Содержание и методика проведения занятий по теме "Алюминиевые сплавы и их применение в авиастроении"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание и методика проведения занятий

по теме

Алюминиевые сплавы и их применение в авиастроении



Содержание

преподавание материаловедение алюминиевый сплав

Введение

1. Психолого-педагогические основы преподавания Материаловедения

2. Содержание темы "Алюминиевые сплавы и их применение"

2.1 Цветные металлы. Алюминий

2.2 Алюминиевые сплавы. Дюралюминий и силумин

2.3 Алюминий в авиастроении

3. Методика проведения занятия по теме Алюминиевые сплавы и их применение

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Актуальность темы. На сегодняшний день в рамках российского образования необходимо, чтобы студенты технического профиля ориентировались в своей специализации, чтобы стать настоящим специалистом.

Национальная доктрина образования Российской Федерации в качестве одной из основных задач ставит подготовку высококвалифицированных специалистов, способных к профессиональному росту и профессиональной мобильности.

В основу исследования положено решение задачи формирования методологических и прикладных знаний на основе фактического материала, так как именно на базе фактического материала в сознание студентов должно проникать ясное представление о научном методе, характерном для материаловедения. Материаловедческое образование сегодня -- это реальное образование для реального человека.

Имеющее место противоречие между объемом научных знаний и все возрастающей нагрузкой студентов нами предполагается преодолевать путем синтеза методологии и практики материаловедческой науки. Однако наряду с проблемой отбора материала существует проблема метода преподавания. Идея обучения методам общенаучных и материаловедческих исследований на базе конкретных знаний и научных приложений представляется интересной и с точки зрения развития у студентов повышенного познавательного интереса, и интеллектуальной инициативы.

Изложение прикладных вопросов курса материаловедения представляется важной формой, теоретического обобщения, изучение на занятиях основ фундаментальных научных теорий, применения методов, обобщение прикладных вопросов -- все это важные предпосылки для формирования, научного мировоззрения студентов. К числу факторов, определяющих эффективность изучения прикладных вопросов, относится учет соответствия содержания- этих вопросов содержанию теоретического материала, изучаемого преимущественно в техническом вузе, и учет их научной значимости. Изучение методологических и прикладных вопросов в курсе «Материаловедение» технического вуза может способствовать тому, что дисциплина будет не просто содержательно воспроизводить адекватную науке систему знаний, упрощенную в дидактических целях, а позволит приобщить студентов к самостоятельному познанию, владея таким мощным орудием, как исследовательские методы.

Цель исследования содержание и методика проведения занятия.

Задачи:

- рассмотреть психолого-педагогические основы преподавания Материаловедения;

- изучить содержание темы "Алюминиевые сплавы и их применение";

-рассмотреть методику проведения занятия по теме Алюминиевые сплавы и их применение

Объект исследования - процесс обучения дисциплине «Материаловедение».

Предмет исследования - процесс формирования методологических и прикладных знаний по материаловедению.

Структура работы. Дипломная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.



1. Психолого-педагогические основы преподавания Материаловедения

В реализации целей проблемного и развивающего обучения лежат активные методы. В научной литературе проблеме активных методов обучения посвящено немало исследований в области психологии и педагогики.

Психологические основы для разработки целостной концепции развивающего обучения были заложены еще в 1930-е годы в работах Л.С. Выготского, Д.Б. Эльконина, А.Н. Леонтьева, В.В. Давыдова и др., хотя систематические основы активных методов обучения стали широко разрабатываться только во второй половине 1960 и в начале 1970-х годов в исследованиях психологов и педагогов по проблемному обучению. Большую роль в становлении и развитии активных методов обучения послужили работы М.М.Бирштейн, Т.П.Тимофеевского, И.М.Сыроежина, С.Р.Гидрович, В.И.Рабальского, Р.Ф.Жукова, В.Н.Буркова, Б.Н.Христенко, А.М.Смолкина, А.А.Вербицкого, В.М.Ефимова, В.Ф.Комарова и т.д.

Системно были разработаны два основных направления развивающего обучения: В.В. Давыдова и Л.В. Занкова. В системе Л.В. Занкова были заложены принципы проведения обучения на высоком уровне трудности, быстром темпе прохождения учебного материала, повышения теоретических знаний. Данная система обучения должна развивать мышление, эмоциональную сферу обучаемых, учить понимать и выделять общий смысл, основное содержание читаемого, но эта система повлекла за собой увеличение объема учебного образования и усложнила его теоретический уровень. Что привело к перегрузке обучения и отрицательно сказалось на качестве и успеваемости обучаемых. Акцент на овладение теоретическими знаниями в процессе обучения отрицательно сказался на выработке практических умений и навыков. В связи с этим не все из предложенных Л.В. Занковым принципов обучения утвердились в педагогической науке.[20,34]

Система развивающего обучения В.В. Давыдова, направлена на познание, познавательную деятельность обучающихся. Если в традиционной системе обучение направленно от частного, конкретного, единичного к общему, абстрактному, целому, то в системе обучения В.В. Давыдова, наоборот, от общего к частному, от абстрактного к конкретному; знания усваиваются путем анализа условия их прохождения. Обучаемые учатся обнаруживать в учебном материале основное, существенное, всеобщее отношение, определяющее содержание и структуру объекта данных знаний, это отношение они воспроизводят в особых предметных, графических или буквенных моделях, позволяющих изучить свойства учебного материала в чистом виде; обучаемые учатся переходить от выполнения действий в умственном плане к выполнению их во внешнем плане и обратно. Данная система получила всестороннее применение и внедрение в практику обучения.[20]

М.А. Данилов, В.П. Есипов в своей работе "Дидактика" сформулировали некоторые правила активизации процесса обучения, отражающие некоторые принципы организации проблемного обучения: вести обучающихся к обобщению, а не давать им готовых определений, понятий; эпизодически знакомить обучающихся с методами науки; развивать самостоятельность их мысли с помощью творческих заданий. В этих направлениях была хорошо выражена цель преподавания, но не указан процесс обучения, средства и пути достижения цели. Далее, в 1965 году М.Н. Скаткин, анализируя исследования по активизации процесса обучения, акцентирует внимание на практику педагогов новаторов, и говорит о начале его исследования как нового направления в дидактике. [1]

Теория проблемного обучения разрабатывалась польскими дидактами Оконь, Купесевич, которые рассматривали ее в виде метода, но как систему. [3]

Как видно из вышесказанного проблемное и развивающее обучения включают в себя элементы друг друга. Применение в практике обучения этих видов привело к возникновению методов получивших название активные. В основе, которых лежит диалогическое взаимодействие преподавателя и студентов.

