STABILIZATION OF MECHANICAL PROPERTIES AND DIMENSIONS OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE PISTON MADE OF ALSI12CU2MGNI (AL25) ALLOY
Abstract
The objective of the paper: the technology of stabilization of mechanical properties and dimensions of the piston made of AL25 alloy by reducing the influence of chemical heterogeneity in the casting and obtaining an equilibrium metal structure in the piston operating temperature range. When the complex alloyed alloy AL25 solidifies, in the casting the chemical heterogeneity occurs in the direction of the piston axis from the top to the bottom, in the radial direction from the outer surface to the center, when moving around a circle in a horizontal section. Segregation results in the change of metal’s mechanical and physical properties: density, thermal expansion coefficient, heat conductivity; causes different amounts of the heat gap between the piston and the sleeve from the head to the skirt. The segregation harmful effect on properties uniformity within the piston is possible by increasing the structure uniformity through reducing overheating over the liquidus line and reducing the metal exposure on the stand before casting. Heat treatment does not completely eliminate the segregation effect, but stabilizes piston’s mechanical properties and dimensions. Hardening at the temperature close to the melting temperature has reduced the chemical heterogeneity and made solid solution of aluminum alloys saturated with alloying elements resistant to cyclic overheating. Tempering has completed the aging process - the allocation of the second phase, has stabilized metal’s hardness and ductility. Annealing has eliminated the signs of aging completely, has coagulated and increased the grain size of the alloy. As a result, the mechanical properties have been stabilized; strength and ductility have been increased at temperatures up to 3000C. The linear expansion coefficient has been stabilized; the irreversible change of the piston dimensions in the range of the engine operating temperatures has been eliminated.
References
Вознесенский И.В. Судовые дизели и их эксплуатация. Учеб. Для мореход. Училищ. 2-е изд./ И.М. Вознесенский, Е.Г.Михеев. -М.:Транспорт, 1990.-360с.
Булгаков В.П. Влияние химической неоднородности отливки поршня из сплава АК12М2МгН (АЛ25) на задирообразование в цилиндропоршневой группе./ В.П. Булгаков, Ю.В. Чеботарев, И.Н. Рубан// Вестник ГУМРФ им.адмирала С.О. Макарова. – 2016, вып 5(39),-с. 151–157.
Ершов Г.С. Высокопрочные алюминиевые сплавы на основе вторичного сырья / Г.С Ершов., Ю.Б. Бочков. -М.: Металлургия, 1979. – 180 с.
Бернштейн М.Л. Материаловедение и термическая обработка стали / М.Л. Бернштейн, А.Г. Рахштад, -М.: Металлургия, 1983. – 352 с.
Зильберг Ю.Я. Алюминиевые сплавы в тракторостроении /Ю.Я. Зильберг, К.М.Хрущева. Г.Б. Генршмен . -М.:Машиностроение, 1972. –313 с.
Возницкий И.В., Михеев Е.Г. Судовые дизели и их эксплуатация. Учеб. для мореходных училищ. 2-е изд. перераб. И доп. – М.: Транспорт, 1990. – 361 с.
Койдан И.М. Современные технологии изготовления заготовок поршней для форсированного дизельного двигателя из поршневых алюминиевых сплавов методами тиксоформования/ И.М. Койдан, А.С. Журавлев// Литье и металлургия.-2013-№3s(72).-с.42–45.
Орлов Н.Д. Справочник литейщика. Фасонное литье из сплавов цветных металлов / Н.Д. Орлов, В.М. Чурсин.-М.: Машиностроение, 1971.-450 с.
Евстафеев В.В. Совершенствование технологии изготовления поршней двигателей внутреннего сгорения/ В.В, Евстафеев, А.А. Александров, А.А. Исков// Развитие дорожно-транспортного и строительного комплексов и освоение стратегически важных территорий Сибири и Арктики: вклад науки: материалы Международной научно практической конференции. – Омск. СибАДИ, 2014. - с. 240–242.
Насыров Р.А. Повышение надежности работы поршней тепловозных дизелей/ Р.А. Насыров.-М.: Транспоррт, 1977. - 256 с.
Карпов Л.Н. Неоднородность и качество судовых дизелей. – Л.: Судостроение, 1975. – 232 с.
Кузьмин Н.П. Ликвация и повышение качества проб литейных алюминиевых сплавов / М.П. Кузьмин, М.Ю. Кузьмина//Вестник Иркутского государственного технического университета. – 2013 - №12 (83). - с. 210–213.
Кондратьев Н.Н. Отказы и дефекты судовых дизелей. – М.: Транспорт, 1985. – 152 с.
Погодаев Л.И., Шеченко П.А. Гидроабразивный и кавитационный износ судового оборудования. – Л.: Судостроение. 1984. – 263 с.
Строганов Г.Б.Сплавы алюминия c кремнием/Г.Б. Строганов, В.А. Роттенберг, Г.Б. Гершман.// Сплавы алюминия к кремнием, М.; Металлургия, 1979. – 185 с.
Copyright (c) 2020 Russian Journal of Water Transport
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
