Сплав АК5М

Сплав АК5М — алюминиевый литейный сплав системы Al–Si–Cu–Mg, относящийся к группе высокопрочных жаропрочных сплавов по ГОСТ 1583-93. Старое обозначение — АЛ5. Основу составляет алюминий (90,7–94,15 %), легированный кремнием, медью и магнием. Сочетание этих элементов обеспечивает повышенную прочность при нагреве и позволяет использовать сплав в деталях, работающих при температурах до +225 °С.

АК5М применяют для изготовления фасонных отливок различными способами литья: в песчаные формы, по выплавляемым моделям, в кокиль и под давлением. Материал востребован в двигателестроении, транспортном машиностроении, приборостроении и трубопроводной арматуре.

Химический состав сплава АК5М по ГОСТ 1583-93

Химический состав алюминиевого литейного сплава АК5М регламентируется ГОСТ 1583-93. Алюминий — основа, содержание определяется балансом после вычета легирующих элементов и примесей.

Основные легирующие элементы

Допускаемые примеси

Предельное содержание примесей для отливок из АК5М зависит от способа литья. Ниже приведены максимальные значения.

Суммарное содержание учитываемых примесей не должно превышать: 1,0 % при литье в песчаные формы и по выплавляемым моделям, 1,3 % при литье в кокиль, 1,7 % при литье под давлением.

Физические и механические свойства АК5М

Свойства сплава АК5М при температуре 20 °С приведены по данным ГОСТ 1583-93 и справочных марочников.

Физические свойства

Механические свойства отливок

Диапазон механических свойств определяется способом литья и режимом термической обработки. Максимальные значения прочности (до 235 МПа) достигаются при литье в кокиль с последующей термообработкой по режиму Т6.

Термическая обработка сплава АК5М

Сплав АК5М допускает термическое упрочнение. Рекомендуемые режимы обработки установлены в приложении В к ГОСТ 1583-93.

Режим Т1 — искусственное старение без закалки

Применяется при литье в кокиль, когда ускоренное охлаждение отливки при затвердевании обеспечивает частичную фиксацию пересыщенного твёрдого раствора. Температура старения — 175–185 °С, время выдержки — 5–10 часов. Обеспечивает умеренное повышение прочности и улучшение обрабатываемости резанием.

Режим Т5 — закалка + неполное искусственное старение

Закалка в воде (20–100 °С) от температуры 520–530 °С с выдержкой 3–5 часов. Затем искусственное старение при 170–180 °С в течение 5–10 часов. Обеспечивает существенное повышение предела прочности и предела текучести при сохранении удовлетворительной пластичности.

Режим Т6 — закалка + полное искусственное старение

Закалка в воде (20–100 °С) от температуры 520–530 °С с выдержкой 3–5 часов. Полное искусственное старение при 195–205 °С в течение 3–5 часов. Обеспечивает максимальное упрочнение сплава.

Режим Т7 — закалка + стабилизирующее старение

Закалка в воде (20–100 °С) от температуры 520–530 °С с выдержкой 3–5 часов. Стабилизирующий отпуск при 220–240 °С в течение 3–5 часов. Применяется для стабилизации размеров и структуры отливок при сохранении достаточного уровня прочности.

Технологические свойства АК5М

Литейные свойства сплава АК5М оцениваются как удовлетворительные. Содержание кремния 4,5–5,5 % обеспечивает приемлемую жидкотекучесть и пониженную склонность к горячим трещинам, однако по литейным характеристикам сплав уступает высококремнистым силуминам (АК12, АК9).

Обрабатываемость резанием — хорошая. Медь, присутствующая в сплаве, способствует образованию короткой ломкой стружки, что облегчает механическую обработку отливок.

Свариваемость — удовлетворительная. Сварка выполняется аргонодуговым способом с применением присадочного материала на основе алюминиево-кремниевого сплава.

Коррозионная стойкость — удовлетворительная. Присутствие меди снижает стойкость к коррозии по сравнению с безмедистыми силуминами системы Al–Si–Mg. При эксплуатации в агрессивных средах рекомендуется нанесение защитных покрытий.

Применение сплава АК5М

Основные области применения АК5М определяются сочетанием жаропрочности, достаточной прочности после термообработки и возможности литья различными способами:

Головки цилиндров и блоки двигателей воздушного охлаждения — детали, работающие при повышенных температурах и циклических термических нагрузках.

Детали агрегатов и приборов, эксплуатируемые при температуре не выше +225 °С.

Корпусные детали, работающие при повышенных температурах и давлениях до 23 МПа.

Трубопроводная арматура и приводные устройства к ней.

Тяжелонагруженные фасонные отливки транспортного и металлургического оборудования.

Зарубежные аналоги сплава АК5М

В таблице указаны как точные, так и ближайшие аналоги по составу и назначению.

Форма поставки

Сплав АК5М поставляется в виде чушек алюминиевых массой до 20 кг в соответствии с ГОСТ 1583-93. Маркировка чушек наносится несмываемой краской на торец: три вертикальные полосы — белая, чёрная, белая. На поверхности отливок выбиваются обозначение сплава и номер плавки.

При заказе литейного сплава АК5М2 следует учитывать, что это другой сплав той же системы, с увеличенным содержанием меди (1,5–3,5 %) и расширенным диапазоном легирования, предназначенный для менее нагруженных деталей.