Свой вклад в развитие активных методов обучения внесли А.М. Матюшкин, Т.В. Кудрявцев, М.И. Махмутов, И.Я. Лернер, М.М. Леви и др. Но данные исследования по активным методам проводились, прежде всего, на материале школьного обучения, что затруднило внедрение активных методов в вузе, так как требовалась определенная адаптация для теории активных методов к вузовскому дидактическому процессу. В связи с этим проводилась дискуссия в периодических изданиях, в частности, журналом "Вестник высшей школы", проводились и специальные исследования, раскрывающие специфику проблемного обучения в вузе. А.М. Матюшкин в своих работах обосновал необходимость использования активных методов во всех видах учебной работы студентов, ввел понятие диалогического проблемного обучения как наиболее полно передающего сущность процессов совместной деятельности преподавателя и студентов, их взаимной активности в рамках "субъект - субъектных" - отношений.[27]

Среди исходных положений теории активных методов обучения была положена концепция «предметного содержания деятельности», разработанная академиком А.Н.Леонтьевым. В которой, познание является деятельностью, направленной на освоение предметного мира. Следовательно, она есть предметная деятельность. Вступая в контакт с предметами внешнего мира, человек познает их и обогащается практическим опытом как познания мира (обучения и самообучения), так и воздействия на него.

Учебный процесс с использованием активных методов обучения в условия вуза опирается на совокупность общедидактических принципов обучения и включает свои специфические принципы, которые предлагает А.А.Балаев, а именно:

1. Принцип равновесия между содержанием и методом обучения с учетом подготовленности студентов и темой занятия.

2. Принцип моделирования. Моделью учебного процесса выступает учебный план. В нем отражаются цели и задачи, средства и методы обучения, процедура и режим занятий, формулируются вопросы и задания, которые решают студенты в ходе обучения. Но также необходимо преподавателю смоделировать конечный результат, то есть описать «модель студента», завершившего обучение. А именно: какими знаниями (их глубина, широта и направленность) и навыками он должен обладать, к какой деятельности должен быть подготовлен, в каких конкретно форма должна проявляться его образованность. Полезно будет представить «модель среды», в которой учится и живет студент. Она поможет избежать отрыва от реальной действительности и ее проблем.

3. Принцип входного контроля. Этот принцип предусматривает подготовку учебного процесса согласно реальному уровню подготовленности студентов, выявления их интересов, установления наличия или потребности в повышении знаний. Входной контроль дает возможность с максимальной эффективностью уточнить содержание учебного курса, пересмотреть выбранные методы обучения, определить характер и объем индивидуальной работы студентов, аргументированно обосновать актуальность обучения и тем вызвать желание учиться.

4. Принцип соответствия содержания и методов целям обучения. Для эффективного достижения учебной цели преподавателю необходимо выбирать такие виды учебной деятельности студентов, которые наиболее подходят для изучения конкретной темы или решения задачи. В одном случае достаточно диалога, обсуждения проблемы. В другом необходимо использовать дополнительные источники информации: журналы, газеты и т.п. Или же нужно обратиться к смежным областям знаний, за консультацией к специалистам.

Так, например, ставя перед собой цель - ознакомить студентов с информацией по теме занятия, преподаватель может использовать материал лекции и владеть методом ее чтения. Но также ставится цель - не только изложения материала, информации, но и вооружить студентов этой информацией, для практического ее использования. Для этого и необходим данный принцип.

5. Принцип проблемности. В этом случае требуется такая организация занятия, когда студенты узнают новое, приобретают знания и навыки через преодоление трудностей, препятствий, создаваемых постановкой проблем. Так А.М.Матюшкин, один из основателей теории проблемного обучения, утверждает, что именно проблемное построение занятия гарантирует достижение учебной цели.

Во время занятия ставятся вопросы, требующие поиска, что активизирует мыслительную деятельность студентов, а это важное условие эффективности обучения. М.И. Махмутов подчеркивает, что активность при обучении достигается в том случае, если учащийся анализирует фактический материал и оперирует им так, чтобы самому получить из него информацию.

6. Принцип «негативного опыта». В практической деятельности вместе с успехом, допускаются и ошибки, поэтому необходимо учить человека избегать ошибок. Эта задача очень актуальна. В соответствии с данным принципом в учебный процесс, построенный на активных методах обучения, вносятся два новых обучающих элемента:

- изучение, анализ и оценка ошибок, допущенных в конкретных ситуациях. Материалом для таких занятий могут быть критические публикации в периодической печати и реальные факты из жизни своей группы;

- обеспечение ошибки со стороны студента в процессе освоения знаний, умений и навыков. Студентам предлагается для анализа ситуация или ставится проблемная задача, сформулированная таким образом, что при ее решении студент неизбежно допускает ошибку, источником которой, как правило является отсутствие необходимого опыта. Дальнейший анализ последовательности действий студента помогает обнаружить закономерность ошибки и разработать тактику решения задачи. Одновременно студент убеждается в необходимости знаний по данной проблеме, что побуждает его к более глубокому изучению учебного курса.

7. Принцип «от простого к сложному». Занятие планируется и организуется с учетом нарастающей сложности учебного материала и применяемых методов в его изучении: индивидуальная работа над первоисточниками, коллективная выработка выводов и обобщений и т.д.

8. Принцип непрерывного обновления. Одним из источников познавательной активности студентов является новизна учебного материала, конкретной темы и метода проведения занятия. Информативность учебного процесса, то есть насыщенность новым, неизвестным, привлекает и обостряет внимание студентов, побуждает к изучению темы, овладению новыми способами и приемами учебной деятельности. Но по мере усвоения знаний обостренность их восприятия постепенно начинает снижаться. Студенты привыкают к тем или иным методам, теряют к ним интерес. Для того чтобы этого не произошло, преподавателю необходимо постоянно обновлять новыми элементами построение занятий, методику обучения. Например, не проводить два анализа конкретных ситуаций в течение одного занятия, не применять одно и то же техническое средство обучения на двух занятиях подряд, наглядные средства - стенды, схемы, плакаты, диаграммы - вывешивать в аудитории в тот момент, когда в них возникает необходимость и т.д. Управляемый таким образом учебный процесс не даст погаснуть интересу и активности студентов.

9. Принцип организации коллективной деятельности. Студенту часто приходиться сталкиваться с необходимостью решения, каких либо задач или принятия решений в группе, коллективно. Возникает задача развития у студентов способности к коллективным действиям.

