Силумины – это сплавы алюминия и кремния, причем наиболее распространенные среди литейных алюминиевых сплавов.

Силумины интересны тем, что эвтектика имеет небольшое содержание кремния (рис.1), и механические свойства сплавов с эвтектикой достаточны для практического использования. Силумины применяют в литом виде, хотя в настоящее время достижения технологий литейного производства позволяют создавать и деформируемые силумины.

Рисунок 1. Диаграмма состояния алюминий – кремний

Как и все сплавы с эвтектикой, силумины можно классифицировать по структуре: доэвтектический, эвтектический, заэвтектический (рис.2). Эвтектический сплав представляет собой пластинчатую эвтектику кристаллов кремния и твердого раствора кремния в алюминии (рис.2 б); доэвтектический сплав состоит из дендритов твердого раствора кремния в алюминии и эвтектики в междендритном пространстве (рис.2 а); структура заэвтектического сплава - кристаллы избыточного кремния и эвтектика (рис.2 в).

а	б	в

Рисунок 2. Структура силумина: а – доэвтектический, б – эвтектический, в - заэвтектический

Силумины слабо упрочняются термической обработкой. Вообще силумины интересны тем, что их свойства существенно зависят от технологии литья, чем и пользуются на практике. Ключевой вопрос для силумина – размер и морфология кристаллов кремния как эвтектического, так и избыточного. Для последнего еще вопрос в том, желательно его наличие, или же нет. Если концентрация кремния в сплаве немного больше эвтектической, то его структура состоит из эвтектики и первичного кремния (рис. 3 а). Сплав можно сделать доэвтектическим путем модифицирования. Если в сплав ввести до 1% смеси NaF+NaCl, то точка эвтектической кристаллизации сместится в сторону больших концентраций кремния и более низкой температуры кристаллизации (рис. 4) и структура сплава кардинально изменится (рис. 3 б).

а	б

Рисунок 3. Микроструктура силумина: а – немодифицированный, б – после модифицирования.

Рисунок 4. Схема влияния модифицирования на кристаллизацию силумина

Избыточный кремний после модифицирования пропадает, а кремний в эвтектике измельчается. Поэтому механические свойства сплава изменятся. Предел прочности сплава с 13% Si повышается от 140 до180 МПа, а относительное удлинение от 3 до 8%.

(Этот материал будет продолжен)