Сплавы алюминиевые литейные. Зарубежные аналоги

По назначению конструкционные алюминиевые литейные сплавы можно условно разбить
на следующие группы:

1. сплавы, отличающиеся высокой герметичностью: АК12 (АЛ2)*, АК9ч (АЛ4), АК7ч (АЛ9), АК8МЗч (ВАЛ8), АК7пч (АЛ9-1), АК8л (АЛ34), АК8М (АЛ32);
2. сплавы высокопрочные, жаропрочные: АМ5 (АЛ 19), АК5М (АЛ5), АК5Мч (АЛ5-1), АМ4, 5 Кд (ВАЛ10);
3. сплавы коррозионно-стойкие: АМч11 (АЛ22), АЦ4Мг (АЛ24), АМг10 (АЛ27), АМг10ч (АЛ27-1). 

* Здесь и далее в скобках приведены старые обозначения алюминиевых литейных сплавов.

По химическому составу в зависимости от основного легирующего компонента алюминиевые литейные сплавы подразделяют на пять групп:
I - на основе системы Аl-Si-Mg;
II - на основе системы Аl-Si-Cu;
III - на основе системы Аl-Cu;
IV - на основе системы Аl-Mg;
V - на основе системы Аl - прочие компоненты.

Алюминиевые литейные сплавы по стандарту обозначаются буквой А в начале марки, затем приводятся обозначения основных элементов следующими буквами: К кремний, Мг - магний, М - медь, Мц - марганец, Ц - цинк, Кд - кадмий, Н - никель.

Цифры после букв указывают среднее содержание элемента в процентах. Буквы в конце
марки обозначают:

• ч - чистый;
• ич - повышенной чистоты;
• оч - особой чистоты;
• л -литейные сплавы;
• с - селективный.

Рафинированные сплавы в чушках обозначают буквой р, которую ставят после обозначения марки сплава. Сплавы, предназначенные для изготовления изделий пищевого назначения, обозначают буквой П, которую также ставят после обозначения марки сплава.

Алюминиевые литейные сплавы в чушках (металлошихта) и в отливках изготовляют для нужд народного хозяйства и на экспорт по ГОСТ 1583-93.

Для изготовления изделий пищевого назначения применяют сплавы АК7, АК5М2, АК9, АК12.

Применение других марок сплавов для изготовления изделий и оборудования, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами и средами, в каждом отдельном случае должно быть разрешено органами здравоохранения.

В алюминиевых сплавах, предназначенных для изготовления изделий пищевого назначения, массовая доля свинца должна быть не более 0,15 %, мышьяка - не более 0,015 %, цинка - не более 0,3 %, бериллия - не более 0,0005 %.

В алюминиевых сплавах, предназначенных для изготовления изделий пищевого назначения, массовая доля свинца должна быть не более 0,15 %, мышьяка - не более 0,015 %, цинка - не более 0,3 %, бериллия - не более 0,005 %.

Аналоги алюминиевых литейных сплавов по ГОСТ 1583-93, стандартам США, Германии, Японии и Франции (табл. 97) подобраны путем сравнения массовой доли основных компонентов.

При этом учтено следующее: наличие примесей, способы литья, режимы термической обработки, механические свойства и области применения.

97. Алюминиевые литейные сплавы-аналоги по стандартам разных стран

Механические свойства алюминиевых литейных сплавов по ГОСТ 1583-93 должны соответствовать приведенным в табл. 98. Механические свойства сплавов-аналогов даны в табл. 98а.