Решение этой задачи в процессе занятий следует осуществлять по этапам. На первом этапе преподаватель выявляет с помощью групповой задачи наличие расхождений и сходства в подходах студентов к самой задаче и ее решению. На втором путем организации групповой работы над конкретной ситуацией у студентов формируется потребность в совместной деятельности, которая способствует достижению результата. На третьем этапе в условиях деловой игры вырабатываются навыки совместной деятельности, анализа и решения задач, разработки проектов и т.п. При этом, организуя коллективную работу на занятиях, преподаватель должен формулировать задания таким образом, чтобы для каждого студента было очевидно, что выполнение невозможно без сотрудничества и взаимодействия.

10. Принцип опережающего обучения. Этот принцип подразумевает овладение в условиях обучения практическими знаниями и умение воплотить их в практику, сформировать у студента уверенность в своих силах, обеспечить высокий уровень результатов в будущей деятельности.

11. Принцип диагностирования. Данный принцип предполагает проверку эффективности занятий. Например, анализ самостоятельной работы студентов над учебной ситуацией покажет, удачно ли тема вписывается в контекст курса, правильно ли выбран метод проведения занятий, хорошо ли студенты ориентируются в изучаемых проблемах, можно ли что-либо изменить к следующему занятию и т.д.

12. Принцип экономии учебного времени. Активные методы обучения позволяют сократить затраты времени на освоение знаний и формирование умений, навыков. Так как усвоение знаний, овладение практическими приемами работы и выработка навыков осуществляется одновременно, в одном процессе решения задач, анализа ситуаций или деловой игры. Тогда как обычно эти две задачи решаются последовательно, вначале студенты усваивают знания, а затем на практических занятиях вырабатывают умения и навыки.

13. Принцип выходного контроля. Обычно, выходной контроль знаний происходит после завершения обучения в форме экзамена, зачетов, собеседований, выполнения контрольных работ или рефератов с последующей их защитой. Но это формы проверки знаний не в каждом случае могут установить количество и качество приобретенных умений и навыков. Для выходного контроля успешно используются активные методы обучения: серия контрольных практических заданий, проблемных задач и ситуаций. Они могут быть индивидуальными и групповыми. [3]

Активные методы обучения при умелом применении позволяют решить одновременно три учебно-организационные задачи:

1) подчинить процесс обучения управляющему воздействию преподавателя;

2) обеспечить активное участие в учебной работе как подготовленных студентов, так и не подготовленных;

3) установить непрерывный контроль за процессом усвоения учебного материала.

Таким образом, исходя из вышесказанного, отметим, что уже в начале ХХ века многие ученые педагоги и психологи видели необходимость в разработке новых методов обучения, для активизации учебной деятельности студентов.

Данная проблема остается актуальной и в настоящее время. В реализации целей проблемного и развивающего обучения лежат активные методы, которые помогают вести студентов к обобщению, развивать самостоятельность их мысли, учатся выделить главное в учебном материале, развивают речь и многое другое.

Как показывает практика, использование активных методов в вузовском обучении является необходимым условием для подготовки высоко квалифицированных специалистов и приводит к положительным результатам: они позволяют формировать знания, умения и навыки студентов путем вовлечения их в активную учебно-познавательную деятельность, учебная информация переходит в личностное знание студентов.



2. Содержание темы "Алюминиевые сплавы и их применение"

2.1 Цветные металлы. Алюминий

Цветные металлы обладают комплексом ценных свойств, таких, например, как теплопроводность (алюминий, медь), низкую температуре плавления (свинец, олово), малый удельный вес (алюминий, магний) и другие. Однако применение их в чистом виде довольно ограничено. Широко применяются в промышленности сплавы цветных металлов - латуни, бронзы, баббиты (на основе меди, цинка, олова, свинца), а также дюраля мины и силумины (на основе алюминиевой мини), сплавы на основе титана, магния. На основе цветных металлов и их сплавов создаются также композиционные материалы и такие, которые производят методами порошковой металлургии.

Алюминий - легкий металл третьей группы периодической системы элементов, серебристо-белого цвета, с плотностью 2,7 г / см3, высокой электро-, теплопроводностью и коррозионной стойкостью (образует плотную поверхностную пленку оксида Al2О3). Температура плавления алюминия, в зависимости от чистоты металла, составляет 660... 667 єC. Прокатный и отожженной алюминий высокой чистоты имеет прочность ув = 60 МПа, модуль упругости Е = 7 * 103 МПа, пластичность д = 50 %, Ш = 85%, твердость 25 НВ. Алюминий высоко пластичный, малопрочный материал, хорошо обрабатывается давлением, сваривается, но плохо поддается обработке резанием. Как конструкционный материал его не применяют. Постоянные примеси (Fe, Si, Ti, Mn, Cu, Zn, Cr) снижают физико-химические характеристики и пластичность алюминия: А999 (0,001% примесей), А995 (0,005% примесей), А99 (0,01% примесей), а также А97, А95.

Введение легирующих элементов позволило создать ряд алюминиевых сплавов с различными физико-механическими и технологическими свойствами. Сплавы алюминия сочетают в себе лучшие свойства чистого алюминия и повышенные характеристики легирующих элементов. Так, железо, титан, никель повышают жаропрочность сплавов; медь, марганец, магний обеспечивают рост прочностных характеристик. Легированием и соответствующей термической обработкой достигают повышения прочности алюминия (ув) от 100 до 500 МПа, твердости - от 20 до 150 НВ.

По технологии изготовления заготовок и изделий все промышленные сплавы алюминия разделяют на три группы: деформированные, литейные, испеченные.

Сплавы, подвергают деформированию, должны обеспечивать высокую технологическую пластичность для осуществления операций прокатки, ковки, прессования и тому подобное. Деформированные сплавы алюминия разделяют на те, которые укрепляют термической обработкой, и такие, которые не укрепляют.

К термически не крепких сплавов относятся технический алюминий (АД, АД1, АД0), сплавы алюминия с марганцем (узнают АМц) и сплавы с магнием и марганцем (обозначают АМг). Они обладают умеренной прочностью, пластичностью, хорошо свариваются, коррозионно устойчивы. В зависимости от состояния поставки листа (0,5... 10 мм) в обозначении марки сплава добавляют буквы. В случае поставки сплава в отожженном состоянии пишут букву М - мягкие (АМгМ), при незначительном наклепании - букву П (АМгП), при значительном - букву Н (АМгН). Так, прочность и пластичность сплава АМцН составляет ув = 220 МПа, д = 5%, а сплава АМцМ - ув = 130 МПа, д = 20%.

