Цветные металлы и сплавы

Медь относится к числу металлов непереходных групп, имеет кристаллическую решетку ГЦК. Медь обладает самой высокой электро- и теплопроводностью из всех металлов, уступая только серебру. Чем выше чистота меди, особенно по содержанию элементов, с которыми она образует твердые растворы, тем выше ее электропроводность. Чистая медь характеризуется весьма невысокой прочностью (s _в =220 МПа) при очень высокой пластичности (d =45-50%). Пластичность при нормальных температурах зависит от содержания примесей - серы и кислорода, которые образуют в меди частицы включений сульфидов (Сu₂S) и оксидов (Сu₂О), соответственно. При температуре горячей деформации эвтектики меди со свинцом или с висмутом расплавляются, и тогда возникает явление горячеломкости. Присутствие висмута придает меди хрупкость при пониженных температурах, поскольку сам висмут обладает хрупкостью, и он часто располагается по границам зерен меди. Содержание свинца и висмута ограничивается величиной £ 5 х10^-3 % и £ 2х10^-3 % соответственно.

В меди, содержащей кислород в виде оксидов или в твердом растворе, при нагреве и водородосодержащей атмосфере возникают трещины на поверхности - "водородная болезнь". Их появление является результатом выхода из меди водяных паров, образовавшихся по реакции водорода с кислородом. Для снижения содержания кислорода используют метод вакуумной плавки.

Прочность меди может быть увеличена в результате холодной пластической деформации (более 60 - 70 %), что приводит к упрочнению до уровня s _в » 450 МПа, но при этом, естественно, сильно снижается пластичность (d £ 5%). Рекристаллизационный отжиг меди обычно проводят при 300 - 350°С.

Сплавы меди с цинком называют латунями; за исключением сплавов с никелем, все другие ее сплавы называют бронзами.

Латуни обозначают буквой Л и цифрой, указывающей массовое содержание меди в сплаве в процентах (например, Л96, Л59). Если латунь легирована наряду с цинком другими элементами, то после буквы Л ставят условное обозначение этих элементов: С - свинец, О - олово, Ж - железо, А - алюминий, К - кремний, Мц - марганец, Н - никель. Числа после букв показывают массовое содержание легирующего элемента, кроме цинка (например, ЛМцЖ55-3-1 содержит ~ 55 % Cu, 3 % Мn, 1 % Fe, Zn - ост.).

Как уже отмечалось, основной легирующий элемент в латуни - цинк. При его содержании до 39% сплавы являются однофазными, состоящими из a - твердого раствора цинка в меди (см. рис. 5.10).

Рис. 5.10. Диаграмма состояния Cu-Zn (a) и зависимость свойств латуней от содержания Zn (б)

При содержании Zn >39% из твердого раствора выделяются соединения CuZn с неупорядоченной (b -фаза) или упорядоченной (b '-фаза, существует ниже 468-454^оС) структурой. В технике применяют латуни, содержащие до 43% цинка, поскольку при дальнейшем увеличении цинка в сплаве прочность латуни уменьшается, а хрупкость увеличивается. По сравнению с медью латуни обладают большей прочностью, твердостью, пластичностью, высокой коррозионной стойкостью и жидкотекучестью. В сложных (специальных) латунях общее содержание дополнительных легирующих компонентов не превышает 7-9%; все они (кроме свинца) увеличивают прочность, но уменьшают пластичность сплавов. Добавка свинца улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием.

Латуни подразделяют на деформируемые и литейные.

Бронзы маркируют буквами Бр, затем указывают основные легирующие элементы и их содержание в сплаве. Так БрОЦС6-6-3 содержит 6%Sn, 6%Zn и 2%Pb, Сu - ост. Обозначение элементов в бронзах то же, что и при маркировке латуней. Кроме того, фосфор обозначают буквой Ф, цинк - Ц, хром - X, бериллий - Б, цирконий - Цр.

