Что такое силумин и как его варить

Кремний – это один из основных легирующих элементов, который используется в сплавах из алюминия, то есть силуминах. Как правило, силумины содержат в своем составе от 5 до 14% силиция, что на несколько процентов больше или меньше концентрации эвтектики.

Сплавы из алюминия имеют важные свойства, которые с трудом или практически не достигаются в других сплавах. Среди таких свойств стоит отметить жидкотекучесть и свариваемость. Также сплавы алюминия имеют малую усадку при литье, из-за чего низкой становится их склонность к образованию трещин усадки. Силумины из-за малого различия по возможностям растворения кремния при разных температурах практически не становятся более прочными с помощью термической обработки, поэтому важным методом повышения его механических свойств является модифицирование. Модифицирование производят с помощью обработки жидкого силумина небольшим количеством натрия или с использованием солей натрия. Благодаря модифицированию происходит измельчение частичек эвтектической смеси, что связывают со способностями натрия обволакивать образованные зародыши кремния, а также тормозить их рост.

Помимо этого при модифицировании отмечается небольшое переохлаждение, которое соответствует протеканию эвтектического превращения и таким образом эвтектическая концентрация сдвигается вправо. Выходит, что заэвтектические сплавы, которые лежат правее относительно эвтектической точки, после прохождения процесса модифицирования оказываются доэвтектическими. Структура сплава алюминия после модификации оказывается состоящей из избыточных кристаллов твердого раствора, а также имеет такие качества, как дисперсия и практически точечную эвтектику.

Обладая литейными свойствами, силумины нередко являются основным материалом для создания технологичных и высокопрочных литейных сплавов из алюминия, которые иногда подвергаются термической обработке для повышения прочности. Создавая такие сплавы, используется дополнительное легирование силуминов для образования в их структуре новых фаз, которые способны приводить к повышению прочности во время термической обработки. Такими элементами является магний, медь и марганец. В основании такого легирования на сегодняшний день созданы и интенсивно применяются литейные сплавы из алюминия.

Прочность таких сплавов после прокалки и старения становится больше 200 – 230 МПа. Данный эффект упрочнения сплавов при закалке и старении можно объяснить образованием при старении зон Гинье-Престона, а также промежуточных фаз сложного состава, который отличается по составу и кристаллической решетке от равновесной им.

Сваривание силумина производится с помощью аргонодуговой сварки с использованием таких присадочных материалов, как АК5 и АК6.