98. Механические свойства некоторых алюминиевых литейных сплавов по ГОСТ 1583-93

Марка сплава	Способ литья	Вид термообработки	Временное сопротивление разрыву, МПа	Относительное удлинение, %	Твердость НВ
			не менее
Группа I. Сплавы на основе Al-Si-Mg
АК12 (АЛ2)	К Д К Д	- - Т2 Т2	157 157 147 147	2,0 1,0 3,0 2,0	50 50 50 50
АК9 (АЛ9)	З, В, К, Д, ПД К, Д, ПД ЗМ, ВМ К, КМ	- Т1 Т6 Т6	157 196 235 245	1,0 0,5 1,0 1,0	60 70 80 90
АК9ч (АЛ4)	З, В, К, Д, К, Д, ПД КМ, ЗМ ЗМ, ВМ К, КМ	- Т1 Т6 Т6	147 196 225 235	2,0 1,5 3,0 3,0	50 60 70 70
АК9пч (АЛ4-1)	З, В, К, Д К, Д, ПД ЗМ, ВМ К, КМ	- Т1 Т6 Т6	157 196 245 265	3,0 2,0 3,5 4,0	50 70 70 70
АК8л (АЛ34)	З К Д Д	Т5 Т5 - Т1	294 333 206 225	2,0 4,0 2,0 1,0	85 90 70 80
АК7 (АЛ7)	К К Д ПД	- Т5 - -	157 196 167 147	1,0 0,5 1,0 0,5	60 75 50 65
АК7ч (АЛ9)	Д З, В, К, Д КМ К, КМ ЗМ, ВМ ЗМ, ВМ ЗМ, ВМ К К	- Т2 Т4 Т5 Т5 Т7 Т8 Т6 Т7	167 137 186 206 196 196 157 235 196	1,0 2,0 4,0 2,0 2,0 2,0 3,0 1,0 2,0	50 45 50 60 60 60 55 70 60
АК7пч (АЛ9-1)	З, В ЗМ, ВМ К, КМ ЗМ, ВМ К, ВМ Д Д ЗМ, ВМ	Т5 Т5 Т5 Т6 Т6 - Т2 Т7	235 235 265 274 294 196 167 206	4,0 4,0 4,0 2,0 3,0 1,0 2,0 2,5	60 60 60 70 70 50 45 60
АК5М2	К З	- Т5	157 196	0,5 -	65 75
АК5М2	К З К Д	Т5 Т8 Т8 -	206 147 176 147	0,5 1,0 2,0 0,5	75 65 65 65
Группа II. Сплавы на основе системы Al-Si-Cu
АК5М (АЛ5)	З, В З, В, К К	Т6 Т7 Т6	225 176 235	0,5 1,0 1,0	70 65 70
АК5Мч (АЛ5-1)	З, В, К З, В,  К, КМ З, В, К	Т1 Т5 Т5 Т7	176 274 294 206	1,0 1,0 1,5 1,5	65 70 70 65
АК8М (АЛ32)	З К З К З Д Д	Т5 Т5 Т7 Т7 Т1 Т1 Т2	235 255 225 245 176 284 235	2,0 2,0 2,0 2,0 0,5 1,0 2,0	60 70 60 60 60 90 60
АК5М4	З К К	- - Т6	118 157 196	- 1,0 0,5	60 70 90
АК5М7	К З Д	Т1 Т1 -	167 147 118	- - -	90 80 80
АК8М3	К К	- Т6	147 216	1,0 0,5	70 90
АК8М3Ч  (ВАЛ8)	К, ПД К, ПД Д Д З В	Т4 Т5 - Т5 Т5 Т5	343 392 294 343 345 345	5,0 4,0 2,0 2,0 1,0 2,0	90 110 75 90 90 90 90
АК9М2	К Д К	- - Т6	186 196 274	1,5 1,5 1,5	70 75 85
АК12ММгН (АЛ30)	К К	Т1 Т6	196 216	0,5 0,7	90 100
АК12М2МгН (АЛ25)	К	Т1	186	-	90
Группа III. Сплавы на основе системы Al-Cu
АМ5 (АЛ19)	З, В, К З, В, К З	Т4 Т5 Т7	294 333 314	8,0 4,0 2,0	70 90 80
АМ4, 5Кд (ВАЛ10)	З, В К З, В К З	Т5 Т5 Т6 Т6 Т7	392 431 421 490 323	7,0 8,0 4,0 4,0 5,0	90 100 110 120 90
Группа IV. Сплавы на основе системы Al-Mg
АМг4К1,5 (АМг4К1,5М1)	К К	Т2 Т6	211 216	2,0 2,3	81 104
АМг5К (АЛ13)	З, В, К Д	- -	147 167	1,0 0,5	55 55
АМг5Мц (АЛ28)	З, В К Д	- - -	196 206 206	4,0 5,0 3,5	55 55 55
АМг6л (АЛ23)	З, В К, Д З, К, В	- - Т4	186 216 225	4,0 6,0 6,0	60 60 60
АМг6лч (АЛ23-1)	З, В К, Д З, К, В	- - Т4	196 235 245	5,0 10,0 10,0	60 60 60
АМг10 (АЛ27)	З, К, Д	Т4	314	12,0	750
АМг7 (АЛ29)	Д	-	206	3,0	60
Группа V. Сплавы на основе системы Al-прочие компоненты
АК7Ц9 (АЛ11)	З, В К Д З, В,К	- - - Т2	196 206 176 216	2,0 1,0 1,0 2,0	80 80 60 80
АЦ4Мг (АЛ24)	З, В З, В	- Т5	216 265	2,0 2,0	60 70

