сплавы на основе алюминия. Первые А. с. получены в 50-х гг. 19 в.; они представляли собой сплав алюминия с кремнием и характеризовались невысокими прочностью и коррозионной стойкостью. Длительной время Si считали вредной примесью в А. с. К 1907 в США получили развитие сплавы Al-Cu (литейные с 8\% Cu и деформируемые с 4\% Cu). В 1910 в Англии были предложены тройные сплавы Al-Cu-Mn в виде отливок, а двумя годами позднее - А. с. с 10-14\% Zn и 2-3\% Cu. Поворотным моментом в развитии А. с. явились работы А. Вильма (Германия) (1903-11), который обнаружил т. н. старение А. с. (см. Старение металлов), приводящее к резкому улучшению их свойств (главным образом прочностных). Этот улучшенный А. с. был назван Дуралюмином. В СССР Ю. Г. Музалевским и С. М. Вороновым был разработан советский вариант дуралюмина - т. н. кольчугалюминий. В 1921 А. Пач (США) опубликовал метод модификации сплава Al-Si введением микроскопических доз Na, что привело к значительному улучшению свойств сплавов Al-Si и их широкому распространению. Исходя из механизма старения А. с., в последующие годы велись усиленные поиски химических соединений, способных упрочнить Al. Разрабатывались новые системы А. с.: коррозионностойкие, декоративные и электротехнические Al-Mg-Si; самые прочные Al-Mg-Si-Cu, Al-Zn-Mg и Al-Zn-Mg-Cu; наиболее жаропрочные Al-Cu-Mn и Al-Cu-Li; лёгкие и высокомодульные Al-Be-Mg и Al-Li-Mg (табл. 1).

Основные достоинства А. с.: малая плотность, высокая электро- и теплопроводность, коррозионная стойкость, высокая удельная прочность.

По способу производства изделий А. с. можно разделить на 2 основные группы: деформируемые (в т. ч. спечённые А. с.) для изготовления полуфабрикатов (листов, плит, профилей, труб, поковок, проволоки) путём деформации (прокатки (См. Прокатка), ковки (См. Прокатка) и т. д.) и литейные - для фасонных отливок.

Табл. 1. - Развитие систем алюминиевых сплавов

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Система | Упрочняющая фаза | Год открытия | Марка сплава (СССР) |

| | | упрочняющего | |

| | | эффекта | |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Al-Cu-Mg | CuAl₂, Al₂CuMg | 1903-11 | Д1, Д16, Д18, АК4-1, БД- |

| | | | 17, Д19, М40, ВАД1 |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Al-Mg-Si | Mg₂Si | 1915-21 | АД31, АД33, АВ (без Cu) |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Al-Mg-Si-Cu | Mg₂Si, W_фаза (Al₂CuMgSi) | 1922 | AB (с Cu), АК6, AK8 |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Al-Zn-Mg | MgZn₂, Тфаза (Al₂Mg₂Zn₃) | 1923-24 | B92, В48-4, 01915, 01911 |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Al-Zn-Mg-Cu | MgZn₂, Тфаза (Al₂Mg₂Zn₃), | 1932 | B95, В96, В93, В94 |

| | S_фаза (Al₂CuMg) | | |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Al-Cu-Mn | CuAl₂, Al₁₂Mg₂Cu | 1938 | Д20, 01201 |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Al-Be-Mg | Mg₂Al₃ | 1945 | Сплавы типа АБМ |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Al-Cu-Li | Тфаза (Al_7,5Cu₄Li) | 1956 | ВАД23 |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Al-Li-Mg | Al₂LiMg | 1963-65 | 01420 |

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Деформируемые А. с. по объёму производства составляют около 80\% (США, 1967). Полуфабрикаты получают из слитков простой формы - круглых, плоских, полых, - отливка которых вызывает относительно меньшие трудности. Химический состав деформируемых А. с. определяется главным образом необходимостью получения оптимального комплекса механических, физических, коррозионных свойств. Для них характерна структура твёрдого раствора с наибольшим содержанием эвтектики. Деформируемые А. с. принадлежат к различным группам (табл. 2).

