Силумин

Силуми́н — сплавалюминия с кремнием. Химический состав: основа — алюминий, 4-22 % кремния, незначительное количество примесей железа, меди, марганца, кальция, титана, цинка и некоторых других. Некоторые силумины модифицируются добавками натрия или лития. Добавка всего 0,05 % лития или 0,1 % натрия позволяет увеличить содержание кремния в эвтектическом сплаве с 12 % до 14 %. Сплавы Al-Si (силумины) обладают высокими литейными свойствами^[1]. В двойных сплавах Al-Si эвтектика состоит из твёрдого раствора и кристаллов практически чистого кремния. В легированных силуминах (АК9ч) помимо двойной эвтектики имеются тройные и более сложные эвтектики. В двойных силуминах с увеличением содержания кремния до эвтектического состава снижается пластичность и повышается прочность.

АК##@@, где:

• А — алюминий,
• К — кремний,
• ## — процентное содержание кремния в сплаве,
• @@ — другие химические элементы, содержащиеся в сплаве (если имеются).

Встречается другая маркировка: АЛ##, где:

• АЛ — алюминий литейный,
• ## — номер сплава.

Наиболее распространённые марки:

• АК12 — 12 % кремния, эвтектический сплав.
• АК9 — 9 % кремния.
• АК7Ц9 — 7 % кремния, 9 % цинка.

Плотность силуминовых сплавов от 2,5 до 2,94 г/см³.
По сравнению с алюминием обладают большей прочностью и износоустойчивостью, но уступают в этом дюралям — сплавам алюминия с медью, магнием и марганцем. Материал хрупок, при обработке крошится без образования длинной гибкой стружки в отличие от алюминия и меди.

В отличие от дюралюминия, силумины устойчивы к коррозии во влажной атмосфере и морской воде, в слабокислой и щелочной среде.

Для устранения основного недостатка силумина — высокой хрупкости — при выплавке в расплав добавляют модифицирующие добавки, которые замедляют рост игольчатых кристаллов кремния и формируют мелкозернистую структуру сплава. В качестве модификаторов могут применяться тугоплавкие частицы (инокуляция) - это модификаторы первого рода, к которым относятся Ti, Zr, V, TiC, TiB2, а также поверхностно-активные элементы (Na, Sr, Sb, Ba — модификаторы второго рода).

Если модификаторы первого рода могут применятся также к дюралям и магналиям, то модификаторы второго рода чаще всего используются в доэвтектических и эвтектических силуминах для превращения грубой эвтектической структуры, содержащей игольчатые кристаллы кремния, в мелкодисперсную. В XXI веке прошёл ряд исследований, посвященных принципиально новым модификаторам на основе РЗЭ и их соединений^[2][3]. Одним из перспективных модификаторов признан, в частности, европий (Eu)^[4].

Применяются для литья деталей в авто-, мото- и авиастроении (например, картеров, блоков цилиндров, поршней) и для производства бытовой техники (теплообменников, санитарно-технических запорных арматур, мясорубок), в скульптурной технике, в дешёвых электропневматических репликах оружия, иногда изготовляют ключи.

В СССР из силумина нередко изготавливали наборы игрушечных солдатиков, например «Ледовое побоище» ЛКЗ имени В. В. Куйбышева, «Донской поход» московского завода игрушек «Прогресс», «Воины средневековья», «Конница Отечественной войны 1812 года» и «Конармия» Астрецовской фабрики металлических игрушек и другие, которые, из-за хрупкости материала, ценятся сегодня многими коллекционерами.

Недостатком силумина является высокая пористость и грубая крупнозернистая эвтектика отливок, что сильно отражается на воспроизводимости (стабильности) прочностных свойств получаемых деталей.^[5]

• Альсифер
• Дюралюминий

• ГОСТ 1583-93. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия