Москва
Каталог
Алюминиевый сплав АК5М: характеристики, свойства и области применения
Алюминиевый литейный сплав АК5М (АЛ5) широко применяется в машиностроении, авиационной, приборостроительной и других отраслях промышленности благодаря сочетанию высокой прочности, жаропрочности и технологичности. Данный материал востребован для изготовления фасонных отливок сложной конфигурации, работающих в условиях повышенных механических и термических нагрузок. В статье приведены технические характеристики, химический состав, физико-механические свойства, области применения, зарубежные аналоги и рекомендации по использованию сплава АК5М.
Краткое описание марки АК5М
АК5М — это алюминиевый литейный сплав, относящийся к группе высокопрочных и жаропрочных материалов. Основу сплава составляет алюминий с добавлением кремния, меди, магния и других легирующих элементов. Благодаря сбалансированному составу АК5М обладает хорошей литейной текучестью, высокой прочностью, устойчивостью к коррозии и термической стабильностью. Сплав предназначен для производства фасонных отливок, используемых в ответственных конструкциях.
Нормативный документ
Производство и контроль качества сплава АК5М регламентируется государственным стандартом ГОСТ 1583-93 «Сплавы алюминиевые литейные». В данном стандарте определены требования к химическому составу, механическим и физическим свойствам, а также к методам испытаний и маркировке продукции.
Расшифровка маркировки АК5М
Маркировка АК5М расшифровывается следующим образом:
- А — алюминиевый сплав;
- К — кремний (основной легирующий элемент);
- 5 — массовая доля кремния в процентах (около 5%);
- М — магний (дополнительный легирующий элемент).
Химический состав
Согласно ГОСТ 1583-93, химический состав сплава АК5М приведён в таблице:
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| Al (Алюминий, основа) | 90,7 – 94,15 |
| Si (Кремний) | 4,5 – 5,5 |
| Cu (Медь) | 1,0 – 1,5 |
| Mg (Магний) | 0,35 – 0,6 (в чушках 0,4 – 0,65) |
| Fe (Железо) | до 1,5 |
| Mn (Марганец) | до 0,5 |
| Zn (Цинк) | до 0,3 |
| Sn (Олово) | до 0,01 |
| Be (Бериллий) | до 0,1 |
| Ti+Zr (Титан + цирконий) | < 0,15 |
| Примеси (всего) | до 1,7 |
Алюминий является основой сплава, остальные элементы вводятся для улучшения литейных, механических и эксплуатационных свойств. Кремний обеспечивает хорошую текучесть и литейную усадку, медь и магний повышают прочность и жаропрочность, железо и марганец улучшают структуру и коррозионную стойкость.
Механические свойства
Механические свойства сплава АК5М при температуре 20°C (отливки, согласно ГОСТ 1583-93) приведены в таблице:
| Показатель | Значение | Единица измерения |
|---|---|---|
| Предел прочности (σв) | 157 – 235 | МПа |
| Относительное удлинение (δ5) | 0,5 – 1 | % |
| Твердость по Бринеллю (HB 10-1) | 65 – 70 | МПа |
Сплав характеризуется высокой прочностью и твердостью, что позволяет использовать его для изготовления ответственных деталей, работающих под нагрузкой. Относительное удлинение невелико, что типично для литейных алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния.
Физические характеристики
Физические свойства сплава АК5М представлены в таблице:
| Показатель | Значение | Единица измерения | Температура, °C |
|---|---|---|---|
| Плотность (ρ) | 2680 | кг/м³ | 20 |
| Модуль упругости (E) | 0,7 × 105 | МПа | 20 |
| Коэффициент линейного расширения (α) | 23,1 × 10-6 | 1/°C | 100 |
| Теплопроводность (λ) | 163 | Вт/(м·°C) | 100 |
| Удельная теплоемкость (C) | 838 | Дж/(кг·°C) | 100 |
| Удельное электросопротивление (R) | 46,2 × 10-9 | Ом·м | 20 |
АК5М обладает низкой плотностью, высокой теплопроводностью и хорошей коррозионной стойкостью, что делает его востребованным в различных отраслях промышленности.