Табл. 2. - Химический состав и механические свойства некоторых деформируемых алюминиевых сплавов (1Мн/м² ≈ 0,1 кгс/мм²; 1 кгс/мм² ≈10 Мн/м²)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Марка | Основные элементы (\% по массе)¹ | | Типичны е механич. свойства³ |

| сплава |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| | Cu | Mg | Zn | Si | Mn | Полуфабрикаты² | предел | предел | относит. |

| | | | | | | | прочности | текучести | удлинение |

| | | | | | | | σ_b, Мн/м² | σ_0,2, | δ, \% |

| | | | | | | | | MH/M² | |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АМг1 | < 0,01 | 0,5-0,8 | | < 0,05 | | Л | 120 | 50 | 27,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АМг6 | < 0,1 | 5,8-6,8 | < 0,2 | < 0,4 | 0,5-0,8 | Л, Пл, Пр, Пф | 340 | 170 | 20,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АД31 | < 0,1 | 0,4-0,9 | < 0,2 | 0,3-0,7 | < 0.1 | Пр (Л, Пф) | 240 | 220 | 10,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АДЗЗ | 0,15-0,4 | 0,8-1,2 | < 0,25 | 0,4-0,8 | <0,15 | Пф (Пр. Л) | 320 | 260 | 13,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АВ | 0,2-0,6 | 0,45-0,9 | < 0,2 | 0,5-1,2 | 0,15-0,35 | л, ш, т, Пр, Пф | 340 | 280 | 14,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АК6 | 1,8-2,6 | 0,4-0,8 | < 0,3 | 0,7-1,2 | 0,4-0,8 | Ш, Пк, Пр | 390 | 300 | 10,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АК8 | 3,9-4,8 | 0,4-0,8 | < 0,3 | 0,6-1,2 | 0,4-1,0 | Ш, Пк, Пф, Л | 470 | 380 | 10,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Д1 | 3,8-4,8 | 0,4-0,8 | < 0,3 | <] 0,7 | 0,4-0,8 | Пл (Л, Пф, Т), | 380 | 220 | 12,0 |

| | | | | | | Ш, Пк | | | |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Д16 | 3,8-4,9 | 1,2-1,8 | < 0,3 | < 0,5 | 0,3-0,9 | Л (Пф, Т, Пв) | 440 | 2"0 | 19,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Д19 | 3,8-4,3 | 1,7-2,3 | < 0,1 | < 0,5 | 0,5-1,0 | Пф (Л) | 460 | 340 | 12,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| В65 | 3,9-4,5 | 0,15-0,3 | < 0,1 | < 0,25 | 0,3-0,5 | Пв | 400 | -- | 20,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АК4-1⁴ | 1,9-2,5 | 1,4-1,8 | < 0,3 | < 0,35 | < 0,2 | Пн, Пф (Ш, Пл, | 420 | 350 | 8,0 |

| | | | | | | Л) | | | |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Д20 | 6,0-7,0 | < 0,05 | < 0,1 | < 0,3 | 0,4-0,8 | Л, Пф (Пн, Ш, | 400 | 300 | 10,0 |

| | | | | | | Пк, Пр) | | | |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| ВАД23⁵ | 4,9-5,8 | < 0,05 | < 0,1 | < 0,3 | 0,4-0,8 | Пф (Пр, Л) | 550 | 500 | 4,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| 01420⁶ | < 0,05 | 5,0-6,0 | - | < 0,007 | 0,2-0,4 | Л (Пф) | 440 | 290 | 10,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| В92 | < 0,05 | 3,9-4,6 | 2,9-3,6 | < 0,2 | 0,6-1,0 | Л (Пл, Пс, Пр, | 450 | 320 | 13,0 |