Мало нагруженные детали сварочных и клепаных конструкций, детали глубокой вытяжки изготавливают из сплавов типа АМцН, а также АМГ2М, АМг3М (ув = 170..200 МПа, д = 4... 18%). Детали конструкций средней нагрузки и высокой коррозионной стойкости изготавливают из сплавов типа АМГ5М, АМг6М (ув = 280 МПа, д = 15%). Из сплавов АМц и АМг изготавливают лист, прутки, проволока.

Термически укрепляемые сплавы алюминия по химическому составу и свойствам более разнообразны. Их разделяют на:

- Сплавы повышенной пластичности АВ, АД31, АД33 (на ос новые системы Al-Mg-Si)

- Конструкционные сплавы (Al-Cu-Mg) - дюраля мины марок Д1, Д16, Д18, В65;

- Ковочные (Al-Mg-Si-Cu) марки АК6, АК8;

- Высокопрочные (Al-Zn-Мg-Cu) марок В95, В96;

- Жаропрочные сплавы систем (Al-Cu-Mg) марок АК4-1 и (Al- Cu-Mn) Д20.

Сплавы повышенной пластичности - Авиал (АВ, АД31, АД33) - содержат в своем составе, кроме алюминия, 0,4... 1,2% Мg, 0,3... 1,2% Si, 0,15...0,35% Mn, хорошо свариваются, коррозионно устойчивы. Термическая обработка их состоит из закалки от 515... 525 єC и старения (естественного или искусственного). Искусственное старение проходит значительно быстрее и осуществляется при 160... 170 єC в течение 12... 15 ч. сразу же после закалки. После закалки и искусственного старения свойства сплава АВ равны: ув = 260... 380 МПа, ут = 200... 250 МПа, д = 14... 20%. Из сплавов АВ, АД3 изготавливают листы, трубы, прессованные профили, заготовки, кованые детали двигателей, лопасти винтов вертолетов и тому подобное.

Конструкционные сплавы (дюралюминий) широко применяются в различных отраслях техники. Их маркируют буквой Д, после которой стоит цифра, соответствующая условному номеру сплава. Термическая обработка Дюралюминий состоит из закалки от 500... 510 єC (охлаждением в кипящей воде) и старения. Естественное старение осуществляют при комнатной температуре в течение 5... 7 суток, искусственное - при температурах 150... 190 єC в течение 4... 12 ч или при 250 єC в течение 2... 4 ч. Особенностью закаливания Дюралюминий необходимость соблюдать температурный режим, например, 505 ± 5 єC (для Д1) и 500 ± 5 єC (для Д16, Д18). Дюралюминий Д16 имеет наибольшую прочность после закалки и естественного старения: ув = 480 МПа, ут = 320 МПа, д = 14% (лонжероны, шпангоуты, обшивки самолетов). Дюралюминий производят в виде письма, прессованных и катаных профилей, прутков, труб. Для повышения коррозионной стойкости их подвергают лакировке. Соответственно при маркировке таких сплавов добавляют букву А, например Д16А, Д1А. Сплавы Д18 и В65 являются основными алюминиевыми заклепочными сплавами. Наиболее широко дюралюминий применяются в авиационной промышленности и строительстве.

Алюминиевые сплавы, пригодные для ковки (ковочные), обозначаются буквами АК и относятся к системе Al-Cu-Mg-Si. Они пластичны, устойчивы к образованию трещин при горячей пластической деформации. Эти сплавы (АК6, АК8) по химическому составу близки к дюралюминию и отличаются высоким содержанием кремния (0,7... 1,2 %). Сплавы АК6 и АК8 применяют после закалки от 520 ± 5 єC (АК6) и 505 ± 5 єC (АК8) и искусственного старения при 160... 170 єC в течение 12... 15 ч. после термической обработки механические свойства этих сплавов следующие: ув = 400 МПа, д = 12% (АК6) ув = 480 МПа, д = 19% (АК8). Однако оба сплавы имеют низкую коррозионную стойкость и требуют дополнительных мер по защите от коррозии. Из них изготавливают штампованные и кованые детали сложной формы и средней прочности (АК6) - под моторные рамы, Крепеж, а также высоко нагруженные штампованные детали (АК8), как пояса лонжеронов, лопасти винтов вертолетов, бандажи вагонов.

Высокопрочные алюминиевые сплавы (В95, В96) кроме меди и магния содержат в своем составе значительное количество цинка (5... 8,6%). Повышенную прочность этих сплавов обуславливает наличие в их структуре после закалки от 460... 470 єC в воде и искусственного старения при 120... 140 єC в течение 24... 16 ч. после термической обработки меха ночные свойства для сплава В95 такие: ув = 550... 600 МПа, ут = 530... 550 МПа, д = 8%; для сплава В96 ув = 700 МПа, ут = 650 МПа, д = 7%. Сплавы В95 и В96 применяют в самолетостроении для конструкций высокой нагрузки и длительной эксплуатации при температурах до 100 єC. К недостаткам этих материалов относят невысокие пластичность, вязкость разрушения и низкую коррозионную стойкость под напряжением. Повышение этих характеристик способствует двухступенчатое смягчающее старения.

Жаропрочные сплавы используют для эксплуатации при температурах до 300 єC (поршни, головки цилиндров, диски и лопатки компрессоров реактивных двигателей, обшивка сверхзвуковых самолетов). Наиболее распространены сплавы типа АК4-1 системы Al-Cu-Mg-Si с добавками железа и никеля; Д20 системы Al-Cu-Mn с добавками титана и циркония. После закалки от 530 ± 5 єC и искусственного старения сплав АК4-1 имеет такие механические свойства: ув = 300... 180 МПа, ут = 190... 120 МПа, д = 18... 12%. Сплав Д20 имеет следующие характеристики механических свойств: ув = 420 МПа, ут = 330 МПа, д = 11%. Перспективными жаропрочных сплавов алюминия являются сплавы системы Al-Mg-Li, сочетающие высокую прочность, низкий удельный вес и достаточную жаропрочность.

Литейные сплавы алюминия используют для изготовления фасонных отливок различной формы и назначения. В их состав входят те же легирующие компоненты, и в деформированные сплавы, но в большем количестве (до 9... 13% для каждого компонента). Промышленность производит литейные алюминиевые сплавы (АЛ) марок от АЛ1 к АЛ33. При маркировке этих сплавов буква А означает, что сплав алюминиевый, буква Л - что сплав литейный, а цифра - порядковый номер сплава. По химическому составу литейные алюминиевые сплавы можно разделить на несколько групп. Например, алюминий с кремнием (АЛ2, АЛ4, АЛ9) или алюминий с магнием (АЛ8, АЛ13, АЛ22 и другие).

