Характеристика силумина: состав, свойства, применение сплава

Маркировка [ править | править код ]

• А — алюминий,
• К — кремний,
• ## — процентное содержание кремния в сплаве,
• @@ — другие химические элементы, содержащиеся в сплаве (если имеются).

Встречается другая маркировка: АЛ##

, где:

• АЛ — алюминий литейный,
• ## — номер сплава.

Наиболее распространённые марки:

• АК12 — 12 % кремния, эвтектический сплав.
• АК9 — 9 % кремния.
• АК7Ц9 — 7 % кремния, 9 % цинка.

Применение [ править | править код ]

Применяются для литья деталей в авто-, мото- и авиастроении (напр., картеров, блоков цилиндров, поршней), и для производства бытовой техники (теплообменников, санитарно-технических запорных арматур, мясорубок), в скульптурной технике, в дешёвых электропневматических репликах оружия, иногда изготовляют ключи.

Недостатком силумина является высокая пористость и грубая крупнозернистая эвтектика отливок, что сильно отражается на воспроизводимости (стабильности) прочностных свойств получаемых деталей. [1]

Силуми́н — сплавалюминия с кремнием. Химический состав — 4-22 % Si, основа — Al, незначительное количество примесей Fe, Cu, Mn, Ca, Ti, Zn, и некоторых других.

Лучшими литейными свойствами обладают сплавы Аl-Si (силумины). Высокая жидкотекучесть, малая усадка, отсутствие или низкая склонность к образованию горячих трещин и хорошая герметичность силуминов объясняются наличием большого количества эвтектики в структуре этих сплавов.

Читать также: Как запаять алюминиевую флягу в домашних условиях

Плотность большинства силуминов 2650 кг/м3, т.е. меньше плотности чистого алюминия (2700 кг/м3). Они хорошо свариваются. Механические свойства зависят от химического состава, технологии изготовления (модифицирования, способа литья и т.д.), а также термической обработки. В двойных силуминах с увеличением содержания кремния до эвтектического состава снижается пластичность и повышается прочность. Появление в структуре сплавов крупных кристаллов первичного кремния вызывает снижение прочности и пластичности . Несмотря на увеличение растворимости кремния в алюминии от 0,05% при 200°С до 1,65% при эвтектической температуре, двойные сплавы не упрочняются термической обработкой. Это объясняется высокой скоростью распада твердого раствора, который частично происходит уже при закалке, а также большой склонностью к коагуляции стабильных выделений кремния. Единственным способом повышения механических свойств этих сплавов является измельчение структуры путем модифицирования.

АК##@@, где А — алюминий, К — кремний, ## — процентное содержание кремния в сплаве, @@ — другие химические элементы, содержащиеся в сплаве (если имеются). Встречается другая маркировка: АЛ##, где АЛ — алюминий литейный, ## — номер сплава.

В настоящее время практически во всех отраслях используется сплав из алюминия. Его применяют всюду, начиная от производства посуды, и до изготовления запчастей для автомобилей.

Как почистить алюминиевую посуду в домашних условиях

Сразу после покупки алюминиевый кухонный предмет стоит прокипятить, добавив на 1 л воды 5 ч. л. соли. Если после приготовления пищи стенки потемнели, вернуть блеск поможет полоскание в воде с добавлением аммиака. Можно попробовать натереть стенки мягкой тряпкой с сухим порошком для чистки зубов.

Если появились пятна на алюминиевой посуде, их стирают разрезанным пополам яблоком. Темный налет удаляют влажной мочалкой, смоченной уксусом. Сразу после чистки алюминиевый предмет моют чистой водой. Поможет вернуть блеск мытье водой с растворенной бурой из расчета 1 л/1 ст. л. Подгоревшую пищу устраняют только замачиванием на сутки.

Считается, что за такой посудой довольно сложно ухаживать. Хозяйки боятся испортить оксидную пленку, которая образуется на поверхности. Эта пленка имеет защитное свойство и появляется после химреакции металла с кислородом. На заводах применяют электрохимическое оксидирование, которое создает пленку с большой прочностью.

Благодаря оксидной пленке еда не взаимодействует с металлом, поэтому качество продуктов, разогретых в алюминиевой кастрюльке, остается высоким.