| | | | | | | Пк), Ш, Пф | | | |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| 0,1915⁷ | < 0,1 | 1,3-1,8 | 3,4-4,0 | < 0,3 | 0,2-0,6 | Л, (Пф) | 350 | 300 | 10.1) |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| В93 | 0,8-1,2 | 1,6-2,2 | 6,5-7,3 | < 0,2 | < 0,1 | Ш, (Пк) | 480 | 440 | 2,5 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| В95 | 1,4-2,0 | 1,8-2,8 | 5,0-7,0 | < 0,5 | 0,2-0,6 | Л, Пл, Пк, Ш, | 560 | 530 | 7,0 |

| | | | | | | Пф, Пр | | | |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| В96 | 2,2-2,8 | 2,5-3,5 | 7,6-8,6 | < 0,3 | 0,2-0,5 | Пф (Пн, Пк, Ш) | 670 | 630 | 7,0 |

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Примечания. ¹Во всех сплавах в качестве примесей присутствуют Fe и Si; в ряд сплавов вводятся малые добавки Сг, Zr, Ti, Be. ²Полуфабрикаты: Л - лист; Пф - профиль; Пр - пруток; Пк - поковка; Ш - штамповка; Пв - проволока: Т - трубы; Пл - плиты; Пн - панели: Пс - полосы; Ф - фольга. ³Свойства получены по полуфабрикатам, показанным без скобок. ⁴С добавкой 1,8-1,3\% Ni и 0,8-1,3\% Fe. ⁵С добавкой 1,2-1,4\% Li. ⁶С добавкой1,9-2,3\% Li. ⁷С добавкой 0,2-0,4\%Fe.

Двойные сплавы на основе системы Al-Mg (т. н. магналии) не упрочняются термической обработкой. Они имеют высокую коррозионную стойкость, хорошо свариваются; их широко используют при производстве морских и речных судов, ракет, гидросамолётов, сварных ёмкостей, трубопроводов, цистерн, ж.-д. вагонов, мостов, холодильников и т. д.

Сплавы Al-Mg-Si (т. н. авиали) сочетают хорошую коррозионную стойкость со сравнительно большим эффектом старения; анодная обработка позволяет получать красивые декоративные окраски этих сплавов.

Тройные Al-Zn-Mg сплавы имеют высокую прочность, хорошо свариваются, но при значительной концентрации Zn и Mg склонны к самопроизвольному коррозионному растрескиванию. Надёжны сплавы средней прочности и концентрации.

Четверные сплавы Al-Mg-Si-Cu сильно упрочняются в результате старения, но имеют пониженную (из-за Cu) коррозионную стойкость; из них изготовляют силовые узлы (детали), выдерживающие большие нагрузки. Четверные сплавы Al-Zn-Mg-Cu обладают самой высокой прочностью (до 750 Мн/м² или до 75 кгс/мм²) и удовлетворительно сопротивляются коррозионному растрескиванию; они значительно более чувствительны к концентрации напряжений и повторным нагрузкам, чем дуралюмины (сплавы Al-Cu-Mg), разупрочняются при нагреве свыше 100°С. Наиболее прочные из них охрупчиваются при температурах жидкого кислорода и водорода. Эти сплавы широко используют в самолётных и ракетных конструкциях. Сплавы Al-Cu-Mn имеют среднюю прочность, но хорошо выдерживают воздействие высоких и низких температур, вплоть до температуры жидкого водорода. Сплавы Al-Cu-Li по прочности близки сплавам Al-Zn-Mg-Cu, но имеют меньшую плотность и больший модуль упругости; жаропрочны. Сплавы Al-Li-Mg при той же прочности, что и дуралюмины, имеют пониженную (на 11\%) плотность и больший модуль упругости. Открытие и разработка сплавов Al-Li-Mg осуществлены в СССР. Сплавы Al-Be-Mg имеют высокую ударную прочность, очень высокий модуль упругости, свариваются, обладают хорошей коррозионной стойкостью, но их применение в конструкциях связано с рядом ограничений.