Типичными являются сплавы системы Al-Si (10... 13% Si) - силумины. Растворимость Si в Al мала (0,8% при 500 єC 0,05% при 20 єC). Поэтому сплавы, состоящие только из Al и Si, практически не укрепляются термической обработкой и в системе Al-Si могут быть сплавы, частично или полностью состоят из эвтектики. Введение в силумины Cu, Mg способствует укреплению сплава при старении; Ti, Zr измельчают структуру; Mn улучшает коррозионную стойкость; Ni и Fe повышают жаростойкость.

Свойства алюминиевых литейных сплавов зависят от способа литья и вида термической обработки, скорости охлаждения при твердении отливки и при закалке. Для литейных сплавов алюминия характерна более грубая крупнозернистая структура. Это приводит режимы их термической обработки. Поэтому для закалки силумины нагревают до 520... 540 єC и выдерживают 5..10 ч для более полного растворения включений. Искусственное старение осуществляют при 150... 180 єC в течение 10... 20 ч. с силуминов изготавливают детали, которые работают при небольших (АЛ2), средних (АЛ4) и вибрационных (АЛ8) нагрузках, а также при повышении до 150... 170 єC температурах (АЛ1, ОВ) и др.

Испеченные алюминиевые порошки (САП) сплавы на основе Al и Al2О3 получают путем брикетирования порошка алюминия, вакуумной дегазации брикетов с последующим их спеканием под давлением. Содержание Al2О3 в испеченных сплавах алюминия находится в пределах от 6... 9% (САП1) до 18... 22% (САП4). Мелкие частицы Al2О3 тормозят движение дислокаций в сплаве и повышают его прочность. Жаростойкость САП материалов при длительном нагревании сохраняется до 500 єC, а при кратковременном - до 1000 єC.

По объемам производства медь занимает третье место после железа и алюминия. Запасы ее в земной коре равны 0,01%, в сульфидных рудах (CuFeS - медный колчедан, Cu2S -халькопирит, CuS - халькозин) - от 0,5 до 5%. Медь имеет ГЦК-кристаллическую решетку, температура плавления составляет тысячу тридцать восемь єC, удельный вес с = 8,9 г / см3.

Получают медь с обогащенного концентрата (11... 35% Cu), который сначала обжигают при 600... 850 єC для частичного снижения содержания серы, а затем для отделения от рудных примесей плавят при 1300... 1 500 єC на штейн (сплав сульфидов Cu2S и Fe). Медный штейн содержит 16..60% Cu, а также S и Fe. Штейн переплавляют в специальном конвертере с продувкой расплава при 950... 1050 єC и получают черновую медь, содержащая до 1... 2% примесей. Очищают черновую медь путем огневого или электролитического рафинирования. Чистая медь имеет 11 марок - М00б, М0б, М1Б, М1у, М1, М1р, М1ф, М2р, М3р, М2, М3. суммарное количество примесей в марке высокой чистоты М00б - 0,01%, а в марке М3 - 0,5%.

В зависимости от механических свойств различают также твердую медь - МТ и мягкую - ММ. Механические свойства чистой отожженной меди такие: ув = 220... 240 МПа, 40... 80 НВ, д = 45... 50%, ш = 60... 75%. Ценными свойствами меди является ее высокая электро-, теплопроводность, пластичность, низкая окисляемость. Для электротехнических нужд чистую медь поставляют в виде проволоки, прутка, ленты, листа, полосы и труб. Как конструкционный материал используют сплавы меди с оловом, цинком, алюминием, кремнием, марганцем и др. Легирования меди повышает ее механические, технологические и эксплуатационные свойства. В зависимости от химического состава различают три основные группы сплавов меди: бронзы, латуни и сплавы меди с никелем.

Бронзы - это сплавы меди с оловом, алюминием, марганцем, кремнием, бериллием, свинцом. В зависимости от основного легирующего элемента бронзы называют оловянистыми, алюминиевыми, бериллиевыми и др. Для повышения механических и особых свойств бронзы дополнительно легируют Fe, Ni, Ti, Zn, Р, для повышения коррозионной стойкости - Mn, пластичности - Ni, прочности - Fe, обрабатываемости резанием - Рb.

Маркируют бронзы буквами Бр, дальше буквами обозначают элементы, входящие в состав бронзы: О - олово, Ц - цинк, а - алюминий, С - свинец, Ж - железо, Мц - марганец, Б - бериллий и др. После этого цифрами указывают среднее содержание элементов в процентах (содержание меди цифрами указывают). Например, марка БрОЦ4-3 означает, что бронза содержит 4% олова, 3% цинка, остальное - медь; БрОЦС5-5-5 - бронза содержит олова, цинка и свинца по 5%, остальное - медь.

Оловянистые бронзы (БрО3, БрО6, БрОС25-8 и др.), В зависимости от содержания олова и фазового состояния, разделяют на однофазные (до 5 % Sn) со структурой б-твердого раствора и двухфазные (более 5% Sn).

Однофазные бронзы пластичны и хорошо поддаются деформированию, из них изготавливают фольгу, сетки, проволока, прутки, ленты и т.п. в твердом и мягком состояниях. Двухфазные оловянистые бронзы с большим содержанием олова (до 15... 20%) используют как литейные материалы для изготовления различных фасонных отливок. Их также дополнительно легируют цинком (4... 10%), свинцом (3... 6%), фосфором (0,4... 1,0%). Оловянистые бронзы коррозионно устойчивы в морской воде, NaOH, Na2СО3, устойчивые в растворах НNO3 и НСl, имеют достаточно высокие механические свойства: ув = 150... 350 МПа, 60... 90 НВ, д = 3... 5%, хорошо обрабатываются резанием. Оловянистые бронзы типа БрОЦН3- 7-5 используют для арматуры, эксплуатируется на воздухе, в пресной воде, масле, паре и при температурах до 250 єC; бронза типа БрОЦС5-5-5 - для антифрикционных деталей, арматуры и т.д.

Алюминиевые бронзы (4... 11% Аl) имеют высокую коррозионную стойкость, высокие механические и технологические свойства (БрАЖ9-4, БрАЖН10-4-4, БрКМц3-1, БрС30 и др.). Однофазные бронзы с содержанием алюминия до 8-9% хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии. Двухфазные бронзы с содержанием алюминия 9-11%, а также железа, никеля, марганца имеют большую прочность, подвергаются обработке давлением в горячем состоянии. Из алюминиевых бронз изготавливают арматуру трубопроводов для различных сред (кроме морской воды) и температур до 250 єC (БрАЖ9-4, БрАЖ9-4Л) детали для эксплуатации в среде морской воды, винты, лопасти (БрАМц9-2Л0; втулки, подшипники скольжения (БрАМц10-2) фланцы, шестерни и другие ответственные детали (БрАЖМц10-3-1,5).

