СТАБИЛИЗАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И РАЗМЕРОВ ПОРШНЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ИЗ СПЛАВА ALSI12CU2MGNI (АЛ25)

Аннотация

технология стабилизации механических свойств и размеров поршня из сплава АЛ25 за счет снижения влияния химической неоднородности в отливке и получение равновесной структуры металла в температурном диапазоне работы поршня. При кристаллизации эвтектического сплава АЛ25 возникает ликвация в заготовке по направлению от головки к юбке поршня, а в диаметральной плоскости – от наружной поверхности к оси поршня. Ликвация изменяет физические и механические свойства отливки, такие как: коэффициенты объемного и линейного расширения, плотность, что в конечном итоге приведет к изменению теплового зазора между втулкой цилиндра и поршнем, обусловленным режимом работой двигателя внутреннего сгорания. Снижение влияния химической неоднородности на однородность свойств как заготовки, так и самого поршня возможно за счет уменьшения перегрева сплава выше линии ликвидус и выдержки жидкого металла на стенде перед разливкой, что позволит получить равновесную структуру сплава. Последующая термическая обработка, рекомендованная технологическим процессом изготовления поршней среднеоборотных двигателей внутреннего сгорания, позволяет стабилизировать линейные размеры и свойства поршня, но не устраняет эффект от химической неоднородности. Закалка от температуры близкой к температуре плавления снизила химическую неоднородность и сделала насыщенным легирующими элементами твердый раствор алюминия, стойким к циклическим перегревам. Отпуск завершил процесс старения – выделение второй фазы, стабилизировал твердость и пластичность металла. Отжиг окончательно ликвидировал следы старения, коагулировал и увеличил зерно сплава. В результате стабилизированы механические свойства – повышена прочность и пластичность при температуре до 300пС. Стабилизирован коэффициент линейного расширения, ликвидировано необратимое изменение размеров поршня в диапазоне рабочих температур двигателя.