В состав деформируемых А. с. входят т. н. спечённые (вместо слитка для дальнейшей деформации используют брикет, спечённый из порошков) А. с. (в 1967 в США объём производства составил около 0,5\% ). Имеются 2 группы спечённых А. с. промышленного значения: САП (спечённая алюминиевая пудра) и САС-1 (спечённый алюминиевый сплав).

САП упрочняется дисперсными частицами окиси алюминия, нерастворимой в алюминии. На частицах чрезвычайно дисперсной алюминиевой пудры в процессе помола её в шаровых мельницах в атмосфере азота с регулируемым содержанием кислорода образуется тончайшая плёнка окислов Al. Помол осуществляется с добавкой стеарина, по мере его улетучивания наряду с дроблением первичных порошков происходит их сращивание в более крупные конгломераты, в результате чего образуется не воспламеняющаяся на воздухе т. н. тяжёлая пудра с плотностью св. 1000 кг/м². Пудру брикетируют (в холодном и горячем виде), спекают и подвергают дальнейшей деформации - прессованию, прокатке, ковке. Прочность САП возрастает при увеличении содержания первичной окиси алюминия (возникшей на первичных порошках) до 20-22\%, при большем содержании снижается. Различают (по содержанию Al₂O₃) 4 марки САП (6-9\% - САП1; 9,1-13\% - САП2; 13,1-18\% - САП3; 18,1-20\% - САП4). Длительные выдержки САП ниже температуры плавления мало влияют на его прочность. Выше 200-250 °С, особенно при больших выдержках, САП превосходит все А. с., например при 500°С предел прочности σ_b=50-80 Мн/м² (5-8 кгс/мм²). В виде листов, профилей, поковок, штамповок САП применяется в изделиях, где нужна высокая жаропрочность и коррозионная стойкость. САП содержит большое количество влаги, адсорбированной и прочно удерживаемой окисленной поверхностью порошков и холоднопрессованных брикетов. Для удаления влаги применяется нагрев в вакууме или нейтральной среде несколько ниже температуры плавления алюминиевых порошков или холоднопрессованных брикетов. Дегазация САП повышает его пластичность, и он удовлетворительно сваривается аргоно-дуговой сваркой.

САС-1, содержащий 25\% Si и 5\% Ni (или Fe), получают распылением жидкого сплава, брикетированием пульверизата, прессованием и ковкой прутков. Мельчайшие кристаллики Si и FeAl₃(NiAl₃), воздействуя на матрицу, упрочняют сплав, повышают модуль упругости и пластичность, снижают коэффициент линейного расширения; этот эффект тем больше, чем мельче твёрдые частицы и меньше просвет между ними. Этот А. с. характеризуется низким коэффициентом линейного расширения и повышается модулем упругости. По этим характеристикам порошковые сплавы заметно превосходят соответствующие литейные А. с.

Литейные А. с. по объёму производства составляют около 20\% (США, 1967). Для них особенно важны литейные характеристики - высокая жидкотекучесть, малая склонность к образованию усадочных и газовых пустот, трещин, раковин. А. А. Бочвар установил, что эти свойства улучшаются при сравнительно высоком содержании в сплаве легирующих элементов, образующих эвтектику (См. Эвтектика), что приводит, однако, к некоторому повышению хрупкости сплавов. Важнейшие литейные А. с. содержат свыше 4,5\% Si (т. н. силумины). Введение гомеопатических (сотые доли процента) доз Na позволяет модифицировать структуру доэвтектических и эвтектических силуминов: вместо грубых хрупких кристаллов Si появляются кристаллы сфероидальной формы и пластичность сплава существенно возрастает. Силумины (табл. 3) охватывают двойные сплавы системы Al-Si (АЛ2) и сплавы на основе более сложных систем: Al-Si-Mg (АЛ9), Al-Si-Си (АЛЗ, АЛ6); Al-Si-Mg-Си (АЛ5, АЛ10). Сплавы этой группы характеризуются хорошими литейными свойствами, сравнительно высокой коррозионной стойкостью, высокой плотностью (герметичностью), средней прочностью и применяются для сложных отливок. Для борьбы с газовой пористостью силуминов Бочвар и А. Г. Спасский разработали оригинальный и эффективный способ кристаллизации отливок под давлением.

