Металлопрокат на складе «М-Комплект» (044)490-04-88 (063)717-67-74


Механические и технологические свойства проката дюрали

Прочность, пластичность плакированных листов, прессованых прутков и труб

Эффект полной термической обработки состоит из эффекта закалки (разность характеристик закаленного и отожженного сплава) и эффекта старения (разноть характеристик состаренного и закаленного сплава). У разных систем алюминиевых сплавов эффекты закалки и старения различны.

Старение — это термическая обработка, при которой в сплаве, подвергнутом закалке без полиморфного превращения, происходит распад пересыщенного твердого раствора. Явление старения алюминиевых сплавов открыл Вильм. Он установил, что сплав алюминия с медью и магнием, закаленным с 500°С в воде, после выдержки в течение 4 сут при комнатной температуре приобретает повышенные прочность и твердость, а пластичность его не изменяется. При повышении температуры процесс старения ускоряется. Наибольшими эффектами закалки из дюралюминов обладает сплав Д16. Для старения, протекающего в естественных условиях без подогрева, принят термин «естественное старение», а для старения, происходящего в условиях специального подогрева после закалки — «искусственное старение». Однако эти термины недостаточно точно характеризуют происходящие в процессе старения структурные превращения и нуждаются в уточнении. Распад твердого раствора протекает, как правило, в несколько стадий — образование когерентных с матрицей зон ГП (Гинье-Престона) , затем частично когерентных метастабильных фаз и, наконец, некогерентных частиц стабильной фазы. У некоторых сплавов естественного старения при комнатной температуре не происходит, и, чтобы оно началось, требуется специальный подогрев до сравнительно высоких температур. У других сплавов переход от естественного старения к искусственному (т. е. от зон к фазам) наступает и при комнатной температуре, правда, иногда при весьма длительных выдержках.

Сравнивая свойства дюралюминов после естественного и исскуственного старения, видно, что естествено состаренные сплавы имеют меньшую прочность, но не теряют пластичность по сравнению с отожжеными. Это связано с тем, что при температурах 20-100°C упрочнение происходит благодаря образованию зон ГП, а при более высоких температурах происходит выделение метастабильной фазы S', (стабильная S -Al2CuMg). Дальнейшее повышение температуры и времени старения приводик к коагуляции метастабильных фаз и уменьшению прочностных свойств.

В серийном производстве для приемки и оценки качества полуфабрикатов по механическим свойствам сплав Д16 подвергают ускоренному старению при 100°С в течение нескольких часов (вместо того, чтобы в течение четырех суток ожидать завершения естественного старения при комнатной температуре). Этот прием вполне приемлем, так как в обоих случаях идет примерно один и тот же процесс зонного старения, при котором сплав имеет близкие прочностные свойства. При этом по границам уже происходит выделение частиц метастабильных фаз, что вызывает снижение коррозионной стойкости.[4],[5]

Характеристики механических свойств плакированных листов (поперек прокатки)
Сплав Состояние листов Толщина листов,
мм
σв σ0,2 β, %
кгс/мм2
Д1 Отожженные 0,6—1,9 ≤23 - 12
2,0—10,0 ≤24 - 12
Закаленные и естественно состаренные 0,5—1,9 37 19 15
2,0—10,0 38 20 15
Д16 Отожженные 0,5—1,9 ≤23 - 10
2,0—10,0 ≤24 - 10
Закаленные и естественно состаренные 0,5—1,9 41,5 27,5 13
2,0—6,0 43,5 28 11
6,1 — 10,0 43,5 28 10
Нагартованные после закалкии естественно состаренные 1,5—1,-9 43,5 34 10
2,0—7,5 46,5 35 8
Закаленные и искусственно состаренные 0,5—0,7 40,0 35 5
0,8—1,9 43,5 38 5
2,0—6,0 45,5 39 5
   Нагартованные после закалки и искусственно состаренные 1,5—1,9 46 43 3
2,0—6,0 49 46 4
Д19 Отожженные 0,5—1,9 ≤23 - 10
2,0—10,0 ≤24 - 10
Закаленные и естественно состаренные 0,5-1,9 40,5 26,5 13
2,0—6,0 42,5 27 11
6,1 — 10,0 42,5 27 10
Нагартованные после закалки и естественного старения 1,5—1,9 43,5 34 10
2,0—7,5 46,5 35 8