Кислоты и щелочные средства, которые вы используете при очистке, могут нарушить защитную пленку. То же относится к порошкам, щеткам, скребкам, мочалкам с железными волокнами. Из-за того, что от обычных средств во время чистки алюминиевой посуды толку мало, женщины теряются, когда речь заходит об удалении сильных загрязнений.

Если на алюминиевой сковородке пригорела пища, следует просто замочить ее на несколько часов или же налить воду и поставить на огонь. Справиться с почерневшим металлом поможет сода или уксус, которые нужно развести водой. От черных пятен помогает и молочная сыворотка.

Мыть такую посуду необходимо аккуратно, используя только мягкие губки или фланелевые тряпочки. Лучше всего подходят средства для мытья фарфора или стекла. Они помогут кастрюлям и сковородкам вернуть утраченный блеск.

Советские женщины в эпоху дефицита использовали более изощренный метод очистки – кипячение в водном растворе силикатного клея и соды (по 100 граммов на 4 литра воды).

Современная хозяйка вряд ли будет использовать такие методы, чтобы вернуть первоначальный вид своей любимой кухонной помощнице, так как в магазине сейчас можно купить деликатные средства для очистки.

Силумин

Начать стоит с того, что существует несколько различных сплавов, в которых используется алюминий. Однако именно этот считается наиболее востребованным среди прочих. Силумин – это следующая ступень после алюминия. Получают его при помощи сплава кремния, добавленного в этот химический элемент. Совмещение этих двух элементов обеспечивает полученный сплав повышенной твердостью, а также повышенной устойчивостью к износу деталей, полученных из сплава.

Содержание кремния в таких сплавах колеблется от 4 до 22%. Также стоит сказать, что могут добавляться еще некоторые элементы. К ним относят медь, цинк, титан, железо или кальций. Также известно, что в состав силумина входит от 5 до 14% силиция.

Свойства силумина

Важно, что силумин – это все сплавы, которые были получены на основе кремния и алюминия, но необходимо понимать, что не все конечные материалы обладают одними и теми же свойствами. Нужно знать, что с повышением процента содержания кремния, повышается итоговая прочность материала, но при этом растет и его хрупкость. К основным преимуществам, которые можно выделить у этого сплава относят:

• Высокая прочность.
• Малый физический вес.
• Высокая устойчивость материала к износу.
• Устойчивость также и к коррозии.
• Одно из важных преимуществ – это цена силумина, которая считается довольно низкой. Допустим, кухонные принадлежности из этого материала стоят от 250 р. до 2000-3000 р.

Все эти преимущества в совокупности и смогли обеспечить высокую популярность данного материала.

Читать также: Лучшая электропила для дачи рейтинг

Недостаток у этого материала лишь один – это его повышенная хрупкость. Если говорить о механическом воздействии, то силумин способен выдержать высокие нагрузки, однако если, к примеру, уронить изделие из этого сплава, то оно, скорее всего, треснет. Также стоит отметить, что температура плавления силумина не слишком высокая – всего 580 градусов по Цельсию.

Технология производства

У современной алюминиевой посуды свойства отличаются, что зависит от состава сырья. Для производства кухонных предметов используют:

• Первичный металл марки А5. Пищевой алюминий в чистом виде обладает отличной теплопроводностью, но он очень мягкий. Для придания изделиям прочности в металл добавляют дополнительные элементы. Получившиеся сплавы (АК7, АК9 и др.) безопасны для здоровья, при этом сохраняют полезные свойства алюминия.
• Алюминиевый чугун. Сплав унаследовал лучшие свойства двух металлов: теплоемкость, стойкость к коррозии. Из сырья изготавливают толстостенные кухонные предметы: казаны, сковороды, утятницы.
  Важно! Польза алюминиевого чугуна заключается в том, что кухонный предмет получается легкий. Одновременно сохраняются свойства чугуна – высокая теплоемкость. Приготовленная еда в алюминиевой посуде меньше подгорает, даже может короткое время остаться для сохранения.
• Биметаллический сплав. Сырье применяют для штамповки кухонных предметов. По сути, материалом являются листы алюминия и стали. Кастрюли, чайники, ковшики сохраняют важное свойство – теплопроводность. Однако за счет стали стенки предметов стали прочнее и менее пористые.

Если говорить о старой алюминиевой посуде, вред и польза будет аналогичная, как и от новых современных кухонных приборов. Раньше для производства чаще всего использовался чистый пищевой алюминий без добавок, о чем свидетельствует быстрое появление вмятин у кастрюль при падении или ударе.