Марганцевые бронзы (БрМц5, БрМцС20-5) имеют сравнительно невысокие механические свойства, но высокую пластичность, коррозионную стойкость, жаропрочность. Из них изготавливают детали для теплоэлектростанций, котлы, вентили, задвижки, арматуру и т.д.

Бериллиевые бронзы содержат в своем составе 2... 2,5% Be (БрБ2), имеют очень ценный комплекс свойств: высокой химической стойкостью, теплостойкость, высокий порог упругости, хорошо обрабатываются резанием, имеют высокие механические свойства: ув = 1100... 1 300 МПа, 370 НВ, д = 1%. Берилиевые бронзы закаливают в воде при температурах не выше 800 єC и подвергают искусственному старению при 350 єC. Используют бериллиевой бронзы для изготовления изделий ответственного назначения: упругие контакты, пружины, мембраны, без искровой инструмент для ведения взрывоопасных горных работ.

Кремниевые бронзы содержат в своем составе 1... 3% Si (БрКН1- 3, БрКМЦ3-1), служат заменителями оловянистых бронз (например, БрОЦС6-6-3). Они имеют высокие литейные свойства, коррозионную стойкость, упругость, допускают горячую обработку давлением и обработку резанием. С кремниевых бронз изготавливают прутки, полосу, отливки, заготовки для изделий, работающих при температурах до 500 єC.

Свинцовая бронза (БрС30) широко используется в машиностроении как антифрикционный материал.

Латуни - это двойные или многокомпонентные сплавы меди, в которых основным легирующим элементом является цинк (до 45%). При большем содержании цинка в латуни снижается прочность и возрастает хрупкость. Содержание других легирующих элементов в специальных латунях не превышает 7... 9%.

Маркируют латуни буквой Л, после которой цифрой указывают содержание меди в процентах (например, сплав Л62 содержит 62% меди и 38% цинка). Если в составе латуни кроме меди и цинка есть еще другие элементы, то для их обозначения после буквы Л пишут начальные буквы названий этих элементов (О - олово, С - свинец, Ж - железо, Ф - фосфор). Процент содержания каждого из этих элементов показывают соответствующие цифры, стоящие после количественного показателя меди в латуни. Например, сплав ЛАЖ60-1-1 содержит 60% Си, 1% Al, 1% Fe и 38% Zn.

В зависимости от содержания Zn и структуры при комнатной температуре латуни делят на однофазные б-латуни (до 39% Zn) и двухфазные б + в-латуни (более 39% Zn). Если цинка в сплаве более 39%, образуется хрупкая в-фаза - твердый раствор на основе электронной соединения CuZn с ОЦК-решеткой.

Однофазные латуни (Л62, Л68, Л80) пластичны, легко деформируются. Снабжают их в виде полуфабрикатов - прутки, проволока, полоса, ленты и тому подобное. Из латуней типа Л62, Л68 изготавливают ленты, гильзы патронов, радиаторные трубки, проволока, фольгу. Латунь марки Л80 (томпак) имеет цвет золота. Используют ее при изготовлении ювелирных и декоративных изделий, а также для ответственных деталей. Механические свойства однофазных латуней (Л68, Л80, Л90) таковы: ув = 260... 320 МПа, 53... 55 НВ, д = 45... 55%.

Двухфазные б + в-латуни мало пластичны, и изделия из них изготавливают в основном методом литья. С литейных латуней изготавливают арматуру, фасонное литье, втулки (ЛС59-1Л) антифрикционные детали (ЛМц58-2-2) коррозионостойкие детали (ЛА67-2,5) гребные винты, лопасти, арматуру, эксплуатируется до 300 єC (ЛМцЖ55-3-1).

Дополнительное легирование латуней различными элементами повышает их эксплуатационные свойства. Так, легирования 1... 2% свинца улучшает обрабатываемость сплава резанием (ЛС59 - автоматная латунь) олово повышает коррозионную стойкость в морской воде; алюминий и никель повышают механические свойства. ЛАН59-3-2).

Сплавы меди с никелем (основной легирующий элемент) используют в качестве конструкционных и электротехнических материалов.

Куниаль (Cu-Ni-Al) содержат в своем составе до 15% Ni, 1,5... 3 % Al, остальное - медь. Такие сплавы подвергают термической обработке - закалке с последующим старением. Куниаль используют для определения производства деталей повышенной прочности, изготовление пружин, а также различных электромеханических изделий.

Нейзильберы (Cu-Ni-Zn) содержат в своем составе до 15% Ni, до 20% Zn, остальное - медь. Имеют цвет близкий к серебру, устойчивые к атмосферной коррозии. Эти сплавы используют в приборостроении, производстве часов.

Мельхиор (Cu-Ni + небольшие добавки до 1% Fe i Mn) имеют высокую коррозионную стойкость, в том числе в морской воде. Используются для изготовления теплообменных аппаратов, посуды, декоративных штампованных и чеканных изделий.

Копель (Cu-Ni-Mn) содержит в своем составе 45% Ni, 0,5% Mn, остальное - медь. Сплав с высоким удельным электросопротивлением используют в электротехнике, а также для изготовления электронагревательных элементов.

Манганин (Cu-Ni-Mn) - МНМц3-12 относят к реостатных сплавов, используют в электротехнике. Такое же применение имеет и константан.

Константин (Cu-Ni-Mn) - 40... 43% Ni, 0,5... 1,5% Mn, остальные - Медь (МНМц40-1,5).

Титан - серебристо-серый металл с температурой плавления +1672 єC, с малым удельным весом (с = 4,5 г / см3) и высокой корозионной стойкостью относится к переходным металлам четвертой группы периодической системы элементов. Механические характеристики титана такие: ув = 270 МПа, 100... 140 НВ, д = 25%. Прочность технически чистого титана зависит от чистоты металла. Примеси углерода, кислорода, водорода снижают его пластичность, сопротивление коррозии и свариваемость. Особенно вредными являются примеси водорода. Механические Свойства технически чистого титана (марки ВТ-0, ВТ1-00, ВТ-1) находятся на уровне свойств обычных конструкционных сталей. Из него изготавливают катаные и прессованные трубы, лист, проволока, поковки. Он хорошо сваривается, имеет высокие механические характеристики, коррозионную стойкость и жаропрочность, но трудно обрабатывается резанием, имеет низкие антифрикционные свойства.