Оловянные бронзы по структуре бывают однофазными (a -твердый раствор олова в меди) и двухфазными, состоящими из a - и d - (Cu₃₁Sn₈) фаз. d -фаза выделяется при содержании олова 7-9%. Она повышает твердость и хрупкость бронз. Оловянные бронзы характеризуются высокими антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью, низкой литейной усадкой, облегчающей получение отливок, от которых не требуется высокая герметичность (хорошо передает форму изделия). Из-за возрастающей хрупкости при увеличении олова в промышленности применяют бронзы, содержащие до 10-12 % Sn.

Оловянные бронзы применяют для литья художественных изделий. При дополнительном легировании фосфором их используют для изготовления деталей, работающих на трение в коррозионной среде: подпятники, подшипники, уплотняющие втулки, пояски поршневых колец, клапаны.

Алюминиевые бронзы могут быть как двойными (например, БрА5), так и дополнительно легированными никелем, марганцем, железом и др. Бронзы, содержащие до 4-5%Аl, характеризуются высокой пластичностью. При ускоренном охлаждении сплавов с 6-8%Аl в структуре наряду с пластичным a -твердым раствором алюминия в меди появляется твердая, хрупкая g '-фаза (Сu₃₂Аl₁₉). Поэтому двухфазные сплавы обладают более высокой прочностью, но пониженной пластичностью по сравнению с однофазными. Алюминиевые бронзы хорошо обрабатываются давлением, коррозионностойки, имеют высокие механические свойства, хорошие литейные свойства, однако при литье образуется концентрированная усадочная раковина. Многокомпонентные бронзы, содержащие >9-11%Аl, упрочняются закалкой и старением.

Алюминиевые бронзы, прежде всего, используются в качестве заменителей оловянных. Из высокопрочных алюминиевых бронз изготавливают шестерни, втулки, подшипники, пружины, детали электрооборудования.

Бериллиевые бронзы обладают высокими механическими (в частности, упругими) свойствами, стойкостью против коррозии и удовлетворительной электро- и теплопроводностью, хорошо свариваются. Широко известны бронзы, содержащие 1,6-2,6%Bе, 0,2-0,5%Ni, 0,1-0,25%Тi (БрБ2; БрБ2,5; БНТ-1,9, БНТ-1,7, цифры указывают содержание бериллия % (по массе)). Бериллиевые бронзы упрочняются закалкой (760-800^оС) со старением (300-350^оС, 2ч). В результате закалки фиксируется пересыщенный a -твердый раствор легирующих элементов в меди. При этом бронза имеет высокую пластичность (d =30-40%), невысокую прочность (s _в = 450- 560 МПа) и может подвергаться пластической деформации в закаленном состоянии. При старении из пересыщенного га-раствора выделяются дисперсные частицы g -фазы (СuВе). Бронзы БрБ2 и БрБ2,5 после закалки и старения обладают высокой прочностью ((s _в = 1250-1300 МПа), но малой пластичностью (d = 2-5%). Промежуточная холодная пластическая деформация обеспечивает дополнительное повышение прочности до s _в = 1400 МПа.

Имеются еще классы кремнистых бронз, хромовых, циркониевых бронз, которые получили меньшее распространение.

5.2.2. Алюминиевые сплавы

Классификация и маркировка алюминиевых сплавов. Деформируемые, жаропрочные, литейные, спеченные, сверхлегкие сплавы

Алюминий - металл серебристо-белого цвета с малой плотностью 2,7 г/см³ и невысокой температурой плавления 660^оС. Он кристаллизуется в ГЦК решетку, не имеет полиморфных превращений, обладает высокой теплопроводностью, электропроводностью и пластичностью.

По чистоте первичный алюминий делится на три класса: особой чистоты АЭЭЭ (99,999 % Аl, а сумма всех примесей не более 0,001 %); высокой чистоты А995, А99, А97, А95 (99,995 - 99,95%Аl) и технической чистоты А85, А8, А7, А6, А5, АО (99,85-99,0 % Аl).

