S l i t i ny h l i n í ku p r o p í s t y s p a l o v a c í c h m o to r ů a ko m p r e s o r ů

Tab. I. Tab. I.

B . B r y k s í St u n o v á – D. H e n z l

AlSi10CuMg

KS 270

AlSi12NiMg

KS 1275 S ČSN 424336 KS 1275 M 124

Obr. 1.

GK-K12 AlSi12CuNiMg

AE.109 AXP FM 120 424336 S KS 1275.2 AK 12

AlSi12Cu3Ni2Mg

M 142

Fig. 1.

Eutektikum a charakteristické intermetalické fáze ve slitině AlSi12CuNiMg (1 – fáze hořčíku, 2 – fáze mědi a niklu, 3 – eutektický křemík), pův. zvětšení 100× Eutectics and characteristic intermetallic phases in the AlSi12CuNiMg alloy, (1—magnesium phase, 2—copper and nickel phase, 3—eutectic silicium), original magnification 100×

Obr. 2.

Fig. 2.

Intermetalické fáze hořčíku (1), mědi a niklu (2), železa a manganu (3) a zrnitý eutektický křemík (4) vč. jednoho primárního krystalu (5), pův. zvětšení 200× Intermetallic phases of magnesium (1), copper and nickel (2), iron and manganese (3) and granular eutectic silicium (4) including one primary crystal (5), original magnification 200×

AK 12 M M 174+

Nikl jako třetí nejvýznamnější legura těchto slitin tvoří fáze Al3Ni (NiAl3), kteAlSi15Cu3Ni2Mg M 145 ré bývají při sledování ve světelném miAlSi16CuNiMg M 126 kroskopu viditelné jako tmavě šedé čás424386 S tice. Rozpustnost niklu v hliníku je velmi KS 281.1 malá a omezená, při okolní teplotě menAlSi18CuNiMg M 138 ší než 0,01 % [2]. Fáze Al3Ni má teplotu FM 180 tuhnutí 640 °C [2]. AlSi20Cu2NiMgMn ČSN 424386 Za přítomnosti mědi a železa vznikají AlSi21CuNiMg KS 280 s niklem vícesložkové fáze, např. (Ni,Cu)2 AlSi25CuNiMg FeAl7. Tyto fáze mají dobrou tepelnou AlSi25CuNiMg KS 282 Obr. 3. Charakteristická struktura slitiny stabilitu, proto si slitiny s obsahem 1–2 % AlSi25CuNiMg, (1 – primární křemík, M 244 Ni zachovávají dobré mechanické vlast2 – eutektický křemík, 3 – intermeČSN 424315 talické fáze), pův. zvětšení 200× nosti i za zvýšených teplot [2]. V pístoAlCu4Ni2Mg2 Fig. 3. Characteristic structure of the AlSiKS Y vých slitinách vzniká nejčastěji fáze 25CuNiMg alloy (1—primary silicium, Pozn.: Označení dle zákazníka či interního předpiCu3NiAl6, která se na výbrusu při sledo2—eutectic silicium, 3—intermetallic su výrobce pístů: KS – Kolbenschmidt; M – Mahle; phase), original magnification 200× vání ve světelném mikroskopu jeví jako GK – Seco; AE – Man; FM – Federal Mogul; AK – GOST světle šedé spojité až kostrovité útvary. U nadeutektických slitin je ve struktuře přítomný také primární křemík. Přirozeně by při dané rychlosti ochlazování Charakteristické jsou intermetalické fáze hořčíku Mg 2Si a tuhnutí krystalizoval ve formě masivních plošných podlou(obr. 1 a 2, pozice 1), které se tvoří při obsazích hořčíku větších, hlých útvarů, vzhledem k očkování fosforem (viz dále) je než je jeho rozpustnost v tuhém roztoku. Ta je při vysokých formován do polyedrických drobnějších homogenně rozteplotách vysoká, s klesající teplotou se však snižuje (např. při ptýlených útvarů (obr. 3). Velikost těchto útvarů často 200 °C je cca 2,9 % a vlivem obsahu dalších přísadových upravuje požadavek zákazníka, kdy např. průměrná hodprvků je snížení ještě významnější [2]). Fáze Mg2Si, která je ve nota na sebe kolmých rozměrů částice křemíku a největší výsledku přítomná téměř vždy, tvoří eutektikum Al-Si-Mg2Si rozměr částice nesmí překročit stanovenou velikost v µm. s teplotou tuhnutí asi 555 °C [2]. Toto eutektikum tvoří ve Za tímto účelem se provádí metalografické měření těchto struktuře drobné tmavé kostrovité útvary (obr. 1). Hořčík částic a jejich statistické vyhodnocení. tvoří také fáze s mědí, ve slitinách bez mědi reaguje se železem Ve struktuře se vyskytují také nežádoucí intermetalika, a tvoří komplexní eutektikum s dalšími prvky [2]. zejména fáze železa, ve kterých je většinou přítomen Další typické fáze, nalézající se ve struktuře těchto slitin, jsou i mangan. Na výbrusech se jeví jako šedé útvary, jejichž fáze mědi Al2Cu (CuAl2), které se na výbrusu při sledování ve morfologie se různí od jehlicovitého tvaru, který je nežásvětelném mikroskopu jeví jako hnědé až narůžovělé kostrodoucí, až po kostrovité útvary, což je odvislé od typu intervité útvary, často tvořící kapkovitý tvar, nezřídka prorostlý fází metalika, resp. jeho chemického složení. Mg2Si. Měď má v hliníku omezenou rozpustnost, při jejímž M e t a l u r g i c ká p ří p rava s l i t i n překročení se tvoří tyto fáze jako součást potrojného eutektika Al-Si-CuAl2 s rovnovážnou teplotou tuhnutí 524 °C [2]. Ve slitinách Slitiny jsou v předepsaném složení nakupovány v blocích jsou tyto fáze přítomné vždy, je-li obsah mědi alespoň 1 % [2]. a jejich chemické složení je průběžně sledováno vstupní konJe-li ve slitině přítomen jak hořčík, tak měď, tvoří se vícesložtrolou. V provozu slévárny dochází k jejich natavení v plyková eutektika, zejména eutektikum Al-Si-CuAl2-Al5Mg8 Cu2Si6 nových pecích MORGAN (obr. 4) o objemu 520 až 620 kg s rovnovážnou teplotou tuhnutí 507 °C, které však při reálné a k eventuálnímu dolegování. Pro zjemnění primárního rychlosti ochlazování tuhne až při teplotě kolem 480 °C [2]. AlSi12Cu4Ni2Mg

KS 1295

S l é vá re ns t v í . L X I V . b ř eze n – d u b e n 2016 . 3 – 4

83

O D L I T K Y Z E SL I T I N N E Ž EL E Z N ÝCH KOV Ů

Přehled základních slitin a z nich vycházejících předpisů výrobců a odběratelů pístů Overview of basic alloys and regulations for manufacturers and purchasers of the pistons based on them