Области применения
Благодаря сочетанию прочности, жаропрочности и технологичности, сплав АК5М применяется в следующих отраслях:
- Машиностроение (корпуса, кронштейны, кожухи, детали двигателей и трансмиссий);
- Авиационная промышленность (элементы конструкций, детали агрегатов, корпуса приборов);
- Приборостроение (корпуса, основания, теплоотводящие элементы);
- Энергетика (корпуса и детали электрооборудования, теплообменники);
- Транспортное машиностроение (детали подвески, корпуса редукторов, элементы тормозных систем);
- Судостроение (корпусные детали, элементы палубного оборудования);
- Строительство (архитектурные фасонные элементы, декоративные отливки).
Типы деталей, изготавливаемых из АК5М
Из сплава АК5М изготавливают широкий спектр фасонных и конструкционных отливок, в том числе:
- Корпуса редукторов и насосов;
- Кронштейны и опоры;
- Кожухи и крышки;
- Детали двигателей внутреннего сгорания;
- Теплообменные элементы;
- Корпуса приборов и электрооборудования;
- Архитектурные и декоративные элементы;
- Детали подвески и тормозных систем автомобилей и спецтехники.
Аналоги в других странах
Для обеспечения совместимости и замены в международных проектах приведены зарубежные аналоги сплава АК5М:
| Страна | Обозначение | Стандарт |
|---|---|---|
| США | 305.0, 355.0, A03550 | ASTM B26/B26M |
| Германия | G-AlSi5(Cu), G-AlSi5Mg, GK-AlSi5Mgwa, G—AlSi5Cu | DIN 1725 |
| Япония | AC4A, AC4D | JIS H5202 |
| Англия | LM16 | BS 1490 |
| Китай | ZAlSi5Cu1Mg, ZL105 | GB/T 1173 |
| Чехия | 424380 | CSN 424380 |
| Международный | AlSi5Cu1Mg | ISO 3522 |
При подборе аналогов рекомендуется учитывать различия в химическом составе и свойствах, а также требования конкретного стандарта.
Преимущества и ограничения
Преимущества сплава АК5М:
- Высокая литейная текучесть, позволяющая получать сложные фасонные отливки;
- Хорошая прочность и твердость при умеренной массе;
- Жаропрочность и термическая стабильность;
- Устойчивость к коррозии в атмосферных и промышленных условиях;
- Совместимость с различными методами литья (в песчаные формы, кокиль, под давлением);
- Возможность термической обработки для повышения свойств.
- Низкая пластичность (относительное удлинение до 1%);
- Ограниченная свариваемость;
- Чувствительность к перегреву и образованию пор при нарушении технологии литья;
- Не рекомендуется для деталей, работающих на изгиб и удар при низких температурах.
FAQ — часто задаваемые вопросы
1. Можно ли использовать АК5М для литья под давлением?
Да, сплав АК5М подходит для литья под давлением, а также для литья в кокиль и песчаные формы.
2. Какова максимальная рабочая температура деталей из АК5М?
Рекомендуемая рабочая температура не превышает 250–300°C, при более высоких температурах возможно снижение прочности.
3. Поддается ли АК5М термической обработке?
Да, сплав может подвергаться термической обработке для повышения механических свойств.
4. Какова коррозионная стойкость АК5М?
Сплав обладает хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных и промышленных условиях, но при контакте с агрессивными средами рекомендуется дополнительная защита.
5. Какие методы механической обработки применимы к АК5М?
АК5М хорошо обрабатывается резанием, сверлением, фрезерованием и шлифованием, однако из-за твердости рекомендуется использовать инструмент с твердосплавными напайками.
Заключение
Алюминиевый литейный сплав АК5М — это оптимальный выбор для производства фасонных отливок, требующих высокой прочности, жаропрочности и коррозионной стойкости. Материал широко применяется в машиностроении, авиации, приборостроении и других отраслях. Если вы ищете поставщика сплава АК5М или хотите получить консультацию по его применению, оставьте заявку на сайте компании «ОборонСпецСплав» — специалисты помогут подобрать оптимальное решение для вашего проекта.