Сплав АЛ11

Сплав АЛ11 — устаревшее обозначение литейного алюминиевого сплава, актуальное наименование которого по ГОСТ 1583-93 — АК7Ц9. Оба обозначения равнозначны в технической документации и продолжают встречаться на производстве. Это фасонный литейный сплав системы Al–Si–Zn–Mg (цинковый силумин), предназначенный исключительно для изготовления отливок. В деформируемом прокате сплав не выпускается.

Расшифровка обозначений АЛ11 и АК7Ц9

Обозначение АЛ11 введено ОСТ 48-178: «А» — алюминиевый, «Л» — литейный, «11» — порядковый номер без связи с химическим составом. Обозначение АК7Ц9 по ГОСТ 1583-93 строится по элементному принципу: «А» — алюминий (основа), «К7» — кремний (~7%), «Ц9» — цинк (~9%). Буква «П» в конце обозначения (например, АК7Ц9П) указывает, что сплав предназначен для изготовления изделий пищевого назначения.

Цветовая маркировка чушек по ГОСТ 1583-93: три вертикальные полосы — белая, белая, зелёная.

Химический состав АЛ11 (АК7Ц9) по ГОСТ 1583-93

Сплав относится к группе V (сложнолегированные, система Al–Si–Zn) по классификации ГОСТ 1583-93.

Элемент	Чушка, % масс.	Отливка, % масс.
Al	основа	основа
Si (кремний)	6,0–8,0	6,0–8,0
Zn (цинк)	7,0–12,0	7,0–12,0
Mg (магний)	0,15–0,35	0,10–0,30
Mn (марганец), не более	0,5	0,5
Cu (медь), не более	0,6	0,6
Fe, не более — чушка (все способы)	0,7	—
Fe, не более — отливка З, В	—	0,7
Fe, не более — отливка К	—	1,2
Fe, не более — отливка Д	—	1,5

Примечание. При применении сплава для литья под давлением ГОСТ 1583-93 допускает отсутствие магния. Суммарное содержание неучтённых примесей в отливках: не более 1,7% (З, В), не более 1,9% (К), не более 2,5% (Д). З — литьё в песчаные формы; В — литьё по выплавляемым моделям; К — кокиль; Д — литьё под давлением.

Роль легирующих элементов и механизм упрочнения

Цинк — ключевой легирующий элемент. Цинк в количестве 7–12% хорошо растворяется в твёрдом алюминии и создаёт растворное (твердорастворное) упрочнение без необходимости специальной закалки. Именно это позволяет использовать сплав непосредственно в литом состоянии: после извлечения из формы и естественного старения (не менее 24 часов) отливка уже достигает нормируемых механических показателей.

Кремний (6–8%) обеспечивает хорошую жидкотекучесть расплава, снижает склонность к горячим трещинам и улучшает заполнение тонкостенных полостей формы. Содержание Si соответствует доэвтектическому силумину.

Магний (0,1–0,35%) совместно с кремнием участвует в образовании упрочняющей фазы Mg₂Si. Для литья под давлением его введение не обязательно: без магния расплав менее склонен к окислению при высокоскоростной заливке.

Важная особенность сплава АЛ11: после кратковременных и длительных нагревов до 300–500 °С и последующего охлаждения до комнатной температуры сплав восстанавливает исходные прочность, твёрдость и сопротивление знакопеременным нагрузкам. Это объясняется высокой устойчивостью твёрдого раствора цинка в алюминии при таких нагревах. Данное свойство ценно при оценке пригодности деталей, подвергавшихся случайным перегревам в процессе эксплуатации или сборки, — но не означает жаропрочности: длительная рабочая температура сплава не превышает 150 °С.

Механические свойства сплава АЛ11 (АК7Ц9) по ГОСТ 1583-93

Механические свойства определяют не ранее чем через 24 часа после отливки (естественное старение). Показатели существенно зависят от способа литья.