К сплавам с высоким содержанием Mg (свыше 5\% ) относятся двойные Al-Mg (АЛ8), сплавы системы Al-Mg-Si с добавкой Mn (АЛ13 и АЛ28), Be и Ti (АЛ22). Сплавы этой группы коррозионностойки, высокопрочны и обладают пониженной плотностью. Наиболее высокопрочен сплав АЛ8, но технология его изготовления сложна. Для уменьшения окисляемости в жидком состоянии в него вводится 0,05 - 0,07\% Be, а для измельчения зерна - такое же количество Ti, в формовочную смесь для подавления реакции металла с влагой добавляется борная кислота. Сплав АЛ8 отливается главным образом в земляные формы. Сплавы АЛ13 и АЛ28 имеют лучшие литейные свойства, но меньшую прочность и не способны упрочняться термической обработкой; они отливаются в кокиль под давлением и в землю. Длительные низкотемпературные нагревы могут привести к ухудшению коррозионной стойкости литейных А. с. с высоким содержанием Mg.

Табл. 3.-Химический состав и механические свойства некоторых литейных алюминиевых сплавов (1Мн/м² ≈ 0, 1 кгс /мм²; 1 кгс/мм² ≈ 10 Мн/м²)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Марка | Элементы (\% по массе) | Вид литья¹ | Типичные механические свойства |

| сплава |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| | Cu | Mg | Mn | Si | | предел | предел | относит. |

| | | | | | | прочности | текучести | удлинение |

| | | | | | | σ_b, Мн/м² | σ_0,2, MH/M² | δ, \% |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛ8 | | 9,5-11,5 | 0,1 | 0,3 | З, В, О | 320 | 170 | 11,0 |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛ2 | 0,8 | - | 0,5 | 10-13 | Все виды | 200 | 110 | 3,0 |

| | | | | | литья | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛ9 | 0,2 | 0,2-0,4 | 0,5 | 6-8 | " " " | 230 | 130 | 7,0 |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛ4 | 0,3 | 0,17-0,3 | 0,25-0,5 | 8-10,5 | " " " | 260 | 200 | 4,0 |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛ5 | 1,0-1,5 | 0,35-0,6 | 0,5 | 4,5-5,5 | " " " | 240 | 180 | 1,0 |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛЗ | 1,5-3,5 | 0,2-0,8 | 0,2-0,8 | 4,0-6,0 | Все виды | 230 | 170 | 1,0 |

| | | | | | литья, | | | |

| | | | | | кроме Д | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛ25 | 1,5-3,0 | 0,8-1,2 | 0,3-0,6 | 11-13 | К | 200 | 180 | 0,5 |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛ30 | 0,8-1,5 | 0,8-1,3 | 0,2 | 11-13 | К | 200 | 180 | 0,7 |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛ7 | 4-5 | 0,03 | - | 1,2 | - | 230 | 150 | 5,0 |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛ1 | 3,75-4,5 | 1.25-1,75 | - | 0,7 | Все виды | 260 | 220 | 0,5 |

| | | | | | литья, | | | |

| | | | | | кроме Д | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛ19 | 4,5-5,3 | 20,05 | 0,6-1,0 | 0,3 | З, О, В | 370 | 260 | 5,0 |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| АЛ24² | 0,2 | 1,5-2,0 | 0,2-0,5 | 0,3 | З, О, В | 290 | - | 3,0 |

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Примечание. ¹Виды литья: З - в землю; В - по выплавляемым моделям; О - в оболочковые формы; К -в кокиль; Д - под давлением. ²Zn 3,5 - 4,5\%.

Сплавы с высоким содержанием Zn (свыше 3\%) систем Al-Si-Zn (АЛ11) и Al-Zn-Mg-Cu (АЛ24) имеют повышенную плотность и пониженную коррозионную стойкость, но обладают хорошими литейными свойствами и могут применяться без термической обработки. Широкого распространения они не получили.