Алюминий - химически активный металл, однако он обладает достаточной коррозионной стойкостью вследствие образования на поверхности плотной оксидной пленки Аl₂О₃. Она очень хорошо сцепляется с металлом и малопроницаема для всех газов. Алюминий стоек в концентрированной азотной кислоте и некоторых органических кислотах, а также в контакте с пищевыми продуктами. Соляная, плавиковая и другие кислоты, а также щелочи разрушают алюминий. Чем чище алюминий, тем выше его коррозионная стойкость.

Из технического алюминия изготовляют листы, профили, проволоку, прутки и другие полуфабрикаты.

Механические свойства чистого алюминия невысокие: s _в =60-130 МПа, d =5-28%.

Классификация и маркировка алюминиевых сплавов. В качестве основных легирующих элементов в алюминиевых сплавах применяют Cu, Mg, Si, Mn, Zn; реже Ni, Li, Ti, Be, Zr и др. Большинство легирующих элементов образуют с алюминием твердые растворы ограниченной растворимости и промежуточные фазы с алюминием и между собой (CuAl₂, Mg₂Si и др.).

Рисунок 5.11. Диаграмма состояния алюминий - легирующий элемент.

Все сплавы алюминия можно разделить на три группы:

1) деформируемые сплавы неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой (рис.5.11, области I и II соответственно),

2) литейные сплавы (см. тот же рис.);

3) сплавы, получаемые методом порошковой металлургии (САП - спеченные алюминиевые порошки, САС - спеченные алюминиевые сплавы).

Границей между деформируемыми и литейными сплавами является предел насыщения алюминиевого твердого раствора при эвтектической температуре, а границей между сплавами упрочняемыми и неупрочняемыми термической обработкой является предел насыщения того же раствора, при комнатной температуре (рис.5.2).

Маркировка алюминиевых сплавов. В настоящее время принята смешанная буквенная и буквенно-цифровая маркировка алюминиевых сплавов. Например, деформируемые сплавы обозначаются буквами Д, АД, АК, AM, АВ; литейные - АЛ. Буквой Д обозначают сплавы дуралюминия - Д1, Д16 и т. д. Буквы АВ означают сплав авиаль. Буквы АМг и АМц обозначают сплав алюминия с магнием (Мг) и марганцем (Мц), причем цифры, следующие за буквами АМг1; АМг6 соответствуют примерному содержанию магния в этих сплавах. Буквы АД отвечают деформированному алюминию, цифра указывает чистоту алюминия. Некоторые ковочные сплавы обозначены буквами АК (алюминий ковочный) - сплавы АК4-1, АК6, АК8 и т. д. Такая маркировка алюминиевых сплавов не отличается системой и единообразием. Поэтому в настоящее время вводится единая четырехцифровая маркировка алюминиевых сплавов. Первая цифра обозначает основу всех сплавов. Алюминию присвоена цифра один. Вторая цифра характеризует главный легирующий элемент или группу главных легирующих элементов. Третья цифра или третья со второй соответствует старой маркировке. Четвертая цифра - нечетная (включая 0) указывает, что сплав деформируемый. Так, сплав Д16 маркируют 1160, Д19 - 1190. Опытные сплавы обозначают цифрой 0, которая ставится впереди единицы, т.е. для опытных сплавов в виде исключения применяется пятизначная маркировка. Например, сплав марки 01420. Эта цифра исключается из маркировки, когда сплав становится серийным. Литейные сплавы имеют последнюю четную цифру. Металлокерамический способ производства характеризуется последней цифрой 9, проволочные сплавы обозначают цифрой 7.