Свойства посуды могут различаться в зависимости от технологии ее производства:

• Технологию листового производства называют штамповкой. Из листа «выдавливают» изделие. После придания формы предмету, идет его финишная обработка. Штамповку делают методом чеканки или ковки. Самая дешевая получается посуда, изготовленная методом чеканки. Предмет выдавливают из листа вращающейся болванкой станка. Недостаток – утрачиваются положительные свойства металла. Ухудшается теплопроводность, прочность. Методом чеканки изготавливают тонкостенную посуду, у которой дно часто усиливают антидеформационным диском. Ковка применяется при производстве дорогостоящей посуды. Технология улучшает свойства алюминия: увеличивается теплопроводность, прочность.
• Самая дорогая технология основана на методе литья. Алюминиевый расплавленный сплав заливают в формы. Технология позволяет полностью сохранить все положительные свойства алюминия. Стенки посуды получаются толстые, прочные, сложно поддаются деформации.

Важно! Все кухонные предметы сложной формы изготовлены методом штамповки. Литая посуда отличается простой конфигурацией.

Дно кастрюли, ковшика или другого изделия может быть многослойное. Изобретение очень полезное, так как снижается вероятность подгорания пищи. Дно при перегреве меньше деформируется, реже прогорает. В качестве дополнительного слоя используют толстую алюминиевую пластину. Если посуда предназначена для индукционной плиты, то дополнительную пластину устанавливают из медного сплава.

Доказано, что готовить кислые блюда в алюминиевой посуде вредно, так как металл во время реакции выделяет ядовитые вещества. Здесь на помощь приходит антипригарное покрытие. Полезное изобретение придумано не только для того, чтобы предотвратить пригорание. Антипригарное покрытие предотвращает контакт алюминия с пищей. Посуда сохраняет только полезные свойства, даже при варке компота или другого кислого блюда.

Антипригарное покрытие наносят методом наката или напыления. Более полезными свойствами обладает второй слой. Накатанное покрытие наносят на лист. После штамповки появляется множество микротрещин. Напыление выполняют только на готовую посуду. Чем больше защитных слоев, тем лучшими свойствами обладает антипригарное покрытие и больше от него пользы.

Защитный слой бывает трех типов:

1. Керамика. Защитный слой имеет отрицательное свойство – плохо реагирует на длительный контакт с жидкостью. Оставшийся компот или суп придется переливать в другую емкость для хранения.
2. Тефлон. Покрытие отличается капризностью. Недопустимо использование металлических ложек или половников во избежание появления царапин.
3. Минеральный камень. Самое практичное покрытие, если не попалась подделка.

Любое защитное покрытие полезное, но такая посуда становится прихотливой в уходе, требует более бережного хранения.

Важно! Дорогая посуда из литого алюминия вред не принесет даже при приготовлении кислой пищи, так как обычно производится с защитным покрытием.

Современная алюминиевая посуда в быту отличается привлекательным внешним видом. Красоту придает декоративное покрытие. Это может быть:

• эмаль;
• лак;
• нанесенная напылением фарфоровая суспензия, подвергшаяся обжигу;
• анодирование.

Польза от декоративного покрытия – сохранение привлекательного внешнего вида. Вред для пищи нулевой, так как отсутствует прямой контакт. Декоративное покрытие наносят на наружную часть алюминиевой посуды.

Дешевые изделия ничем не покрывают. Их могут подвергнуть только шлифовке. Новая кастрюля будет блестеть, но после нескольких использований стенки станут тусклые.

Маркировка

Так как силумин – это сплав алюминия и кремния, а также всего лишь одна из его разновидностей, то была разработана специальная маркировка, которая позволяет быстро и легко определить процентное содержание компонентов, а также, какие именно химические элементы использовались при изготовлении сплава. Для того чтобы поставить маркировку на сплав силумина, используют буквенные и цифровые обозначения. К примеру, АК12 или же АК9Ц7. Первая буква всегда указывает на содержание алюминия в сплаве, а вторая на содержание кремния. Цифры говорят о том, какое именно процентное соотношение этого химического элемента в силумине. В данном случае это 12%. Так как могут добавляться и другие элементы, их буква также указывается. Во втором примере показана маркировка алюминия – А, кремния – К 9% и цинка – Ц 7%.