Сплавы с высоким содержанием Си (свыше 4\% ) - двойные сплавы Al-Си (АЛ7) и сплавы тройной системы Al-Cu-Mn с добавкой Ti (АЛ19) по жаропрочности превосходят сплавы первых трёх групп, но имеют несколько пониженные коррозионную стойкость, литейные свойства и герметичность.

Сплавы системы Al-Cu-Mg-Ni и Al-Cu-Mg-Mn-Ni (АЛ1, АЛ21) отличаются высокой жаропрочностью, но плохо обрабатываются.

Свойства литейных сплавов существенно меняются в зависимости от способа литья; они тем выше, чем больше скорость кристаллизации и питание кристаллизующегося слоя. Как правило, наиболее высокие характеристики достигаются при кокильном литье. Свойства отдельно отлитых образцов могут на 25-40\% превосходить свойства кристаллизовавшихся наиболее медленно или плохо питаемых частей отливки. Некоторые элементы, являющиеся легирующими для одних сплавов, оказывают вредное влияние на другие. Кремний снижает прочность сплавов систем Al-Mg и ухудшает механические свойства сплавов систем Al-Si и Al-Cu. Олово и свинец даже в десятых долях процента значительно понижают температуру начала плавления сплавов. Вредное влияние на силумины оказывает железо, вызывающее образование хрупкой эвтектики Al-Si-Fe, кристаллизующейся в виде пластин. Содержание железа регулируется в зависимости от способа литья: оно максимально при литье под давлением и в кокиль и сильно снижено при литье в землю. Уменьшением вредных металлических и неметаллических примесей в сплавах с применением чистой шихты и рафинирования, введением малых добавок Ti, Zr, Be, модифицированием сплавов и их термической обработкой можно существенно повысить свойства фасонных отливок из А. с. Рафинирование осуществляется: продувкой газом (хлором, азотом, аргоном); воздействием флюсов, содержащих хлористые и фтористые соли; выдерживанием в вакууме или сочетанием этих способов.

С каждым годом увеличивается объём потребления А. с. в различных отраслях техники (табл. 4). За 5 лет применение А. с. в США увеличилось примерно в 1,6 раза и превышает (1967) по объёму 10\% от потребления стали (в СССР за 1966-70 намечено увеличение производства А. с. более чем в 2 раза). Наряду с транспортом (авиация, суда, вагоны, автомобили) А. с. находят огромное применение в строительстве - оконные рамы, стенные панели и подвесные потолки, обои; бурно расширяется использование А. с. для производства контейнеров и др. упаковки, в электропромышленности (провода, кабели, обмотки электродвигателей и генераторов).

Табл. 4. - Распределение потребления алюминиевых сплавов по отраслям промышленности в США (тыс. т)

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Область применения | 1962 | 1965 | 1967 |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Строительство | 613 | 846 | 862 |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Транспорт | 612 | 838 | 862 |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Предметы длительного | 290,2 | 383 | 381 |

| потребления | | | |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Электропромышленность | 485 | 490 | 576 |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Машиностроение и | 190,5 | 258,5 | 279 |

| приборостроение | | | |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Контейнеры и упаковка | 175 | 298 | 397 |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Экспорт | 188 | 260,2 | 415 |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Всего | 2553,7 | 3373,7 | 3772 |

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Большой интерес представляет распределение производства А. с. по различным видам полуфабрикатов (табл. 5).

