Алюминиевый сплав ЕХ3: состав и свойства

 

Сплав ЕХ3 относится к категории литейных алюминиевых сплавов, используемых в ответственных конструкциях, требующих высокой прочности и коррозионной стойкости. Его химический состав и механические свойства регламентируются ГОСТ 1583-93.

Основные компоненты сплава:

  • Алюминий (Al): основа (93-95%) — обеспечивает легкость и коррозионную стойкость.
  • Кремний (Si): 4-6% — улучшает литейные свойства и жидкотекучесть.
  • Медь (Cu): 1-2% — повышает прочность и термостойкость.
  • Магний (Mg): 0.2-0.6% — усиливает упрочнение при термической обработке.
  • Примеси (Fe, Zn, Mn): ≤1% — строго контролируются для сохранения качества.

Интересный факт: Сплав ЕХ3 был разработан для авиационной промышленности СССР, где требовались легкие и прочные детали, устойчивые к циклическим нагрузкам.

Механические и физические свойства

 

ЕХ3 сочетает высокую прочность с хорошей пластичностью, что делает его применимым в условиях динамических нагрузок.

Характеристика Значение Условия
Предел прочности (σв) 220-250 МПа Литое состояние
Предел текучести (σ0.2) 140-160 МПа После термической обработки
Относительное удлинение (δ) 3-6% На образце диаметром 5 мм
Твердость по Бринеллю (HB) 70-90 Нагрузка 250 кг
Плотность 2.68 г/см³ При 20°C
Температура плавления 580-630°C -

Формула расчета удельной прочности:
σуд = σв / ρ,
где σуд — удельная прочность (МПа·см³/г), σв — предел прочности (МПа), ρ — плотность (г/см³).

Технологические особенности

 

Сплав ЕХ3 оптимален для литья в песчаные и металлические формы, а также для точного литья по выплавляемым моделям.

  • Литейные свойства: Высокая жидкотекучесть (длина спирали 450-500 мм), малая усадка (1.1-1.3%).
  • Термообработка: Закалка при 515-525°C с охлаждением в воде + искусственное старение (Т6).
  • Обрабатываемость резанием: 40-50% от эталонной латуни, требует твердосплавного инструмента.
  • Свариваемость: Ограниченная — рекомендуется аргонодуговая сварка (TIG) с присадкой АК5М2.

Режимы термической обработки:

Этап Температура Время Эффект
Гомогенизация 540-550°C 4-6 ч Выравнивание структуры
Закалка 515-525°C 30 мин Насыщение твердого раствора
Старение 150-180°C 8-12 ч Упрочнение

Применение сплава ЕХ3

 

Благодаря балансу прочности и коррозионной стойкости, ЕХ3 используют в:

  • Авиакосмической отрасли: Корпусные детали, кронштейны, элементы шасси.
  • Автомобилестроении: Блоки цилиндров, корпуса насосов, кронштейны.
  • Судостроении: Детали, работающие в морской воде.
  • Машиностроении: Шестерни, крышки, корпуса приборов.

Интересный факт: В 1980-х годах из ЕХ3 отливали лопатки компрессоров для вертолетов Ми-8, где критична устойчивость к вибрациям.

Популярные вопросы

 

Чем ЕХ3 отличается от АК5М2?

ЕХ3 содержит меньше меди (1-2% против 2-4% в АК5М2), что снижает склонность к коррозии. У АК5М2 выше прочность (σв до 280 МПа), но хуже пластичность. ЕХ3 предпочтителен для деталей с динамическими нагрузками, АК5М2 — для статически нагруженных узлов. Оба сплава требуют термообработки для достижения оптимальных свойств.

Какие аналоги ЕХ3 существуют за рубежом?

Ближайшие аналоги: EN AC-42100 (Европа), AA 319.0 (США), AC4B (Япония). Отличия: в европейских аналогах строже нормы по железу, в американских — выше допуск по меди. Для критичных применений требуется проверка сертификатов соответствия.

Как избежать трещин при литье ЕХ3?

Рекомендуется: предварительный нагрев формы до 200-250°C, медленное охлаждение отливки в печи (30-50°C/ч), гомогенизация при 540°C. Критично контролировать содержание кремния (4-6%) — отклонения ведут к хрупкости.

Подпишитесь на нашу рассылку

Хотите оставаться в курсе интересных событий? Введите адрес электронной почты и первыми узнавайте об акциях и спецпредложениях.