Легирования титана определенными элементами позволяет существенно повысить его механические (ув? 1 500 МПа, д = 10... 15%) и специальные свойства. Так, Al повышает жаропрочность и механические свойства титана, V, Mo, Cr, Mn - жаропрочность.

Титан является полиморфным металлом и существует в двух аллотропических модификациях - б и в. Температура полиморфного превращения равна 882,5 єC. Ниже этой температуры титан имеет гексагональную кристаллическую решетку, а выше - решетку объемноцентрированного куба. Легирующие элементы, которые входят в состав промышленных титановых сплавов, образуя с титаном твердые растворы замещения, меняют температуру полиморфного превращения б - в. Такие элементы, как Al, В, N повышают температуру превращения, расширяют область существования б-твердого раствора на диаграмме состояния (б-стабилизаторы); элементы V, Mo, Cr, Mn, Fe снижают температуру превращения (в-стабилизаторы).

В зависимости от структуры равновесном состоянии титановые сплавы разделяют на б-сплавы (однофазные) и в-сплавы (двухфазные). Так, основными промышленными сплавами титана со структурой б + в является ВТ5 (4,5... 5% Al; 3,5... 4,5% V), ВТ8 (5,8... 6,8% Al; 2,8... 3,8% Mo). По технологическому назначению их разделяют на литейные и поддающиеся деформированию.

По прочности титановые сплавы разделяют на три группы:

- Низкой прочности с ув = 300... 700 МПа (ВТ1)

- Средней - с ув = 700... 1000 МПа (ВТ3, ВТ4, ВТ5)

- Высокой прочности с ув> 1000 МПа (ВТ6, ВТ14, ВТ15) после закалки и старения.

Титановые сплавы можно подвергать всем основным видам термической обработки, а также химико-термической обработке, изменяя их свойства в нужном направлении. Литейные сплавы имеют более низкие механические свойства по сравнению с аналогичными деформированными. Для литья используют сплавы, соответствующие химические составляющие сплавов ВТ5, ВТ14, маркируют их с добавлением букв Л (ВТ5Л, ВТ14Л), или специальные литейные сплавы.

Титан и его сплавы используют в авиации и ракетостроении, химической промышленности, судостроении и криогенной технике.

Магний - наиболее легкий из цветных технических металлов - (с = 1,75 г / см3), не имеет аллотропических преобразований. Температура плавления магния 650 єC. Технически чистый магний имеет низкие механические свойства (ув = 180 МПа, 30 НВ, д = 5%), склонен к самовозгоранию, тепло- и электропроводность его низкие. Используется в технике в виде сплавов. В состав магниевых сплавов входят Al, Mn, Zn, Zr. При этом прочность возрастает до 360... 520 МПа. Сплавы магния подразделяют на: деформированные и литейные.

Деформированные магниевые сплавы предназначены для изготовления полуфабрикатов (пруток, лист, профиль) обработкой давлением. При нормальной температуре магний деформируется плохо. Для повышения пластичности его сплавов применяют обработку давлением при 360... 520 єC в зависимости от марки сплава. Такие сплавы маркируют буквами МА и цифрами (МА1, МА2-1, МА14), которые означают порядковый номер сплава.

Сплав МА1 (содержит 1,3... 2,5% Mn) имеет хорошую технологическую пластичность, свариваемость и коррозионную стойкость. Относится к сплавам низкой прочности. Дополнительное легирование его цезием, примерно 0,2% (МА8), измельчает зерно, повышает механические свойства и способность к холодной деформации. Сплав МА2-1 относится к системе Mg-Al-Zn, имеет достаточно высокие механические свойства и технологическую пластичность. Подвергается всем видам листовой штамповки и прокатки. С деформированных магниевых сплавов изготовляют детали самолетов, автомобилей и прядильных станков.

Литейные магниевые сплавы используют для изготовления деталей методом литья. Их маркируют буквами МЛ и цифрами, означают порядковый номер сплава (МЛ5, МЛ, МЛ-10, МЛ-12). Например, сплавы МЛ5 и МЛ6 относятся к системе Mg-Al-Zn. Самыми распространенными из этой группы сплавов является МЛ5 (7,5... 9% Al; 0,2... 0,8% Zn; 0,15... 0,5% Mn). Отливки из магниевых сплавов иногда подвергают закалке с последующим старением. Некоторые сплавы МЛ применяют для высоконагруженных деталей авиационной промышленности (картеры, корпуса приборов, формы шасси и т.д.). Учитывая низкую коррозионную стойкость магниевых сплавов, изделия из них подвергают оксидированию с последующим нанесением на них лакокрасочных покрытий.

2.2 Алюминиевые сплавы. Дюралюминий и силумин

Алюминиевые сплавы, пригодные для ковки (кованые), обозначают буквами АК, для литья - АЛ, а цифра - порядковый номер сплава.

Малый удельный вес, высокая коррозионная стойкость, высокие показатели удельного (относительной) прочности и прекрасный внешний вид алюминиевых сплавов обеспечивают им широкое использование во всех областях техники как конструкционного материала. Удельная прочность, то есть отношение предела прочности к удельному весу алюминиевых сплавов, значительно выше удельной прочности углеродистых и легированных сталей.

Все алюминиевые сплавы в зависимости от технологии изготовления из них полуфабрикатов и деталей делятся на две группы: литейные и деформируемых.

Силуминами называются сплавы алюминия с кремнием (Si = 6.14%). Они отличаются высокой жидкотекучестью, малой линейной усадкой (0,9-1,2%) и низкой склонностью к образованию трещин. Хорошие литейные свойства обусловлены высокой долей эвтектики в их составе. В состав большинства марок силуминов, кроме кремния, как основного легирующего элемента, входят марганец (0,2-0,6%), магний (0,2-0,55%), а также титан (0,1-0,3 %). Растворяясь в алюминии, легирующие элементы увеличивают прочность и твердость силуминов. В то же время марганец повышает антифрикционные свойства, а титан выполняет роль модификатора.

Больше всего можно улучшить механические свойства силуминов, измельчая их структуру. С этой целью до жидкого раствора сплава перед его разливкой добавляют небольшое количество натрия в соединениях NaF + NaCl. Кроме модифицирующего действия натрий сдвигает вправо эвтектическую точку системы А1-Si, в результате чего заэвтектические силумины переходят в доэвтектические. Силумины используют для изготовления мало и средне нагруженных литых деталей часто сложной конфигурации.

Диаграмма состояния силуминов показана на рис. 2.1

Самыми распространенными марками силуминов является АК12, АК9, АК8, АК7. Буквой А обозначено, что сплав алюминиевый, буквой К - кремний. Число после буквы К показывает среднюю массовую долю кремния в %.