Табл. 5. - Объём производства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов в США (тыс. т)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Вид полуфабриката | 1955 | 1960 | 1965 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Листы и плиты | 610 | 630 | 1238 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Фольга | 89,9 | 131,1 | 184,1 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Другие катаные полуфабрикаты | 49,9 | 42,2 | 74,8 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Проволока | 28 | 25,1 | 38,6 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Кабель | 71,2 | 83 | 195,2 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Проволока и кабель с покрытием | 18 | 27,4 | 58,7 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Прессованные полуфабрикаты | 309,5 | 386 | 700 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Волочёные трубы | 30,5 | 27,4 | 37,6. |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Сварные трубы | 11,6 | 11,7 | 42,5 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Порошки | 16,2 | 14,9 | 27,2 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Поковки, штамповки | 31,9 | 22,7 | 43,2 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Литьё в землю | 75 | 58,9 | 124,5 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Литьё в кокиль | 135,2 | 117 | 150 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Литьё под давлением | 161,1 | 175 | 365 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Всего | 1638 | 1752,4 | 3279,4 |

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Лит.: Сваривающиеся алюминиевые сплавы. (Свойства и применение), Л., 1959; Добаткин В. И., Слитки алюминиевых сплавов, Свердловск, 1960: Фридляндер И. Н., Высокопрочные деформируемые алюминиевые сплавы, М., 1960; Колобнев И. Ф., Термическая обработка алюминиевых сплавов, М., 1961; Строительные конструкции из алюминиевых сплавов. [Сб. ст.], М., 1962; Алюминиевые сплавы, в. 1-6, М., 1963-69; Альтман М. Б., Лебедев А. А., Чухров М. В., Плавка и литье сплавов цветных металлов, М., 1963; Воронов С. М., Металловедение легких сплавов, М., 1965; AltenpohI D., Aluminium und Aluminiumlegierungen, В. - [u. a.], 1965; L'Aluminium, éd. P. Barrand, R. Gadeau, t. 1-2, P., 1964; Aluminium, ed. R. Kent van Horn, v. 1-3, N. Y., 1967.

И. Н. Фридляндер.

сплавы, имеющие высокое сопротивление ползучести и разрушению при высоких температурах. Применяются как конструкционный материал для деталей двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, реактивных двигателей, атомно-энергетических установок и др. Высокая Жаропрочность сплавов определяется двумя основными физическими факторами - прочностью межатомных связей в сплаве и его структурой. Обычно необходимую для высокой прочности структуру получают термической обработкой, приводящей к гетерогенизации микроструктуры, чаще всего дисперсионным твердением. В этом случае упрочнение обусловлено главным образом появлением в сплавах равномерно, распределённых весьма мелких частиц химических соединений (интерметаллидов, карбидов и др.) и микроискажениями кристаллической решётки основы сплава, вызванными наличием этих частиц. Соответствующая структура Ж. с. затрудняет образование и движение дислокаций (См. Дислокации), а также повышает количество связей между атомами, одновременно участвующими в сопротивлении деформации. С др. стороны, высокое значение величины межатомных связей позволяет сохранить необходимую структуру при высоких температурах длительное время.

Ж. с. по условиям службы можно разделить на 3 группы: сплавы, которые подвергаются значительным, но кратковременным (секунды - часы) механическим нагрузкам при высоких температурах; сплавы, которые находятся под нагрузкой при высоких температурах десятки и сотни часов; сплавы, которые предназначены для работы в условиях больших нагрузок и высоких температур в течение тысяч, десятков, а иногда сотен тысяч часов. В зависимости от этого существенно меняются требования к структуре сплава. Например, любая причина, обусловливающая неустойчивость структуры сплава при рабочих условиях, вызывает ускорение процессов деформирования и разрушения. Поэтому сплавы, предназначенные для длительной службы, подвергаются специальной стабилизирующей обработке, которая, хотя и может привести к некоторому снижению прочности при кратковременном нагружении, делает сплав более устойчивым к длительному воздействию нагрузок.

Ж. с. классифицируют по их основе: никелевые, железные, титановые, бериллиевые и др. Название по основе даёт представление об интервале рабочих температур, который в зависимости от приложенных нагрузок и длительности их действия составляет 0,4-0,8 температуры плавления основы. Разновидностью Ж. с. являются Композиционные материалы (сплавы, упрочнённые дисперсными частицами тугоплавких окислов или высокопрочными волокнами). Такие материалы характеризуются чрезвычайно высокой стабильностью свойств, мало зависящих от времени пребывания при высоких температурах. В зависимости от назначения Ж. с. изготовляют с повышенным сопротивлением усталости и эрозии, с малой чувствительностью к надрезам, термостойкие, для эксплуатации при значительных, но кратковременных нагрузках и др. Например, Ж. с., используемые в космической технике, должны иметь низкую испаряемость.

