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


Жаропрочные сплавы Д20, Д21, 1201

Свойства сплавов

Сплавы Д20, Д21(1210), 1201 упрочняются закалкой и искусственным старением и практически не упрочняются при естественном старении. Низкотемпературное старение сплава Д20 (t = 165°С—175°С) применяют для получения высоких механических свойств полуфабрикатов при комнатной температуре, а для обеспечения высокой жаропрочности применяют старение при повышенных температурах (200—220°С). Для предотвращения поводок и коробления закалку тонкостенных сложных по конфигурации деталей рекомендуется проводить в кипящей воде. Отжиг производят при температуре 350—370°С, охлаждение — на воздухе.

Сплавы Д20 и Д21 характеризуются высокими технологическими свойствами при обработке давлением (ковке, штамповке, прокатке и прессовании).

Сплавы отличаются низкой коррозионной стойкостью. Стойкость плакированных листов из сплава Д20 ниже, чем листов из сплава Д16. Изделия следует анодировать и защищать лакокрасочными покрытиями.

Режимы термической обработки сплавов Д20 и Д21
Сплав Температура нагрева под закалку,  °С Старение
Температура, °С Время, ч
Д20 530—540 165—175 16—10
200—220 12 — 8
Д21 520—530 170—180 17-15
диаграмма ДК-Д20

Сплав Д20 удовлетворительно сваривается точечной, роликовой и аргонодуговой сваркой с присадкой проволоки из сплава Д20. Обрабатываемость резанием сплавов удовлетворительная.

Сплавы систем Al–Cu–Мn характеризуются хорошей способностью к сварке плавлением. Титан, цирконий и ванадий мало изменяют свойства сплавов при комнатной температуре, но измельчают зерно, повышают температуру рекристаллизации и жаропрочность, повышают пластичность сварного шва. Примеси железа и кремния при содержаниях более 0,3% ухудшают свойства сплавов. Магний в пределах 0,25—0,35% повышает прочностные характеристики сплава при комнатной температуре и его жаропрочность, однако резко ухудшает свариваемость. В свариваемых сплавах допустимая концентрация магния не превышает сотых долей процента.

Применение сплавов

Сплавы применяют для изготовления изделий, длительно работающих при повышенных температурах, например деталей двигателей, а также для силовых элементов различных конструкций. Сплав Д20 применяют также для изготовления сварных изделий, емкостей, баллонов и других, работающих при комнатной температуре или кратковременно при повышенных температурах. Сплав 1201 применяют в криогенной технике, при изготовлении баков ракеты «Энергия»

Сплав Д20 сваривается, и по длительной прочности при 250—350° превосходит сплавы Д16 и ВД17, однако он менее прочен при 20°. Из него изготовляют диски и лопатки компрессоров, а также сварные детали и емкости. Сплав Д21 используется в условиях нагрева до температуры 150°; он имеет по сравнению со сплавом ВД17 более высокий предел текучести при комнатной температуре. Сравнительные преимущества отдельных сплавов видны из рис.(Б.К.Вульф, К.П.Ромадин "АВИАЦИОННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ", «МАШИНОСТРОЕНИЕ», Москва‑1967), где показано изменение их свойств при различных температурах после выдержки в течение 100 час.

Характеристики механических свойств полуфабрикатов из сплава Д20
Полуфабрикат Состояние σв σ0,2 δ,  %
кгс/мм2
Листы  плакированные всех толщин Отожженные ≤24 - 15
Закаленные и естественно состаренные 28 - 12
Закаленные и искусственно состаренные 38 28 8
Профили прессованные всех размеров Закаленные и естественно состаренные 28 - 12
Закаленные и искусственно состаренные 35 24 8
Прутки прессованные Закаленные и искусственно состаренные 36 24 8

Характеристики механических свойств штамповок и поковок массой до 100 кг из сплавов Д20 и Д21 в закаленном и искусственно состаренном состоянии
Сплав Вид изделия Вдоль волокна Поперек волокна НВ
σв σ0,2 δ,
%
по ширине по толщине
кгс/мм2 σв
кгс/мм2
δ,
%
σ0,2
кгс/мм2
δ,
%
не менее
Д20 Штамповки   и   поковки 38 26 10 37 4 36 4 100
Д21 Штамповки 40 27 38  38  4
Поковки 40 26 38 38  3