Примечания:

1.   Условные обозначения способов литья:
   • 3 - литье в песчаные формы;
   • В - литье по выплавляемым моделям;
   • К - литье в кокиль;
   • Д - литье под давлением;
   • ПД - литье с кристаллизацией под давлением (жидкая штамповка);
   • О - литье в оболочковые формы;
   • М - сплав подвергается модифицированию.
2. Условные обозначения видов термической обработки: 
   • T1 - искусственное старение без предварительной закалки;
   • Т2 - отжиг;
   • Т4 - закалка;
   • Т5 - закалка и кратковременное (неполное) искусственное старение;
   • Т6 - закалка и полное искусственное старение;
   • Т7 - закалка и стабилизирующий отпуск;
   • Т8 - закалка и смягчающий отпуск.
3. Механические свойства, указанные для способа литья В, распространяются также на литье в оболочковые формы.

98а. Механические свойства алюминиевых литейных сплавов-аналогов

Страна	Марка сплава	Способ литья	Термо- обработка	Временное сопротивление  разрыву, МПа	Относительное удлинение, %	Твердость НВ
Германия	G-AlSi12 (GK-AlSi12g)	К	2	170 - 230	6,0 - 12,0	50 - 60
Франция	A-S13	К	8	170	5,0	55
Германия	GD-AlSi12 (Сu)	Д	-	220 - 300	1,0 - 3,0	60 - 100
Франция	A-S12V	К	8	160	2,0	65
Германия	GK-AlSi10Mgwa	К	3	240 - 320	1,0 - 4,0	85 - 115
Япония	АС 4 А	К	3	245	2,0	90
США	361.0	Д	-	-	-	-
Германия	G-AlSi10 (Сu) (GK-AlSi10Mg(Cu)wa)	К	3	240 - 320	1,0 - 3,0	85 - 115
Франция	A-S10G	К	3	250	1,5	80
США	358.0	3, К	-	-	-	-
Франция	A-S7G	К	3	250	3,0	80
США	357.0	к	F	193 - 359	5,0 - 6,0	100
США	356.0; SG 70A; 323	К	3	262	5,0	80
Япония	AC 4 С	К	3	226	3,0	85
США	А356.0; SG 708; 336	К	3	283	10,0	90
Германия	G-AlSi7Mgwa (GK-AlSi7Mgwa)	К	3	250 - 340	5,0 - 9,0	80 - 115
Япония	AC 4 CH	К	3	245	5,0	85
США	305.0	-	-	-	-	-
Германия	G-AlSiMg (GK-AlSi5Mgwa)	К	3	260 - 320	1,0 - 3,0	90 - 110
США	A305.0	3, К	-	-	-	-
Япония	AC 4 D	К	3	275	1,0	90
США	A319.0	-	-	-	-	-
Франция	A-S5V3G	К	3	270	2,5	85
США	238.0	К	8	207	1,5	100
США	319.0; SG 64D; 326	К	8	234	2,5	85
Япония	AC 2 В	К	3	245	1,0	90
США	328.0; SG 82 A; 327	3	3	234	1,0	80
США	308.0	К	8	193	2,0	70
Германия	G-AlSi6Cu4 (GK-AlSi6Cu4)	К	-	180 - 240	1,0 - 3,0	75 - 110