Чистота сплавов обозначается следующими буквами, стоящими после маркировки сплава: Пч, Ч, Оч - соответственно практически чистый, чистый и очень чистый, по примесям железа, кремния и других контролируемых элементов. Состояние полуфабрикатов из алюминиевых сплавов обозначается следующей маркировкой: М - мягкий, отожженный; Т - закаленный и естественно состаренный; Т1 - закаленный и искусственно состаренный; Н - нагартованный; Н1 - усиленно нагартованный (нагартовка листа ~20 %) и т. д.

Деформируемые алюминиевые сплавы

Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой

К этой группе относятся сплавы алюминия с марганцем (сплавы АМц) и магнием (сплавы АМг). Сплавы могут упрочняться только холодной пластической деформацией. Их применяют для емкостей, бензо- и маслопроводов, а также для заклепок. s _в= от 130 до 430 МПа, s _0,2 = до 300 МПа, d порядка 10-20%.

Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой

Основными в этой группе являются сплавы систем алюминия с медью, магнием, марганцем, кремнием, .литием и бериллием: AI-Cu-Mg (Д16, Д19 и др.); AI-Zn-Mg-Cu (В93, В95, В96 и др.); AI-Cu-Mg--Mn-Si (АК6, АК8 и др.); AI-Be и AI-Be-Mg

Сплавы системы Al-Cu-Mg

Сплавы на основе этой системы с добавками марганца, названные дуралюминами, имеют широкий интервал прочностных свойств от средних до высоких. Дуралюмины марок Д16 и Д19 применяют в авиации. Сплавы применяются после закалки с 500 ±5^оС и естественного старения.

Упрочнение дуралюминов Д16 и Д19 при термической обработке достигается в результате образования зон Гинье-Престона сложного состава или упрочняющих фаз q (CuAl₂) и S (Al₂CuMg). Именно поэтому медь и магний в дуралюминах являются главными легирующими компонентами, определяющими природу сплава.

Марганец введен в данные сплавы для повышения их коррозионной стойкости, а титан (до 0,1 %) в сплав Д19 - для измельчения зерна.

Сплав Д16 при комнатной температуре отличается более высокой прочностью, чем остальные дуралюмины. Прочность прессованных полуфабрикатов из сплава Д16 (s _в = 530 МПа) значительно выше, чем листов (s _в = 440 МПа), что является результатом прессэффекта, который характерен для дуралюминов. Прессэффект связан с измельчением зерна твердого раствора при высокотемпературной термомеханической обработке.

Дополнительное повышение прочности листов из сплавов Д16 и Д19 достигается путем термомеханической обработки (сочетанием пластической деформации с искусственным старением). При этом у сплава Д16 более заметно, чем у сплава Д19, снижается пластичность и коррозионная стойкость. Поэтому указанный способ упрочнения сравнительно редко используют на практике.

По сравнению с чистым алюминием все дуралюмины отличаются пониженной коррозионной стойкостью и нуждаются в специальных средствах защиты от коррозии. Применяют в основном два способа защиты: плакирование (покрытие) дуралюмина техническим алюминием (марок А7 и А8) и электрохимическое оксидирование (анодирование). Анодированию подвергают любые полуфабрикаты, а плакированию - только листы. При анодировании (например, в серной кислоте) поверхность изделий покрывается более плотной и толстой, чем в естественных условиях, защитной оксидной пленкой Al₂O₃. Существенным недостатком плакированных листов по сравнению с неплакированными - пониженная усталостная прочность.

Дуралюмины на основе системы AI-Cu-Mg характеризуются низкой технологичностью при литье и обработке давлением (необходимо применение малых скоростей деформации) и требуют использования узкого интервала температур нагрева под закалку. Сплавы относятся к категории несвариваемых плавлением из-за высокой склонности к образованию кристаллизационных трещин.

Сплавы системы Al-Zn-Mg-Cu

Сплавы этой системы являются наиболее высокопрочными среди алюминиевых сплавов. Прочность этих сплавов достигает 500 -700 МПа, но при меньшей пластичности (d = 8-10%), чем у дуралюминов.

