Actual Problems in Machine Building 2020 Vol. 7 No. 1-2

Actual Problems in Machine Building. Vol. 7. N 1-2. 2020 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 108 При определении ТКЛР изучаемых сплавов было установлено, что введение меди в сплавы Al-30%Si и Al-40%Si в количестве 20÷50% способствует снижению их теплового расширения (таблица 1). Таблица 1 Влияние меди на тепловое расширение сплавов Al – (30  40 % Si) Основа сплава Содержание меди, % Коэффициент линейного расширения α·10 6 град -1 при температуре нагрева, °С 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Al-30% Si 20 12,5 12,3 12,4 12,5 12,0 11,9 12,2 12,4 11,4 30 6,0 6,3 6,3 6,4 6,5 6,5 6,7 6,7 6,9 40 6,1 6,2 6,2 6,2 7,2 7,5 7,6 7,8 8,0 50 6,5 7,1 7,2 7,3 8,0 9,1 9,9 9,9 9,5 Al-40% Si - 12,5 13,3 13,5 13,9 14,5 12,8 11,9 11,7 10,9 20 8,9 9,1 9,2 9,3 9,4 9,6 9,7 9,9 10,1 40 4,4 4,5 4,5 6,7 6,2 6,3 6,3 6,7 7,0 Исследования теплового расширения сплавов Al-30%Si, содержащих от 20 до 40 %Cu показали стабильные значения ТКЛР в интервале 50  450 °С. Введение кремния и меди в равных количествах по 30 % снижает температурный коэффициент линейного расширения сплава до значений 6,0÷6,9·10 -6 град -1 . Исследования теплового расширения сплавов Al- 40%Si, содержащих от 20 до 40%Cu позволили установить, что сплав с равным содержанием кремния и меди имеет самые низкие значения ТКЛР в рабочем интервале температур, нежели тройные сплавы с тем же суммарным содержанием легирующих элементов, но с другим их соотношением. Предложены возможные области для практического применения разработанных составов тройных сплавов, близких по ТКЛР к промышленным инварам (таблица 2). Таблица 2 Возможная область применения новых сплавов Сплав с регламентированным ТКЛР Средний  ·10 6 град -1 в интервале температур, °С Область применения инвар новый сплав инвар новый сплав 30НКД 40Si – 40 Cu– Al  20-100 = 4,6  20-100 = 4,5 соединение с керамикой, низкотемпературными припоями, цементами, клеями 29НК Al – 30Si – 30 Cu  20-100 = 6,3  20-100 = 6,1 47НХР Al – 40Si – 20 Cu  20-200 = 9,1  20-200 = 9,1 вакуум-плотные соединения со стеклами Особенности теплового расширения тройных сплавов представлены в виде трехмерной поверхности, построенной с помощью программы StatSoft Statistica 6.0 (рис. 3). Полученные графики позволяют наиболее четко представить температурно- концентрационные области, при которых ТКЛР имеет низкие значения. С их помощью можно выявить взаимосвязь между величиной ТКЛР изучаемых сплавов и двумя переменными параметрами, такими как содержание меди и температура испытания.