Сплавы на основе алюминия. Технический алюминий (АД и АД1) из-за низкой прочности применяют только для изготовления элементов конструкций и деталей, не несущих нагрузки, когда требуется высокая пластичность, хорошая свариваемость, сопротивление коррозии и высокие теплопроводность и электропроводность. Так, например, из технического алюминия изготовляют различные трубопроводы, палубные надстройки речных
и морских судов, корпуса часов, витражи, перегородки в комнатах, двери, рамы, посуду, цистерны для молока и многое другое.

Сплавы на основе алюминия в промышленных масштабах используются со второй половины 19 в. и отличаются малой плотностью, высокими коррозионной стойкостью, теплопроводностью и удельной прочностью. Алюминиевые сплавы подразделяют на деформируемые и литейные. Деформируемые предназначены для получения полуфабрикатов (листов, плит, прутков, профилей, труб и т. д.), а также поковок и штамповых заготовок. Литейные используют для фасонного литья.

Деформируемые сплавы обладают высокой пластичностью, свариваемостью, легко обрабатываются всеми видами механической обработки, не становятся хрупкими при низких температурах. Их подразделяют на неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой. Механические свойства неупрочняемых сплавов улучшают легированием и нагартовкой, а упрочняемых сплавов – закалкой и старением (естественным или искусственным), а также дополнительной нагартовкой.

Для повышения пластичности сплавы подвергают отжигу. Основными легирующими элементами деформируемых сплавов являются медь, магний, марганец, кремний, цинк
и хром. Деформируемые сплавы повышенной пластичности (АД31, АД33, АД35 и АВ) технологичны, легко поддаются цветному анодированию и эмалированию, отличаются высокой пластичностью в горячем, отожжённом, свежезакалённом и естественно состаренном состоянии, что позволяет подвергать их штамповке, вытяжке, экструзии и т. д. Сплавы удовлетворительно свариваются аргоно-дуговой, роликовой и точечной сваркой. Применяют для изготовления изделий, в которых необходимо сочетание прочности, высокой технологичности, коррозионной стойкости и хорошего декоративного вида.

Сплавы марок АК6 и АК8, относящиеся к ковочным, имеют сравнительно высокие технологические и механические свойства и применяются в виде поковок, штамповок,
а также прессованных профилей и листов. Высокопластичный сплав АК6 служит для изготовления крыльчаток компрессоров и вентиляторов, стоек, подмоторных рам и других силовых деталей. Высокопрочный сплав АК8 (супердуралюмин) применяют для изготовления высоконагруженных конструкций.

К деформируемым конструкционным относятся сплавы типа дуралюмина, упрочняемые термической обработкой. По сравнению с другими алюминиевыми сплавами они отличаются повышенной жаропрочностью, однако их коррозионная стойкость понижена. Наиболее широко дуралюмины применяют в авиации.

К термически упрочняемым относятся и свариваемые сплавы. Например, марка 1915 системы Al–Zn–Mg, отличительной особенностью которой является самозакаливаемость. Эти сплавы высокопрочны и при комнатной и при низкой температурах хорошо свариваются, обладают высокой пластичностью в горячем состоянии. Полуфабрикаты в виде листов, поковок и штамповок находят применение в строительстве зданий, мостов, в вагоно-
и автомобилестроении, электротехнике, точной механике и т. д.

Деформируемые легированные литием и кадмием сплавы марки ВАД 23 относятся
к высокопрочным конструкционным, имеют низкую плотность, повышенный модуль упругости и достаточную жаропрочность. Прессованные полуфабрикаты из сплава марки ВАД 23 отличаются высокой длительной прочностью и сопротивлением ползучести.

Сплавы для фасонного литья обладают высокой жидкотекучестью, небольшой усадкой, малой склонностью к образованию трещин и пористости в сочетании с хорошими механическими свойствами и сопротивлением коррозии.

Основными легирующими элементами литейных сплавов являются медь, кремний, магний, марганец, титан, никель и цирконий.

Сплавы марок АК12 (АЛ2), АК9ч (АЛ4), АК7ч (АЛ9), в которых оптимально сочетаются хорошие литейные свойства и герметичность, применяют для отливки деталей, эксплуатируемых под давлением до 350–500 ат. Коррозионностойкие сплавы (например, АМг6л, АЛ23, АМг10, АЛ27) используют для изготовления изделий, эксплуатируемых
в морской воде (марки и технические условия алюминиевых сплавов см. в ГОСТ 1583-93
и ГОСТ 4784-97).

Сплавы на основе титана. Отечественная промышленность располагает большой номенклатурой титановых сплавов различного назначения. Исторически сложившаяся система маркировки титановых сплавов отражает наименование организации-разработчика и порядковый номер разработки сплава. Например, марка ВТ означает «ВИАМ титан», затем указывается порядковый номер сплава. Сплавы, разработанные совместно ВИАМ и заводом ВСМПО (г. Верхняя Салда Свердловской области), обозначаются маркой ОТ («Опытный титан»). Марка ПТ означает «Прометей титан». Разработчик этих сплавов – ЦНИИ КМ («Прометей», г. Санкт-Петербург). В марку сплава могут быть добавлены буквы «У» (улучшенный), «М» (модернизированый), «И» – специального назначения. Буква «Л» означает литейный сплав. Встречаются и другие обозначения.

Титановые сплавы имеют высокую удельную прочность ?_в/?, жаропрочность, значительную коррозионную стойкость во многих агрессивных средах. Для повышения прочности сплавы легируют марганцем, железом, алюминием, молибденом, хромом, ванадием и другими элементами.

Легирование алюминием, уменьшающим удельную массу, повышает удельную прочность, жаропрочность и снижает склонность к водородной хрупкости.

По структуре титановые сплавы подразделяют на ?-сплавы, псевдо ?-сплавы,
? + ?-сплавы, псевдо ?-сплавы и ?-сплавы.

По механическим характеристикам различают сплавы высокопластичные – малопрочные, средней прочности, высокопрочные, для эксплуатации при низких температурах и литейные.

К высокопластичным относятся сплавы марок ОТ4-0, ОТ4-1 и АТ-2 с пределом прочности на растяжение до 70 кгс/мм², деформируемые в холодном состоянии. У сплавов средней прочности (марки ОТ4, АТ-3, 4201, НТ-50, ВТ5, ВТ5-1, ВТ6С, ВТ4, АТ-4, ТС5, ВТ20 и ОТ4-2) предел прочности на растяжение 75–100 кгс/мм². Они хорошо свариваются и отличаются удовлетворительной термической стабильностью. Высокопрочные титановые сплавы – термически упрочняемые (марки ВТ6, АТ-6, ВТ3-1, ВТ14, ВТ16, ВТ22, ВТ25, ВТ15 и ТС6). Высокая прочность (180–200 кгс/мм²) достигается не только легированием, но и дисперсным упрочнением при закалке и старении. Высокопрочные сплавы отличаются высокой жаростойкостью и жаропрочностью до температуры 400 °С.

Для эксплуатации при низких температурах используют сплавы марок АТ-2, АТ-3, ОТ4, ВТ5-1 и ВТ6С.

Для фасонного литья применяют сплавы ВТ5Л, ВТ6Л, ВТ14Л, обладающие достаточно хорошими литейными свойствами.

Вышеуказанное сочетание свойств предопределило применение титановых сплавов
в авиационной и космической технике, в химической, нефтяной и пищевой промышленности, в судостроении и других областях (марки и свойства см. в ГОСТ 19807-74 и ГОСТ 19807-91).

ПРОДОЛЖЕНИЕ