В отличие от дуралюминов в высокопрочных сплавах (В93, В95, В96) после закалки получается более стабильный твердый раствор. Поэтому сплавы применяют только после искусственного старения. Закалку проводят с 460-470^оС в холодной или подогретой (до 80-100^оС) воде. Нагретая вода необходима при закалке крупногабаритных профилей и штамповок во избежание их растрескивания.

Сплав В95 является наиболее универсальным конструкционным материалом. Он применяется для изготовления всех видов деформированных полуфабрикатов: листов, плит, профилей, труб, поковок и штамповок. Прессовананые профили из сплава В95 значительно прочнее, чем листы. По прочности при нормальной температуре сплав В95 значительно превосходит дуралюмины.

Сплав В96Ц - наиболее высоколегированный и самый прочный из всех деформируемых алюминиевых сплавов. Однако он уступает сплаву В95 в пластичности и коррозионной стойкости, сопротивлении повторным статическим нагрузкам, в большей чувствительности к надрезам и другим концентраторам напряжений. Низкая пластичность сплава В96Ц позволяет применять его только для производства горячедеформированных полуфабрикатов (профилей, труб, штамповок). Для изделий из сплавов В96Ц и В95 применяют аналогичные режимы термической обработки.

Высокопрочные сплавы В93, В95, В96 имеют ряд существенных недостатков по сравнению с дуралюмином Д16. Они более чувствительны к концентраторам напряжений, обладают меньшей вязкостью разрушения, и характеризуются резким снижением прочности при повышении температуры более 120^оС.

Жаропрочные алюминиевые сплавы

Жаропрочные алюминиевые сплавы имеют более сложный химический состав, чем остальные алюминиевые сплавы. Повышение жаропрочности сплавов типа дуралюмин - Д16, ВД17, ВАД2 было достигнуто путем увеличения содержания в них магния, а сплавов Д20 и Д21 - меди. Кроме того, применяют специальные добавки титана, циркония, железа, никеля и других элементов, положительно влияющих на жаропрочность сплавов.

Упрочняющими фазами жаропрочных алюминиевых сплавов являются: CuAl₂, Mg₂Si, S - фаза (Аl₂CuMg), W - фаза (AI₄CuMg₅Si₄), FeNiAl₉, AI₆Cu₃Ni и др. Полученные при искусственном старении мелкодисперсные выделения этих фаз устойчивы против коагуляции и тем самым повышают жаропрочность соответствующих сплавов.

Механические свойства жаропрочных алюминиевых сплавов: s _в= 420-440 МПа, s _0,2 = 280-350 МПа, d = 11-18%. Рабочая температура 200-300^оС.

Литейные алюминиевые сплавы

Литейные алюминиевые сплавы должны иметь хорошую жидкотекучесть, малую усадку, низкую склонность к образованию горячих трещин и пористости, а также высокие механические и коррозионные свойства.

Лучшие литейные свойства имеют сплавы, содержащие в своей структуре эвтектику. Эвтектика обеспечивает наибольшую жидкотекучесть при минимальной пористости, минимальной неоднородности и минимальном трещинообразовании.

В качестве литейных чаще применяют сплавы на основе систем AI-Si, AI-Cu и AI-Mg.

Рисунок 5.12. Диаграмма состояния системы Al-Si:

1- немодифицированные сплавы, 2- модифицированные сплавы.

Наилучшими литейными свойствами и малым удельным весом обладают сплавы системы AI-Si, называемые силуминами (АЛ2, АЛ4, ВАЛ5). Согласно диаграмме состояния AI-Si (рис.5.12) эвтектика (a +Si) образуется при 11,6%Si. Сплав АЛ2, содержащий 10-13%Si, практически целиком состоит из эвтектики, имеет наилучшие литейные свойства и применяется для мелкого и тонкостенного литья (деталей агрегатов и приборов). Термической обработкой не упрочняется. Для улучшения механических свойств сплава АЛ2 его подвергают модифицированию путем введения в жидкий сплав перед разливкой ~1% смеси солей фтористого и хлористого натрия. Модифицирование вызывает переохлаждение и увеличение содержания кремния в эвтектике. В результате структура эвтектики измельчается и появляются округлые зерна пластичных кристаллов твердого раствора кремния в алюминии. При этом в 1,5 раза повышается прочность и в 2-3 раза относительное удлинение.