Характеристики механических свойств прессованых прутков
Марка сплава Состояние
материала
прутков при
изготовлении
Состояние
материала
образцов при
испытании
Диаметр прутков, мм Временное сопротивление σв,МПа
(кгс/мм2)
Предел текучести
σ0,2 ,МПа
(кгс/мм2)
Относительное
удлинение
β, %
  не менее  
Д1 Без термической обработки Без термической обработки От 8 до 300 включ. 195 (20) 110(11) 12
Закаленное и естественно остаренное От 8 до 130 включ. 375 (38) 215 (22) 12
Св. 130 до 300 включ. 355 (36) 195 (20) 10
Закаленное и естественно состаренное Закаленное и
естественно
состаренное
От 8 до 100 включ. 375 (38) 215 (22) 12
Д16 Без термической обработки Без термичес­кой обработки От 8 до 300 включ. 245 (25) 120(12) 12
Закаленное и
естественно
состаренное
От 8 до 22 включ. 390 (40) 275 (28) 10
Св. 22 до 130 включ. 420 (43) 295 (30) 10
Св. 130 до 300 включ. 410 (42) 275 (28) 8
Св. 300 до 400 включ. 390 (40) 245 (25) 6
Закаленное и
естественно
состаренное
Закаленное и
естественно
состаренное
От 8 до 22 включ. 390 (40) 275 (28) 10
Св. 22 до 100 включ. 420 (43) 296 (30) 10

Характеристики механических свойств труб в закаленном и естественно состаренном состоянии
Сплав Способ изготовления труб Размеры, мм σв σ0,2 δ, %
Толщина стенки Диаметр кгс/мм2
Не менее
Д1 Прессованные ≤5 - 34 - 10
≥5 ≤120 36 20 12
>120 38 22 10
Катаные и тянутые <1,0 ≤22 38 20 13
1.5—6,0 38 20 14
До 1.0 23—50 40 23 12
1,5—5,0 40 23 13
>5 >50 40 23 11
Д19 Прессованные ≤5   37 - 9
≥5 ≤120 40 26 12
>120 43 28 10
Катаные и тянутые <1.0 ≤22 42 26
13
1,5-5,0 42 26 14
≥5 23—50 43 29 12
50 43 29 10

Технологические свойства дюралюминов

Сплавы Д1, Д1ч, ВАДІ, Д18, В65 характеризуются хорошей пластичностью в горячем состоянии. Прессование и прокатку проводят при температурах выше 400°С для повышения прочностных свойств.

Горячая деформация при 300—350°С позволяет получить после закалки преимущественно рекристаллизованную структуру с повышенной пластичностью и пониженными прочностными свойствами по сравнению со свойствами материала с нерекристаллизованной структурой.

Рекомендуемые параметры ковки –штамповки
сплавов системы Аl‑Сu-Mg
Марка сплава Оборудование Т деформации °C εдоп %
В числителе приведены значения для литой заготовки, в знаменателе — для прессованной.
Д1, Д1ч Пресс гидравлический 470—370 60/70
БД 17 Молот или пресс механический 450—350 —/60
ВАД1, Д19ч Пресс гидравлический 470—350 60/60
Д16ч Молот или пресс механический 430—350 —/50

Сплавы системы Аl–Сu–Mg имеют удовлетворительную пластичность в отожженном и свежезакаленном состояниях. Период времени после закалки, в котором сохраняется удовлетворительная технологическая пластичность, увеличивается с понижением температуры.

Период времени после закалки, в котором сохраняется удовлетворительная технологическая пластичность
Пеериод времениТемпература, °C
1,5 ч20
24 ч0
3 суток -5
5 суток от -10 до -18

При изготовлении деталей длительного ресурса из сплавов Д16чТ, 1163Т деформацию в естественно состаренном состоянии ограничивают 2% для предотвращения снижения характеристик надежности. С этой же целью для деталей из этих сплавов, подлежащих искусственному старению, деформацию в свежезакаленном состоянии ограничивают 3%, а в естественно состаренном состоянии 1%

Сплавы системы Аl–Сu —Mg имеют хорошую обрабатываемость резанием в термообработанном состоянии и пониженную — в отожженном. Эти сплавы удовлетворительно обрабатываются химическим фрезерованием (размерным травлением).

Склонность к образованию трещин при сварке плавлением

Свариваемость дюралюминия ограничена, в основном, точеченой и роликовой сваркой. Промышленные сплавы типа дуралюмин Д1, Д16, Д18 практически не свариваются плавлением. Двойные сплавы Аl–Cu (до  5% Си) и тройные сплавы Аl–Cu–Mg, содержащие 2—5% Cu и 0,2—2%  Mg, или 3% Cu и 2,5—3% Mg, или 2—3% Cu и 4% Mg характеризуются высокой склонностью к трещинообразованию при застывании сварной ванны. В эти составы вписываются промышленные сплавы Д18, В65, Д1, Д16, Д19П и ВД17.

Из тройных сплавов, имеющих пониженное трещинообразование при сварке, выделяются сплавы с 3,5—5% Cu и 2,5—4% Mg. Добавка 0,6% Mn значительно уменьшает склонность сплавов к образованию кристаллизационных трещин,. Сплавы, содержащие 3,5—6% Cu, 2—3% Mg и 0,6% Mn, отличаются удовлетворительной склонностью к трещинообразованию. В этой области находится сплав ВАД‑1 и частично сплав Д19.


Связанные страницы: