влияет на стоимость и бренд производителя. Продают и покупают, также, лом силумина.

Не все приемщики пускают сплав отдельной строку в прайсе. Зачастую, материал включен в «лом алюминия» и покупается примерно по 60 рублей за 1000 граммов. Если берут отдельно силумин, платят 70-80 рублей за килограмм. 2021 год показал рост цены на большинство металлов. 2022, по прогнозам аналитиков, продолжит тенденцию. Поэтому, относительно своей прежней цены, силумин не кажется уже столь бюджетным.

Видео о силумине и других сплавах

Что такое силумин и где он применяется?

Силумин — это сплав, изготовленный на основе алюминия. В последние годы на полках магазинов попадается всё больше предметов из силумина — сковороды, кастрюли, кухонная утварь, сантехнические детали, строительные материалы. Перед тем как покупать изделия из этого сплава необходимо ознакомиться с его характеристиками и методами производства.

Замок из силумина

Общие сведения

Люди, не знающие о сплавах металлов, вряд ли понимают, что такое силумин. Силумин представляет собой смесь, в состав которой входит алюминий и кремний. Дополнительным компонентом, входящим в состав сплава, является кремний. Его может содержаться 4–22%. Остальную часть занимает алюминий. Материал силумин может дополняться различными вкраплениями других металлов.

Химические и физические свойства

Основные свойства силумина напрямую зависят от его состава. От посторонних вкраплений и процентного содержания кремния, меняются характеристики сплава. Химические и физические свойства:

1. Температура плавления силумина — 580 градусов.
2. Плотность — 3гр/см 3 .
3. Прочность силумина — это свойство определяет устойчивость сплава к активной эксплуатации и коррозийным процессам. На поверхности смеси образуется оксидная плёнка, которая защищает материал от воздействия факторов окружающей среды.
4. Пластичность сплава. Этот показатель отвечает за литейные свойства материала. У любого металла существует предел текучести.

Ключевые преимущества сплава, которые выделяют покупатели продукции силумина — это невысокая стоимость, износоустойчивость и малый относительный вес.

Маркировка

Силумин маркируется согласно международной системе ИСО, в которой устанавливаются определённые требования для сплавов:

1. АК 15 — буква «А» обозначает алюминий, а «К» — кремний. Цифра, указанная после аббревиатуры, обозначает процентное содержание дополнительного компонента.
2. АЛ 9 — буква «А» обозначает алюминий, а «Л» — литий. Как и в первом случае, цифра после аббревиатуры это процент дополнительного материала в составе сплава.

Дополнительно к обозначению основного и дополнительного компонента может добавляться ещё один материал с наивысшим процентным содержанием в составе сплава. Например существуют маркировки на которых написано «АК 15 Ц7». В составе смеси содержится алюминий, кремний и цинк. Два последних компонента занимают 15 и 7%, а алюминий занимает остальной объём.

Виды

Существует такие виды сплавов силумина:

1. К первому типу относятся смеси, в которых процентное содержание кремния не превышает 10%. Также в составе может присутствовать марганец, магний или медь.
2. Ко второму виду сплавов относятся износоустойчивые материалы. Кремния в них может содержаться до 20%.
3. Третий вид представляет смеси, в которых содержатся другие металлы. К ним могут относиться цинк, титан.

Добавление сторонних металлов в состав смесей зависит от дальнейшего использования отливки из силумина. Смеси алюминия и других материалов можно разделить на группы в зависимости от их использования в промышленности. Например, для оборудования, работающего с большим давлением, используется высоколегированный силумин. Такой материал устойчив к перепадам температур и повышенным нагрузкам. Силумин с процентным содержанием кремния около 10–12 используется для изготовления оборудования, которое работает без серьёзных нагрузок.

Производство

В процессе развития металлургии появляются новые способы производства сплавов. Также улучшаются старые технологии. Производить силумин можно двумя способами:

1. Первый заключается в добыче металла для шихты из руды. Однако такая смесь будет насыщена посторонними вкраплениями.
2. Во время работы теплоэлектроцентралей остаётся зола, из которой можно делать силумин. Она смешивается с криолитом и в процессе электронизации получается сплав.

Также можно найти смесь алюминия и кремния в природе. Эти два компонента содержаться в бокситовой руде. Однако получить сплав, который будет использоваться в промышленности, можно только искусственным путём.

Область применения

Главные отрасли применения силумина — самолётостроение и машиностроение. Связано это с тем, что сплав алюминия с кремнием лёгкий, прочный и износоустойчивый. Для техники изготавливаются поршни, детали корпуса, цилиндры и двигатели. Часто этот сплав используют для изготовления пневматического оружия. На полках магазинов можно увидеть различную кухонную утварь из этого материала.

Слабая сторона механизмов и деталей из силумина — низкий показатель прочности. При сильном ударе металл может треснуть.

Пневматический пистолет

Как произвести ремонт изделий из силумина

Низкий показатель прочности материла обуславливает частые поломки изделий, изготовленных из силумина. После ударов на них могут появляться трещины и сколы. Чтобы привести изделие в порядок, требуется знать, как правильно провести ремонтные работы в домашних условиях. Для этого нужно соблюдать определённую последовательность:

1. Место склейки необходимо очистить от грязи, обезжирить и просушить.
2. Клей для алюминия развезти до требуемой консистенции, покрыть место склейки равномерным слоем.
3. Совместить отдельные детали.

Желательно прижать место склейки грузом.

Можно провести ремонтные работы с помощью сварки. Однако в этом случае нельзя сильно перегревать материал. В противном случае образуется оксидная плёнка, которую придётся счищать. Лучшим вариантом для соединения деталей с помощью сварки будет использование аргона. Он защитит силумин от воздействия факторов окружающей среды во время сваривания.

Ценообразование

Хоть алюминий и входит в 5 самых распространённых металлов на планете, его запасы постепенно сокращаются. Поэтому производителям дешевле делать изделия из сплава, нежели использовать чистый материал. На стоимость силумина влияют некоторые факторы:

1. Чем больше процентов алюминия содержится в составе смеси, тем дороже материал будет. То же самое относится к содержанию титана.
2. При наличии визуальных дефектов и коррозийных процессов стоимость материала снижается.

Обычно цена сплава высчитывается в зависимости от стоимости компонентов, которые входят в его состав. Вещества и их количество указывается на изделии.

Смесь алюминия и кремния становится популярнее с каждым днём. Износоустойчивость, лёгкий удельный вес, устойчивость к воздействию коррозийных процессов — ключевые преимущества, привлекающие покупателей. Однако нельзя забывать про низкую прочность этого материала. При поломке изделия из силумина его можно починить с помощью эпоксидной смолы, клея для алюминия или аргоновой сварки.