Механические свойства литейных сплавов ниже по сравнению с деформируемыми (s _В= 180-330 МПа, s _0,2= 80-280 МПа, d =3-6%), особенно низки показатели пластичности и вязкости.

Для повышения механических свойств отливки из алюминиевых сплавов подвергают следующим видам термической обработки: Т1 - искусственное старение обычно при 175 ±5^оС, выдержка 5-20 ч без предварительной закалки, так как при литье сплавов в песчаную форму или в кокиль происходит частичная закалка, Т2- отжиг при 300 ±10^оС, выдержка 5-10 ч, охлаждение на воздухе; ТЗ, Т4 - закалка и естественное старение. Т6 - закалка и полное искусственное старение до максимальной твердости (чаще проводят при 200^оС в течение 3-5 ч); Т7 - закалка и стабилизирующее старение при 230 или при 250^оС в течение 3-10 ч; Т8 - закалка и смягчающее старение при 240-250^оС в течение 3-5 час.

Сплавы ВАЛ5, АЛ27 и АЛЗ2 относятся к высокопрочным литейным сплавам.

AI-Si и особенно AI-Mg сплавы резко разупрочняются при нагреве. Поэтому при повышенных температурах применяют жаропрочные литейные сплавы АЛ1, АЛ19, АЛ20, АЛ21, ВАЛ1 и др. Так сплав АЛ20 предназначен для литья деталей, работающих при температурах до 300^оС. К недостаткам сплава относятся пониженная коррозионная стойкость и пластичность.

Спеченные алюминиевые сплавы типа САП и САС

САП (спеченный алюминиевый порошок или спеченная алюминиевая пудра) - алюминий, упрочненный частицами оксида алюминия. Получают САП путем холодного, а затем горячего брикетирования при 500-600^оС тонкого окисленного алюминиевого порошка (пудры) и последующей деформации (прокатке, ковке, прессовании) горячепрессованных брикетов. Пудра имеет форму чешуек толщиной <1 мкм.

Содержание Аl₂О₃ в САП составляет в различных марках от 6-9% (САП1) до 18 -22% (САП4). С увеличением содержания оксида алюминия предел прочности повышается от 300-320 для САП1 и до 440-460МПа для САП4. Относительное удлинение соответственно снижается от 5 -8% до 1,5-2%.

Важнейшим свойством САП является повышенная жаропрочность по сравнению со всеми деформируемыми алюминиевыми сплавами. Причем его свойства почти не изменяются в зависимости от длительности эксплуатации. Например, 100-часовая длительная прочность САП при 500^оС равна 450-550 МПа, тогда как жаропрочные деформируемые и литейные алюминиевые сплавы при температурах > 350^оС вообще длительно не работают.

САС (спеченные алюминиевые сплавы) получают горячим брикетированием с последующим прессованием при температуре ~500^оС порошков, окисленных алюминиевых сплавов. Сплавы САС-1 (25-30%Si, 5-7%Ni) и САС-2 (25-30%Si, 5-7%Fe) обладают низким коэффициентом линейного расширения и применяются для изготовления отдельных деталей приборов взамен более тяжелых сталей. CAC-1 характеризуется удовлетворительным пределом прочности (220-240 МПа), пределом текучести (210-230 МПа) и низким относительным удлинением (0,5%).

Из САП и САС изготовляют обшивку, диски и лопатки компрессоров и другие детали, работающие длительно при 300-500^оС и кратковременно при 700-900^оС.

Сверхлегкие алюминий-литиевые сплавы.

