Ковочные сплавы AK6 и АК8

Химический состав и различия сплавов

Сплавы типа АК6 и АК8 относятся к сплавам системы Al-Cu-Mg-Si. Сплав АК6 разработан в СССР С. М. Вороновым при попытках увеличить эффект упрочнения сплавов системы Al-Mg-Si и уменьшения негативного влияния перерыва между закалкой и искусственным старением. Дополнительное упрочнение было достигнуто легированием медью и марганцем.

Микроструктура сплава АК6 после термической обработки состоит из зерен твердого раствора на алюминиевой основе и включений металлических соединений CuAl₂ и Mg₂Si .

Сплав АК6–1 (Ti0,1%+Cr0,2%) более пластичен, чем сплав АК6; он используется для изготовления кованых и штампованных деталей особенно сложной формы — колес компрессоров, заборников, крыльчаток к других.

Сплав АК8 отличается по химическому составу от АК6 тем, что содержит в два раза больше меди. Увеличение содержания меди при постоянном среднем содержании магния и кремния повысило прочность, но хуже обрабатывается давлением в горячем состоянии и поэтому может применяться для штамповки высоконагруженных самолетных деталей менее сложной формы (рамы, фитинги и т. п.).

Для уменьшения количества избыточных фаз и повышения характеристик вязкости разрушения в сплаве АК6ч ограничено максимально допустимое содержание примеси железа до 0,4 % по сравнению с 0,7 % в сплаве АК6. Небольшие добавки титана (0,002—0,1 %) и хрома (0,01–0,2 %) позволяют устранить столбчатую структуру в слитках сплава АК6–1 и повысить пластичность в горячем состоянии. После термообработки сплав с этими добавками имеет сильно измельченную структуру и повышенные механические свойства

Недостатком этого сплава, ограничивающим его применение для тонкостенных деталей, является склонность в искусственно состаренном состоянии к межкристаллитной коррозии.

Технологические свойства

Сплавы АК6, АК6ч, АК6‑1 и АК8 имеют высокие технологические свойства при непрерывном литье, горячей обработке давлением (свободной ковке, штамповке, прессовании). Сплавы хорошо деформируются в горячем и холодном состояниях. Температурный интервал горячей деформации составляет 420—470°С. Сплав АК6 может успешно деформироваться и в более высоком температурном интервале. Деформация сплава при 505–525°С с непосредственной закалкой в воде и последующим старением показала, что эта так называемая высокотемпературная механотермическая обработка приводит к некоторому повышению прочности и ударной вязкости сплава. В микроструктуре наблюдается фрагментация внутри зерен, а также уменьшается глубина ободка с рекристаллизованной структурой. Такая обработка является перспективным технологическим процессом.

С увеличением степени легирования ковочных сплавов повышаются их механические свойства и ухудшается обрабатываемость давлением в горячем состоянии. Особенно резко сказывается влияние меди, заметное при сравнении сплавов АК6 и АК8.

Все сплавы удовлетворительно свариваются точечной и роликовой сваркой, а сплав АК8 — аргонодуговой с присадочной проволокой из сплава АК5. Прочность сварных соединений составляет 0,6—0,7σ_в основного   материала. Сплавы хорошо обрабатываются резанием.

Применение

Сплавы АК6 и АК6ч используются для ответственных силовых деталей авиационной техники длительного ресурса, в частности в крыльях пассажирских самолетов. Сплавы типа АК6 благодаря высокой пластичности в горячем состоянии применяются для изготовления весьма сложных штамповок: крыльчатки компрессора, крыльчатки вентилятора для компрессоров реактивных двигателей, корпусных деталей агрегатов. Сплав АК8 применяется для высоконагруженных деталей самолета, изготовленных ковкой и штамповкой (рамы, фитинги и др.). Сплав не охрупчивается при температурах глубокого холода, и его можно успешно использовать в качестве свариваемого сплава для деталей, работающих в условиях криогенных температур

Алюминиевые сплавы АК6 и АК8 широко применяют в промышленности, строительстве, транспортном машиностроении, авиации для изготовления штампованных и кованых деталей сложной формы, для нагруженных деталей типа рам, фитингов и др.

Сплавы АК6 и АК8 склонны к коррозии под напряжением и чувствительны к межкристаллитнои коррозии. Детали следует анодировать и защищать лакокрасочными  покрытиями.

Для  уменьшения   коробления  и   поводок  закалку  тонкостенных деталей сложной формы производят в воде при температуре 80—90° С. Сплавы хорошо деформируются в горячем состоянии.

Механические характеристики

Сплав АК8 применяют для изготовления листов. Типичные характеристики механических свойств листов (поперек прокатки): σ_в=46 кгс/мм² ,  σ_0,2= 38 кгс/мм² , δ= 14%.