Также важно отметить, что сплав обладает повышенной текучестью в расплавленном состоянии, а также хорошей свариваемостью. Если учитывать, что температура плавления силумина всего 580 градусов по Цельсию, то это можно отнести к списку преимуществ материала.

Что это за материал?

Химсостав силуминов отечественного производства определяется ГОСТ 1583-93. Рассматриваемые сплавы (алюминий – основа) содержат:

• Кремния, % – 10…13;
• Железа, % — 0,35…0,70;
• Марганца, % — 0,03…0,50;
• Титана, % — 0,03…0,25;
• Меди, % — 0,02…0,03;
• Цинка, % — 0,04…0,08.

Важно: в силуминах, которые используют для изготовления пищевой посуды и другой продукции аналогичного назначения, ограничивается содержание токсичных химических элементов – мышьяка (не выше 0,015 %), свинца (не более 0,15 %) и бериллия (не выше 0,0005 %).

Силумины имеют меньший вес, чем обычный алюминий или другие конкурирующие с ним, в частности, сталь или титан. Добавление кремния высокой чистоты обеспечивает металлу более низкие значения коэффициента теплового расширения, улучшая жидкотекучесть литейного расплава. Наконец, кремний уменьшает усадку в процессе затвердевания сплава, добавляя ему пластичности и прочности.

Виды силумина

Чаще всего говорят о том, что силумин – это сплав алюминия и кремний. Однако это не совсем верное утверждение. Такое название носят сплавы, в которых содержание такого элемента, как кремний, находится в районе 12-13%. Такую группу сплавов принято называть эвтектическими, нормальными или же обычными силуминами. Однако есть еще одна классификация этого материала.

• Первый вид сплава называется доэвтектическим. Характерной особенностью этой группы является то, что содержание кремния в процентном соотношении всего от 4 до 10% от общего количества. Кроме того, могут быть добавлены такие элементы, как магний, марганец или медь.
• Группа износостойких силуминов – содержание кремния повышается до 20% от общего количества сплава.
• Для выполнения конкретно поставленных задач изготавливают специальные сплавы силуминов, к примеру, цинковистый.

Отзывы

Ирина Петровна Усиковая, 49 лет, г. Тула

Месяц пользовалась набором кастрюль из нержавейки. Не понравилось. Пища постоянно пригорает, несмотря на двойное дно. Вода закипает долго. Вернулась к традиционному алюминию. О вреде стараюсь не думать. Еще не известно, из какой нержавейки китайские кастрюли сделаны.

Ольга Александровна Вишневская, 37 лет, г. Новосибирск

Алюминиевые сковороды всегда покупаю толстостенные. Есть простые и с антипригарным покрытием. Нержавейка как-то не пошла. Вреда от алюминия на своем здоровье не ощущаю. Бабушка всю жизнь пользовалась и ничего, все нормально.

Была ли Вам данная статья полезной?

Метки: посуда

Похожие записи
• Тростниковый сахар — польза и вред
• Корица полезные свойства и противопоказания рецепты отзывы
• Обливание холодной водой с головой или без. Как правильно обливаться холодной водой? Воздействие горячей водой

« Предыдущая запись

Свойства нормальных силуминов

Первая группа силуминов из алюминия – это эвтектические. Их прочностные параметры довольно малые, однако преимущество этого типа в другом. Она обладают отличными литейными параметрами. Материалы из такого сплава применяются в литье тонкостных изделий, которые в будущем будут применяться в среде повышенной вибрации или под действием ударных нагрузок.

Также важно отметить, что при литье этой группы сплавов, к ней могут быть предъявлены такие требования, как удлинение микроструктуры. Чтобы выполнить это требование, необходимо при операции литья в кокиль или же в форму модифицировать силумин натрием.

Читать также: Как удлинить метчик своими руками

Также важно отметить, что высокой устойчивостью к воздействию на сплав агрессивной среды обладают только те, которые характеризуются высокой чистотой состава. Другими словами, в таких материалах должно быть минимальное содержание разнообразных примесей, таких как железо и прочие.

Группы сплавов

Существует несколько групп, на которые подразделяется силумин. Это разделение осуществляется по применению этого материала для различных целей.

Эвтектический силумин, который имеет маркировку АК12, то есть всего лишь 12% содержания кремния, а также не упрочняется термической обработкой и не образуется усадочной прочности, рекомендуется использовать для изготовления герметичных деталей приборов или агрегатов невысокой нагруженности.

