Сплав АК12

Одна из основных категорий лёгких металлов, которые широко применяются в различных отраслях промышленности, - сплавы на основе алюминия. Наиболее распространённый из них – литейный сплав АК12. Для успешного практического использования металла специалистам необходимо уметь правильно распоряжаться информацией о его назначении, составе и свойствах.

Характеристика сплава

В различных областях промышленности наряду с высокопрочными сплавами на основе чёрных металлов (сталь, чугун) широко используются лёгкие соединения на основе алюминия и кремния - силумины. Они отличаются большей прочностью и износостойкостью в сравнении с чистым алюминием, но несколько уступают соединениям алюминия с медью.

Один из наиболее распространённых сплавов алюминия с кремнием – АК12. Он относится к категории литейных.

По устаревшей классификации маркировался литерами АЛ – алюминий литейный.

АК12 по свойствам можно разделить на три группы:

Физические

• удельная теплоёмкость – 838 Дж/(кг*град);
• модуль упругости – 0,7 Мпа;
• плотность – 2650 кг/м3;
• коэффициент температурного расширения – 21,1 1/Град;
• удельное электрическое сопротивление – 54,8 Ом*м. 

Механические

• твёрдость по Бринеллю – НВ 10-1=50 МПа;
• временное сопротивление разрыву при литье в кокиль или под давлением – 147-157МПа;
• относительное удлинение при литье в кокиль – 2-3%;
• относительное удлинение при литье под давлением – 1-2%. 

Литейно-технологические

• коэффициент линейной усадки – 0,8%.

Силумин герметичен и очень устойчив к коррозии. У сплава АК12, применяющегося в морской воде, доля меди в соответствии с требованиями стандарта не должна превышать 0,3%. Отличные антикоррозионные свойства сплав проявляет и в других средах:

• слабокислой;
• щелочной;
• в условиях высокой влажности.

К отрицательным свойствам сплава АК12 следует отнести следующие: - хрупкость при механической обработке. 

• высокий показатель пористости;
• крупнозернистая эвтектическая структура отливок;
• невысокий порог физических нагрузок.

Достичь увеличения прочности путём термообработки (закалки) отливок сплава невозможно.

Химический состав

По ГОСТу 1583-93 «Сплавы алюминиевые литейные» АК12 имеет следующий химический состав:

1. Основные металлы 

• алюминий – 84,3-90%.
• кремний – 10-13%.

2. Примеси

• железо – до 1,5%
• медь – до 0,6%
• марганец – до 0,5%
• цинк – до 0,3%
• магний и титан – до 0,1%

Высоких механических показателей сплав достиг после модификации химическими добавками: 

• натрием;
• калием;
• литием.

В отдельных случаях могут применять также соли вышеуказанных химических элементов. Доля модификаторов в составе сплава не превышает 0,01%. Их назначение – увеличение показателя пластичности при литье путём связывания атомов кремния.

Кроме традиционных модификаторов в последнее время стала широко применяться технология добавки соединений на основе стронция, который устойчив к угару. Также его добавка не приводит к увеличению газовой усадки и пористости отливки. АК12 с добавлением стронция сохраняет физико-химическую структуру после многоразовой переплавки.

Практическое применение сплава АК12

Из-за высокого показателя жидкотекучести сплав широко применяется при производстве деталей, работающих в среде с температурой до 200ºС. Отливки из силумина изготавливаются тремя способами:

• под давлением. 
• с использованием металлической литейной формы (кокиля). 
• с использованием литейной формы из песка.

Наиболее востребованная на рынке форма готовых отливок из АК12 – чушки весом до 15 кг.

В соответствии с требованиями стандарта на отливку путём оттиска наносится следующая информация:

• наименование сплава;
• номер плавки;
• масса.

К упаковке в обязательном порядке прилагается сертификат с указанием точного химического состава сплава.

Области применения и линейка изделий из АК12 необычайно широка:

• автомобильная промышленность, авиастроение – блоки цилиндров, поршни и картеры двигателей.
• жилищно-коммунальное хозяйство – запорная арматура для сантехнических работ, теплообменники для обогревательных устройств.
• Из силумина изготавливаются некоторые виды кухонной бытовой техники.

В военной сфере сплав АК12 применяется для производства облегчённых электропневматических копий стрелкового оружия.

Необычная современная область применения силумина – ювелирное дело. Сплав обладает тремя исключительно важными при изготовлении бижутерии свойствами:

• хорошо поддаётся сварке;
• легко шлифуется;
• при полировке образует ровную поверхность.

Для окрашивания силуминового сплава в различные цвета его подвергают процедуре анодирования. Если обработка производится при низкой температуре, металл приобретает характерный золотистый цвет.