Способ литья	Термообработка	σв, МПа	δ, %	HB
З, В (песок, выплавл. модели)	Без термообработки	196	2,0	80
К (кокиль)	Без термообработки	206	1,0	80
Д (литьё под давлением)	Без термообработки	176	1,0	60
З, В, К	Т2 (отжиг)	216	2,0	80

Примечания: З — литьё в песчаные формы; В — литьё по выплавляемым моделям (свойства по В распространяются также на литьё в оболочковые формы); К — кокиль; Д — литьё под давлением.

Литьё в кокиль даёт несколько более высокий предел прочности по сравнению с литьём в песчаные формы при одинаковой твёрдости — следствие ускоренного охлаждения и более мелкого зерна. Литьё под давлением обеспечивает наименьший σ_в и твёрдость: повышенное содержание Fe в отливке (до 1,5%) снижает пластичность и прочность металла.

Литейные свойства и технологические особенности АЛ11

Сплав АЛ11 (АК7Ц9) применяется для изготовления фасонных отливок всеми основными способами: литьё в песчано-глинистые формы, литьё по выплавляемым моделям, литьё в кокиль и литьё под давлением.

Кремний обеспечивает хорошую жидкотекучесть расплава: деталь уверенно заполняет тонкостенные полости формы. Линейная усадка умеренная, что снижает риск образования трещин и усадочных раковин. Сплав обрабатывается резанием без особых ограничений.

Термическая обработка: отжиг Т2

Для сплава АЛ11 (АК7Ц9) предусмотрен один вид термической обработки — Т2 (отжиг). Режим по ГОСТ 1583-93 (Приложение В): нагрев до 300±10 °С, выдержка 2–4 часа, охлаждение на воздухе. Для крупногабаритных и сложных по конфигурации деталей стандарт рекомендует закалку в воде с температурой 80–100 °С (во избежание деформации при охлаждении).

Стандартные операции закалки и искусственного старения (Т6) для этого сплава не применяются: цинк уже обеспечивает необходимое упрочнение в литом состоянии. Отжиг Т2 назначают для деталей, требующих стабильных размеров или пониженного уровня остаточных напряжений.

Применение сплава АЛ11 (АК7Ц9)

Основная область применения — моторостроение: корпусные и фасонные отливки для двигателей и механизмов. Сплав выбирают там, где требуется сочетание умеренной прочности (σ_в = 176–216 МПа в зависимости от способа литья), хорошей литейной технологичности и способности сохранять свойства после случайных кратковременных перегревов. Применяется также в других отраслях машиностроения для фасонных отливок сложной конфигурации.

Сплав не предназначен для деформируемого проката: листов, прутков, труб, профилей, проволоки. Поставляется исключительно в виде чушек (металлошихта для литейного производства) или готовых отливок.

К тому же семейству цинковых силуминов относится сплав АК9Ц6 (Al–Si–Zn, ГОСТ 1583-93), который отличается повышенным содержанием кремния (8,0–11,0%) и несколько иным балансом литейных и механических свойств.

Нормативная документация

Основной действующий стандарт — ГОСТ 1583-93 «Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия» (введён в действие в РФ с 01.01.1997). Стандарт распространяется на сплав как в чушках, так и в отливках.

ГОСТ Р 55375-2012 «Алюминий первичный и сплавы на его основе. Марки» содержит химический состав АК7Ц9 (АЛ11) в чушках и признаёт оба обозначения как параллельные.

Обозначение АЛ11 сохраняется в технической документации предприятий как допустимое (ОСТ 48-178, ГОСТ 2685-75). Стандарты на деформируемые алюминиевые сплавы (ГОСТ 4784-97) к сплаву АЛ11 не применимы.

Поставка чушек АЛ11 (АК7Ц9)

Поставляем сплав АЛ11 (АК7Ц9) в чушках по ГОСТ 1583-93 для литейного производства. Отгрузка по России. Условия и объёмы поставки — по запросу. Для уточнения наличия и оформления заявки обратитесь к менеджеру.