Лит.: Гарофало Ф., Законы ползучести и длительной прочности металлов и сплавов, пер. с англ., М., 1968; Курдюмов Г. В., Природа упрочненного состояния металлов, "Металловедение и термическая обработка металлов", 1960, № 10; Розенберг В. М., Ползучесть металлов, М., 1967; Химушин Ф. Ф., Жаропрочные стали и сплавы, 2 изд., М., 1969.

В. М. Розенберг.

окалиностойкие сплавы, металлические сплавы, стойкие против интенсивной коррозии на воздухе или в др. газовых средах при высоких температурах. Ж. с. применяются как конструкционный материал для слабо нагруженных деталей нагревательных устройств и энергетических установок, а также для изготовления нагревательных элементов сопротивления. Ж. с. имеют никелевую, железную или железо-никелевую основу и содержат до 30\% хрома. Некоторые Ж. с. легированы также алюминием или кремнием. При нагреве на их поверхности образуются плотные защитные плёнки, состоящие из продуктов взаимодействия компонентов Ж. с. с компонентами газовой среды. Как правило, это окисные плёнки с преимущественным содержанием окислов легирующих элементов (хрома, алюминия и др.), термодинамически более стойких, чем окислы элементов основы. Защитная роль плёнки зависит от её плотности и прочности сцепления с основным металлом.

Лит.: Игнатов Д. В., Шамгунова Р. Д., О механизме окисления сплавов на основе никеля и хрома, М., 1960; Эванс Ю. P., Коррозия и окисление металлов, пер. с англ., М., 1962.

металлические сплавы с особыми физическими свойствами (магнитными, электрическими, тепловыми, упругими) или редким сочетанием физических, физико-химических и механических свойств, уровень которых в значительной степени обусловлен точностью химического состава, отсутствием вредных примесей, соответствующей структурой сплава. Большинство П. с. создано на основе Fe, Ni, Со, Cu, Nb. К П. с. относится ряд сплавов с аномалией свойств, среди которых особое место занимают сплавы с очень малым изменением физических параметров при изменении температуры, магнитного, электрического поля, механических нагрузок (например, Инвар, Элинвар, Манганин, Константан, Перминвар). Важное практическое значение имеют и сплавы, характеризующиеся, наоборот, весьма большим изменением физических параметров при изменении внешних условий (например, Пермаллой, Алюмель, Хромель, Копель, Магнитострикционные материалы, пружинные сплавы, термобиметаллы).

К П. с. относятся также сплавы, обладающие Сверхпроводимостью, сплавы с заданным значением физических параметров (например, Ковар, Платинит, Фернико), в том числе сплавы с разнообразным сочетанием свойств и сплавы, сохраняющие требуемые свойства в условиях агрессивных сред, вибрации, электрического разряда, радиации, глубокого вакуума и т.д.

П. с. - незаменимые материалы при изготовлении узлов особо чувствительных приборов и установок, уникальной экспериментальной и малогабаритной аппаратуры, различного рода датчиков, преобразователей энергии. Они применяются также в бытовой технике, например в телевизорах, радиоприёмниках, часах и т.д. П. с. являются основой прогресса точного приборостроения, автоматики и др. отраслей техники; изготовляются преимущественно в виде тонкой ленты и проволоки, а также в виде поковок, листов, прутков, полиметаллической проволоки и ленты, монокристаллов. Для достижения наивысшего уровня свойств П. с. необходимы, как правило, особые способы выплавки, деформирования, специальные режимы термической обработки, качественная отделка поверхности. П. с. требуют высокой культуры эксплуатации.

Лит.: Прецизионные сплавы. Справочник, М., 1974.