|
|
Конструкционные сплавы на основе системы Al—Cu—Mg
Конструкционные дюралюминиевые сплавы (дюраль, дуралюмин) Д1, Д16, Д19, ВД17 упрочняют термической обработкой, обладают высокими характеристиками механических свойств.
Дуралюминами называют сплавы А1—Сu—Mg, в которые дополнительно вводят марганец. Упрочнение дуралюмина при термической обработке достигается в результате образования зон Гинье-Престона сложного состава или метастабильных фаз S' и θ'
Марганец, хотя и не входит в состав упрочняющих фаз, но его присутствие в сплавах полезно. Он повышает стойкость дуралюмина против коррозии, а присутствуя в виде дисперсных частиц фазы Т (Al12Mn2Cu), повышает температуру рекристаллизации и улучшает механические свойства дуралюмина. В качестве примесей в дуралюмине имеются железо и кремний. Железо, (Mn,Fe)Al6 образуя соединение , кристаллизующееся в виде грубых пластин, понижает прочность и пластичность дуралюмина. Кроме того, железо образует соединение AL2Cu2Fe нерастворимое в алюминии, связывая медь в этом соединении, железо снижает эффект упрочнения при старении. Поэтому содержание железа не должно превышать 0,5—0,7%.
Кремний образует фазы Mg2Si и W(AlxMg5Cu6Si4), которые растворяются в алюминии, и при последующем старении упрочняют сплав. Однако упрочнение от Mg2Si и W-фаз невелико, поэтому примесь кремния, уменьшая количество основных упрочняющих фаз S и θ, способствует снижению прочности.
Химический состав (%) конструкционных сплавов типа дуралюмин (дюралюминий)
|
| Сплав |
Основные компоненты |
Примеси (не более) |
| Си |
Mg |
Мп |
Fe |
Si |
Ni |
Zn |
Ti |
Прочие |
| Каждая |
Сумма |
| Д1 |
3,8—4,8 |
0,4—0,8 |
0,4—0,8 |
0,7, |
0,7 |
0,1 |
0,3 |
0,1 |
0,05 |
0,1 |
| Д16 |
3,8—4,9 |
1,2—1,8 |
0,3—0,9 |
0,5 |
0,5 |
0,1 |
0,3 |
0.1 |
0,05 |
0,1 |
| ВД17 |
2,6—3,2 |
2,0—2,4 |
0,45— 0,7 |
0,3 |
0,3 |
- |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
0,1 |
| Д19* |
3,8—4,3 |
1,7—2,3 |
0,5—1,0 |
0,5 |
0,5 |
- |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
0,1 |
Режимы термической обработки конструкционных сплавов типа дуралюмин
| Сплав |
Температура нагрева под закалку, °С |
Старение |
| Температура, °С |
Время, ч |
| Д1 |
495—510 |
20 |
>96 |
| Д16 |
495—505 (листы) |
20 |
>96 |
| 188—193 |
11-13 |
| 485—503 (прессованные изделия) |
20 |
>96 |
| 185—195 |
6-8 |
| Д19 |
500—510 (листы) |
20 |
120—240 |
| 185—195 |
12-14 |
| 495—505 (прессованные изделия) |
20 |
120—240 |
| 185—195 |
8—10 |
| ВД17 |
495—505 |
165—175 |
15—17 |
Плакированные листы отличаются высокой коррозионной стойкостью,
прессованные изделия, штамповки и поковки — пониженной стойкостью. Прессованные
изделия из дюралюминия Д1 и Д16 в закаленном и
естественно состаренном состоянии при эксплуатационных нагревах выше 100°С
склонны к межкристаллитной коррозии; искусственное старение повышает
сопротивление коррозии. Неплакированные детали из дуралюминов следует подвергать
анодированию и защищать лакокрасочными покрытиями.
Сплавы хорошо свариваются точечной
сваркой и не свариваются плавлением из-за
высокой склонности к трещинообразованию. Все дуралюмины удовлетворительно обрабатываются резанием
(в закаленном и состаренном состоянии) и
химическим фрезерованием (размерным травлением). Обрабатываемость резанием в
отожженном состоянии плохая. Высокотемпературная пайка не применяется из-за опасности пережога.
Температура начала ковки Д16, Д16П — 460°C, конца — 380°C. Дуралюмин широко применяют во всех
областях народного хозяйства, особенно в авиации. Сплав Д16 в виде листов и
прессованных полуфабрикатов — основной материал для силовых элементов конструкции
самолетов (детали каркаса, обшивка, шпангоуты, нервюры, лонжероны, тяги управления) и других нагруженных конструкций.
Сплав Д19 применяют для тех же деталей, что и сплав Д16,
работающих в условиях эксплуатационных
нагревов до температуры 200—250°С, а также для изготовления заклепок. Сплав
Д1 используют для штамповки лопастей воздушных винтов, а также различных узлов
крепления. Сплав ВД17 применяют для изготовления лопаток
компрессора двигателей.
|