Actual Problems in Machine Building 2021 Vol.8 N1-2

Actual Problems in Machine Building. Vol. 8. N 1-2. 2021 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 72 УДК 669.715. (043.3) ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ СТАРЕНИЯ НА ЛИНЕЙНОЕ РАСШИРЕНИЕ МАЛОКРЕМНИСТОГО ПОРШНЕВОГО СИЛУМИНА А.Н. ПРУДНИКОВ, доктор техн. наук, профессор В.А. ПРУДНИКОВ, аспирант (СибГИУ, г. Новокузнецк) Прудников А.Н. – 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, Сибирский государственный индустриальный университет, e-mail: a.prudnikov@mail.ru Введение. В настоящее время в качестве материалов, применяемых для производства поршней двигателей средней мощности, используют сплавы систем Al-Si-Cu, Al-Si-Cu-Mg (АК5М2, АК5М7, АК12М, АК12ММгН). Силумины наряду с удовлетворительными прочностными и пластическими характеристиками должны обладать, в первую очередь, малым тепловым расширением и удельным весом. Для улучшения параметров поршневых силуминов наиболее целесообразно использование способов улучшения свойств на завершающей стадии изготовления деталей – окончательной термической обработки. Поэтому разработка и оптимизация режимов термической обработки поршневых силуминов является актуальной проблемой. Цель работы: установление влияние температуры старения в диапазоне от 100 до 300 °С и времени выдержки от 3 до 9 ч на средний ТКЛР по интервалам 20-150, 150-300 и 300-450 °С поршневого медистого силумина АК5М2. Для исследования были взяты поршни, изготовленные на предприятии ООО «КМЗ» (г. Набережные Челны) из силумина, легированного медью, АК5М2. Методами исследования являлись спектральный анализ химического состава поршневых заготовок, дилатометрический анализ для определения ТКЛР образцов до и после проведения режимов старения, а также металлографические исследования образцов в обработанном состоянии. Результаты и обсуждение . Показаны результаты влияния параметров старения на поршни из малокремнистого медистого силумина АК5М2 для двигателей средней мощности ЗМЗ в состоянии поставки. Проведена оценка изменения линейного расширения поршневого силумина АК5М2 после старения в диапазоне 100-300 °С (через 50 °С) и временем выдержки 3 ч по температурным интервалам 20-150, 150-300 и 300-450 °С. Установлено, что оптимальным для снижения коэффициента расширения силумина является режим, включающий старение 3 ч при температуре 200°С. Данный режим снижает средний ТКЛР во всех интервалах низко- средне- и высокотемпературном по сравнению с исходным состоянием на 1, 6 и 5,5 % соответственно. Кроме того, старение медистого силумина при температурах 100, 150, 200 и 250 °С обеспечивает снижение ТКЛР от 1,5 до 7 % в диапазоне 300-450 °С. Выявлено, что увеличение времени старения поршневого сплава последовательно до 6 и 9 ч при 200 °С не является эффективным. Полученные результаты позволяют рекомендовать для уменьшения термического расширения поршней двигателей из сплава АК5М2 низкотемпературное старение при 200°С, 3 ч. Ключевые слова: сплав, доэвтектический силумин, поршень, старение, линейное расширение