Япония	A-S5VZ	К	3	275	1,0	90
Франция	AK8M3	К	8	170	-	70
США	380.0; SG 848; 308	Д	F	331	3,0	80
Германия	G-AlSi9Cu3 (GK-AlSi9Cu3)	К	-	180 - 240	1,0 - 3,0	70 - 110
Япония	AC 4 В	К	3	245	-	100
Франция	A-S7V3G	К	8	180	-	80
США	A380.0; SG 84A; 306	Д	8	324	4.0	75
США	A360.0; SG 100A; 309	Д	8	317	5,0	75
Германия	6D-AlSi9Cu3	Д	-	240 - 310	0,5 - 3,0	80 - 120
Япония	AC 8 В	К	3	275	-	110
Франция	A-S10VG	К	6	190	-	80
США	383.0; SG 102A; 383	Д	-	310	3,5	-
Германия	G-AlSil2(Cu) (GK-AlSil2(Cu)	К	-	180 - 240	2,0 - 4,0	55 - 75
Франция	A-SHVNG	К	6	190	-	80
	A-S9GV	К	8	180	1,0	60
	A-S12VNG	К	6	190	-	80
США	385.0	Д	-	-	-	-
США	201.0; GQ 51A; 382	К	3	448	8,0	130
Япония	AC 1 В	К	3	304	3,0	95
Франция	A-V5GT	К	3	340 - 360	8,0 - 11,0	95
США	512.0	К	8	186	7,0	60
Германия	G-AlMg5Si (GK-AlMg5Si)	К	-	180 - 240	2,0 - 5,0	65 - 85
США	512.0	К	8	186	7,0	60
Германия	G-AlMg5 (GK-AlMg5)	К	-	180 - 240	4,0 - 10,0	60 - 75
Франция	A-G6	К	8	180	4,0	65
США	518.0; G8A	д	8	310	8,0	80
США	535.0; GM 708	3	F	241	9,0	70
США	520.0; G 10A; 324	3	2	331	16,0	75
Япония	AC 7 В	К	2	294	10,0	75
США	А535.0	3	F	251	9,0	65
США	707.0; ZGМ 42A;312	3	7	255	1,0	80

Примечания:

1. Обозначение способов литья см. примечание к табл. 98.
2. Обозначения режимов термической обработки приведены в табл.99

99. Обозначения и рекомендуемые режимы термической обработки алюминиевых литейных сплавов-аналогов

Условное обозначение режима	Обозначение состояния сплава	Режим термической обработки
1	Т2	Старение 300 °С, 2 ч
2	Т4	Закалка с 535 °С, 9 - 16 ч, вода (20 - 100 °С)
3	Т6	Закалка с 545 °С, 10 - 14 ч, вода (20 - 100 °С)
	Y-33	Старение 170 °С, 6 - 10 ч
4	Т5	Закалка с 535 °С, 10 - 16 ч, вода (20 - 100 °С)
		Старение 175 °С, 5 - 17 ч
5	Т1	Старение 175 °С, 5 - 17 ч
6	Т7	Закалка с 545 °С, 10 - 14 ч, вода (80 - 100 °С)
	Y-33	Старение 250 °С, 3 - 10 ч
7	Т7	Закалка
		Двухступенчатый нагрев: 505 °С, 4 - 6 ч; 515 °С, 4 - 8 ч, вода (200 - 100 °С)
		Старение 230 °С, 3 - 5 ч
8	Y-30 F	Без термической обработки

По стандартам США состояние без термообработки обозначается буквой F, в стандарте Франции - Y-30.