В качестве примера доэвтектического силумина можно взять сплав АК9ч. Для его изготовления уже применяется закалка при температуре в 530 градусов со временем выдержки от 2 до 6 часов. После этого идет процесс охлаждения материала в горячей воде и активизируют процесс старения при температуре в 175 градусов, который длится в течение 15 часов. Применение силумина этой группы осуществляется для изготовления нагруженных и крупногабаритных деталей.

Третья группа сплавов – это высоколегированный заэвтектический силумин, маркировка которого АК21М2. Принадлежность этого материала – поршневая группа сплавов. Этот материал предназначается для работы в среде с повышенными температурами, так как выделяется повышенной жаропрочностью, высоким коэффициентом износоустойчивости.

Как выбрать силуминовый смеситель?

Чтобы приобрести подходящий силуминовый кран или смеситель, необходимо определиться с местом его установки: кухня или ванная комната; предназначен для мойки, умывальника, ванны, биде или душевой кабины. Как правило, силуминовые краны подбираются с высоким гусаком, под который удобно подсунуть различную кухонную посуду. Для экономии пространства рабочей зоны можно подобрать модель с настенным способом монтажа.

Устройства для умывальников отличаются компактными габаритами, что обусловлено небольшими размерами и глубиной первых. Исключение – изделия для накладных раковин, где смеситель устанавливается на столешницу и отличается увеличенной высотой корпуса. Характерным отличием кранов из силумина для биде является наличие поворотного аэратора. С его помощью можно легко настроить поток в нужном направлении.

Кроме назначения, смесители отличаются способом управления.

• Однорычажные. Регулировка напора и температуры воды выполняется картриджным механизмом. Для настройки пользователю доступен только один рычаг, который при поднятии вверх открывает подачу, а при повороте влево/вправо изменяет соотношение холодной и горячей воды.
• Двухвентильные. В этих смесителях установлено две кран-буксы: одна отвечает за подачу холодной, а вторая горячей воды. Чтобы отрегулировать температуру в этом типе сантехнических устройств, требуется вращение обоих кранов.
• Термостатические. За поддержание температуры и напора здесь отвечает специальный механизм. Пользователю необходимо только один раз настроить все параметры, после чего смеситель автоматически подстраивается под них при каждом открытии подачи.

Последний параметр, на который обязательно нужно обратить внимание – покрытие. В качестве верхнего декоративного слоя выступает хром или краска. В первом случае вы получаете классическое сантехническое устройство с характерным блеском. Крашеные смесители бывают черными, белыми, коричневыми, бежевыми. Их выбирают для помещений, стилизованных под определенный дизайн.

Ремонт

Так как может случиться, что появятся трещины или же разломы на деталях из этого сплава, то есть возможность проведения ремонтных работ. Чаще всего для проведения этого типа работ применяют специальное вещество – эпоксидный клей. Однако в том случае, если деталь должна будет эксплуатироваться в среде с повышенными нагрузками, лучше всего использовать сварку. Однако необходимо учитывать состав сплава, так как далеко не все они способны выдержать температуру работы сварочного аппарата, некоторые из них могут просто расплавиться.

Можно ли использовать алюминиевую посуду на индукционной плите?

Не многие знают то, какую можно использовать посуду для индукционной плиты. Разработчики этой техники рекомендуют покупать специальную посуду, которая имеет ровное, утяжеленное дно, плюс магнитится.

Для индукционной плиты подходит специальная посуда, но не алюминиевая

А можно ли воспользоваться для приготовления, к примеру, алюминиевой посудой? Нет, конечно же. Традиционная посуда, к которой мы привыкли, для такой плиты не подходит. Можно заменить ее кухонной утварью, которая изготовлена из нержавейки, чугуна, с поверхностью из эмали.

Сварка

Ремонт силумина в домашних условиях при помощи аргонодуговой сварки считается наиболее простым способ. Однако все признают, что лучшим решением для ремонта деталей все же будет обратиться к профессионалам, но и самостоятельная сварка также вполне реальна. Важно отметить, что работа аргонодуговой сварки должна осуществляться в среде инертных газов.

Чаще всего для достижения этой цели используют непосредственно аргоновый газ, однако в некоторых случаях возможно использование смеси аргона с гелием. Также важно отметить, что после проведения сварочных работ по ремонту деталей из силумина, все сварочные швы необходимо подвергнуть обработке. После этой процедуры швы будут практически незаметны.