Сплавы системы AI-Li имеют высокую удельную прочность с высоким удельным модулем упругости, поэтому они могут резко снизить вес и стоимость изделий, особенно авиационных.

Кроме чрезвычайно токсичного бериллия, литий является единственным легирующим элементом, содержание которого в сплаве уменьшает плотность сплава и увеличивает модуль упругости. Каждый процент содержания лития в алюминий-литиевом сплаве снижает его плотность на 2% и повышает модуль упругости на 6%. Плотность таких сплавов составляет 2540-2560 кг/м³, плотность лития - самого легкого металла - 530 кг/м³.

Типичный алюминий-литиевый сплав на 10% легче и на 10% жестче традиционного алюминиевого сплава. Стоимость AI-Li сплавов в 2,5 раза выше стоимости традиционных алюминиевых сплавов. Алюминий-литиевые сплавы со временем заменят большинство сплавов, используемых сейчас в строительстве самолетов, и процент использования алюминий-литиевых сплавов может превзойти процент использования композиционных материалов.

Впервые алюминиевые сплавы системы алюминий-медь-литий были разработаны у нас в стране (сплав ВАД23) и за рубежом (сплав 2020) с низким содержанием лития (1,1%). Однако эти сплавы, также как и сплавы системы алюминий-магний-литий имели либо недостаточные прочностные характеристики, либо низкие значения вязкости разрушения и пластичности.

В настоящее время AI-Li сплавы получают методом литья, когда легирующие элементы растворяют в расплаве алюминия и из полученного сплава льют слитки. Такой процесс ограничивает содержание лития тремя процентами. Более высокое содержание лития и, следовательно, более низкая плотность можно достичь порошковой металлургией. Порошковая металлургия алюминий-литиевых сплавов позволяет повышать содержание лития до 5 % и снизить плотность сплава на 14%, обеспечив при этом сочетание высокой прочности, коррозионной стойкости и способности сплава работать при температурах до 250^оС.

В соответствии с равновесной диаграммой состояния бинарной системы AI-Li растворимость лития в твердом состоянии в алюминии при 600^оС достигает 6%, при комнатной температуре 1%.

Литий с алюминием образует стабильную d - фазу (AILi, AILi₂), метастабильную упорядоченную d '-фазу (AILi) при старении 20-160^оС. Выделение d '-фазы в AI-Li сплаве сопровождается понижением пластичности.

Добавки циркония в сплавы системы AI-Li измельчают зерно и повышают стойкость к коррозии. Марганец также измельчает зерно и увеличивает коррозионную стойкость, но в меньшей степени, чем цирконий. Кроме того, марганец понижает температуру солидуса. Кремний увеличивает предел текучести сплава, уменьшает склонность к охрупчиванию.

Сплав 01420 (содержит от 0,1 до 2%Li) - самый легкий из всех алюминиевых сплавов, его плотность 2500 кг/м³. Модуль упругости сплава - 76000 МПа в отличие от модуля упругости традиционных сплавов типа Д16, равного 72000 МПа. Широкое применение сплава 01420 вместо сплава Д16 в конструкциях снижает массу от 13% до 20%.

Сплав 01420 обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью. Он сваривается всеми видами сварки. Прочность сварного соединения составляет по сравнению с прочностью основного материала 84%. Повторная термическая обработка сплава после сварки дает 100%-ную прочность. Сплав 01420 закаливают с 450^оС охлаждением в воде или на воздухе с последующим искусственным старением при 120^оС 12 ч. Закалка с охлаждением на воздухе обеспечивает высокую коррозионную стойкость, закалка в воде - получение более высоких характеристик пластичности.

Алюминий-литиевые сплавы весьма технологичны. Они хорошо деформируются в горячем состоянии, быстро упрочняются при холодной деформации, хорошо прессуются, штампуются и обрабатываются резанием. Технология получения новых сплавов мало отличается от технологии производства традиционных сплавов.