В стандарте Франции приняты следующие обозначения видов термообработки:

• Y-33 - закалка и искусственное старение (соответствует Т6);
• Y-35 - стабилизирующий отпуск (соответствует Т7).

Особенности маркировки алюминиевых литейных сплавов в стандартах США, Японии, Германии и Франции приведены ниже.

США (ASTM В 85, В 26, В 108)

В общегосударственных и оборонных спецификациях для алюминиевых литейных сплавов наиболее широко используется система обозначений Алюминиевой Ассоциации (АА).

В этой системе сплавы имеют трехзначное обозначение. Сплавы сгруппированы в серии, которые относятся к определенным системам легирования. Первая цифра каждой серии указывает основную систему сплава.

Серия	Основная система сплавов
2ХХ	Al-Cu
3ХХ	Al-Si-Mg, Al-Si-Cu
4ХХ	Al-Si
5ХХ	Al-Mg
7ХХ	Al-Zn
8ХХ	Al-Sn

Промышленных литейных сплавов серий 6ХХ и 9ХХ не существует. В маркировке, принятой АА, обозначение XXX.0 используется для отливок, т.е. для всех литейных сплавов. 

В некоторых обозначениях сплавов, принятых АА, цифрам предшествует буква. Буквы используют для того, чтобы различить сплавы с одинаковым химическим составом по основным легирующим элементам, но отличающимся друг от друга только содержанием примесей или малых добавок, например сплав 356.0 и А 356.0. 

SAE-система Общества инженеров автомобильной промышленности. Марки сплавов имеют цифровое трехзначное обозначение. Например, сплав марки АК7ч (АЛ9) (ГОСТ 1583) имеет аналог по стандартам США: 356.0 (по АА), SG70A (по ASTM B26) и 323 (пo SAE).

ЯПОНИЯ (JIS H5202)

В обозначении марок всех литейных алюминиевых сплавов вначале стоит буквенное выражение АС (алюминиевый литейный сплав): последующие цифры 1, 2. ... обозначают группу сплавов, относящихся к определенной системе легирования; буквы А, В, С, D, стоящие после цифр, - символ определенного сплава в данной группе.

Группа	Сплавы системы
1	Al-Cu
2	Al-Cu-Si
3	Al-Si
4А	Al-Si-Mg
4В	Al-Si-Cu
4С	Al-Si-Mg
4СН	Al-Si-Mg
4D	Al-Si-Cu
5А	Al-Cu-Ni-Mg
7В	Al-Mg
8В	Al-Si-Cu-Mg

ГЕРМАНИЯ (DIN 1725T.2)

 Перед обозначением марок литейных алюминиевых сплавов указывают метод литья:

• G - литье в землю или песчаные формы;
• GK - литье в кокиль;
• GD - литье под давлением.

Далее идут символы элементов и цифры, указывающие их среднее содержание. В конце обозначения марки сплава указывается его термическая обработка:

• g - закалка, соответствует состоянию Т4;
• wa - обработка на твердый раствор, закалка и искусственное старение - соответствует состоянию Т6.

Один и тот же сплав может маркироваться как с указанием метода литья и термообработки, так и без него. Обозначение марки сплава с указанием метода литья и термообработки ставится в скобках.

Для литейных сплавов с повышенным допустимым содержанием меди, которая не является легирующим элементом, краткое обозначение дополняется стоящим в скобках символом Cu, например GD-AlSi12(Cu).

ФРАНЦИЯ (А57-702)

Первой в обозначении всех литейных алюминиевых сплавов стоит буква А (алюминиевый сплав), далее через тире стоят символы легирующих элементов с цифрами, указывающими их среднее содержание, последним стоит символ основного легирующего элемента.

Например, A-S5U3G:
S5 - кремния 5 %; U3 -меди 3 %; G - магний - основной легирующий элемент.