Структура силуминов состоит из твердого раствора б и эвтектики б + Si. Кремний в эвтектике выглядит больших игл (рис. 2.1, в). Для измельчения эвтектики в силумин перед разливкой добавляют как модификатор до 0,1% натрия.

Таблица 2.1 Химический состав и свойства литых алюминиевых сплавов [ГОСТ 2685-75]

Марка сплава	Химический состав, % масс.	Способ литья1	Вид термической обработки2	Механические свойства
	Si	Cu	Mg	Другие элементы			sв, МПа	d, %	НВ
АЛ2	10-13	-	-		З	-	180	6	50
АЛ4	8,0-10,5	-	0,17-0,30	0,2- 0,5Mn	З,О,В,К,Д, ЗМ,ОМ,ВМ	- Т6	150 230	2 3	50 70
АЛ9	6,0-8,0	-	0,20-0,40		З, О, В, К, ЗМ,ОМ,ВМ	- Т6	160 230	2 1	50 70
АЛ3	4,0-6,0	1,5-3,5	0,20-0,80	0,2- 0,8Mn	З	Т6	-	-	-
АЛ5	4,5-5,5	1,0-1,5	0,35-0,60	-	З	Т6	-	-	-
АЛ6	4,5-6,0	2,0-3,0	-	-	З	Т6	240	4	80
АЛ11	6,0-8,0	-	0,1-0,3	10-14 Zn	З	Т6	-	-	-
АЛ7	-	4-5	-	-	З	Т6	280	2	95
АЛ12	-	9-11	-	-	З	Т6	200	1	70
АЛ8	-	-	9,3-10,0		З, О, В, К	Т4	300	15	75
АЛ27-1	-	-	9,5-10,5	0,05-0,15Ti 0,05-0,20Zr 0,05-0,15Be	З,О,К,Д	Т4	300	15	75
АЛ19	-	4,50-5,30	-	0,6-1,0Mn 0,15-0,30Ti	З, О, В, К	Т4 Т5	300 340	8 4	70 90
АЛ1	-	3,75-4,50	1.25-1.75	1,75-2,25Ni	З, О, В, К	Т5	210	0,5	95

Примечания: 1. Определяет следующие виды литья: С - земля; О - оболочковые формы; В - модели выплавляемым; К - кокили; Д - литье под давлением; М - сплав при литье модифицируется. 2. Обозначает следующие виды термической обработки: Т4 - закалка; Т5 - закалка и частичное старение; Т6 - закалка и полное старение до максимальной твердости

Рис. 2.1. Диаграмма состояния сплавов Al-Si и схема влияния модифицирования на кристаллизацию в системе Аl - Si [36]: 1 - без модификации, 2 - после модификации

Микроструктура модифицированного силумина состоит из светлых участков твердого раствора б и мелкодисперсной эвтектики б + Si (рис. 2.2, б, г)

Рис. 2.2. Микроструктура (а, б) и схема структуры (в, г) силумина [13, 34]: а в - к модификации; б, г - после модификации



Микроструктура и свойства сплава АЛ2

Сплав АЛ2 - силумин с содержанием кремния, близким к эвтектическим (10-13%). Эвтектика в системе А1 - Cu образуется при содержании кремния 11,6% и состоит из кристаллов твердого раствора кремния и алюминия и кристаллов кремния. Сплав АЛ2 зависимости от содержания кремния может состоять из эвтектики и небольшого количества избыточной фазы. Так, в сплаве с 12% Cu (заэвтектических) структура состоит из кристаллов кремния (белого цвета) и эвтектики грубого строения, в которой кремний находится в виде больших игл. Силумин с такой структурой имеет низкие механические свойства. Если в жидкий сплав перед его кристаллизацией ввести небольшое количество (0,01 - 0,02%) натрия, то это приводит к измельчению включений кремния и повышения механических свойств силумина. Этот процесс искусственного регулирования размеров и формы кристаллов называется модифицирования. При модифицировании точка эвтектики смещается к более высоким концентрациям кремния и эвтектический сплав АЛ2 становится доэвтектических. Структура его состоит из первичных дендритов твердого раствора (светлый фон) и мелкой (дисперсной) эвтектики Cu (темный фон). Сплав АЛ2 термической обработке не подвергается.

Медные силумины, кроме алюминия содержат 4 - 22% кремния, 1-8 меди, а также 0,2-1,3 Мg, 0,2-0,8 Мп и 0,1-0, 3% Те. По сравнению с силуминами они немного хуже литейные свойства, но лучшие механические. Их марки АК5М, АК8М, АК12М2МгН и др. Числа после букв К, М, Н и Мг показывают среднюю массовую долю (в%) кремния, меди, никеля и марганца соответственно. Когда число после буквы отсутствует, массовая доля элемента составляет около 1%. Среди медных силуминов важно сплав марки АК8М, содержащий около 8% Cu, 1% Сu, а также Мg, Mn, Ti (0,3-0,4% каждого). Среди медных силуминов отдельного внимания заслуживает сплав марки АК8М, содержащий около 8% Si, 1% Сu, а также Мg, Mn, Ti (0,3-0,4% каждого). Медь и магний, имеют переменную растворимость в алюминии, способствуют укреплению сплава при термообработке: закалка и искусственного старения. Сплав АК8М имеет хорошую свариваемость и коррозионную стойкость. Из медных силуминов изготавливают корпуса компрессоров, головки и блоки цилиндров автомобильных двигателей.

Сплав АЛ6 - низкокремнистый силумин, содержащий 4,5-6,0% Si с добавками меди. Основой этого силумина является система А1 - Si - Сu (алюминий - кремний - медь). Микроструктура сплава АЛ6 состоит из кристаллов твердого раствора, двойной и тройной эвтектики. Через небольшое количество эвтектической составляющей отливки из сплава АЛ6 не поддаются упрочняющей термической обработке.

Сплав АЛ9 - низкокремнистый силумин (6,0-8,0% Cu) с добавками магния. Основой магниевых силуминов является система А1 - СИ - Мg. Основными структурными составляющими являются первичные кристаллы с двойной эвтектикой, а также вторичные кристаллы Мg2Sі, выделяемых из твердого раствора. При неравновесной кристаллизации выделяется также тройная эвтектика. Сплав АЛ9 подвергается закалке и старению. В структуре закаленного сплава присутствуют скоагулированные частицы кремния эвтектического происхождения и компактные включения нерастворимого составляющей (А1, Mn, Fe, Cu). Силицид Мg2Sи полностью переходит в твердый раствор и обеспечивает укрепление сплава при следующем старении.