Дюральалюминий что это такое: Дюралюминий: свойства и применение сплава

alexxlab | 25.09.2018 | 0 | Разное

Содержание

Дюраль и его особенности | Международный научно-инновационный центр

Дюраль (дюралюминий) — одна из разновидностей алюминиевых сплавов. При изготовлении он упрочняется посредством искусственного старения. Дюраль главным образом состоит из алюминия (93%), а также небольшого количества примесей магния, марганца и меди.

Дюраль был разработан Альфредом Вильмом, германским инженером-металургом. Дюралюминий был открыт опытным путём в 1903 году, когда Альфред установил, что сплав алюминия с небольшой добавкой меди после закалки становится во много раз твёрже, при этом, не теряя своих пластических свойств. После этого эксперимента в 1909 году один из германских металлургических заводов стал выпускать этот вид сплава под торговой маркой «Дюраль».

Дюраль нашёл своё применение в космонавтике и авиации (в тех областях промышленности, где ставятся высокие требования к весовой отдаче).

По историческим данным, из дюралюминия первый раз был изготовлен каркас для дирижабля. Это произошло в 1910 году. С 1920 года дюраль стал главным конструкционным материалом в авиастроении.

Дюралюминий обладает устойчивостью к высоким температурам — его температура плавления составляет приблизительно 650°C. Поэтому дюраль широко применяется при производстве скоростных поездов и самолётов.

Главный недостаток дюралюминия — низкая стойкость к коррозии. Поэтому изделия из дюраля нуждаются в коррозийной защите. Часто листы дюраля плакируют обычным алюминием, чтобы сплав не был подвержен ржавчине.

Дюралюминиевые изделия чаще всего имеют форму листов. Это можно объяснить тем, что подобная форма наиболее удобна для использования. Толщина дюралевых листов колеблется от 0,3 до 10 миллиметров. Если толщина листа дюралюминия больше вышеприведённых показателей, то такое изделие называют «дюралевая плита».

В строительстве дюралюминиевыми листами нередко облицовывают фасады различных строений. Также существуют рифленые дюралевые листы, которые имеют антискользящие свойства.

Часто их используют в транспорте.

Изделия из дюраля выпускаются марками Д16А и Д1. Как правило, номер сплава наносится на готовое изделие, поэтому определить принадлежность дюраля к тому или иному типу не составляет большой сложности. Приобрести дюралюминиевые изделия можно в специализированных магазинах, работающих в сфере продажи алюминиевых сплавов.

Статья предоставлена Электровек Сталь – компания по продаже цветных металлов во всем мире.

Дюралюминий – металл для авиастроения

Дюралюминий, второе название – дюраль, является одним из разновидностей сплавов алюминия. При его получении, его механическая прочность увеличивается с помощью искусственного старения. Основной компонент в его составе это алюминий (примерно 93%). Также в сплав входят медь (3-5%), и примеси марганца и меди.

Так как его плотность достаточно мала (практически в три раза меньше чем стали), а также учитывая эластичность листов и жесткость конструкций, он нашел широкое применение в области авиастроения. Кроме этого можно отметить, что эволюция развития воздухоплавания обязана в большей степени именно этому сплаву. Пришедши на смену деревянным конструкциям, он позволил дирижаблям и самолетам тех времен совершить гигантский скачек вперед, обрести структура и форму самолета современных времен.

Если коснуться истории, то впервые самолет был успешно запущенный в1902 году. Тогда его двигатель был заключенный в алюминиевый корпус. А уже в 1910 году дюраль первый раз использовали для построения дирижабля. Начиная с 1911 года, он начал активно использоваться при изготовлении конструкций дирижаблей, и начиная с 1920 года, он стал важнейшим конструкционным материалом в области авиастроения.

Из-за малого веса и сравнительно высокой температуры плавления (650°С) дюралевый лист широко используется в обшивках кабины, фюзеляжа, крыльев. Благодаря закалке и температурной обработке его прочность намного больше, чем прочность чистого алюминия. Толщина такого листа может находиться в пределах от 1 до 10 мм.

Так как в его состав входит множество примесей, дюраль стал более прочным по сравнению с алюминием, но при этом он утратил одно из важнейших свойств – стойкость к коррозии и окислении. Поэтому для ее восстановления детали с дюрали плакируют, то есть покрывают тонким слоем алюминия. Примером могут быть лопасти винтов, или же обшивка корпуса самолета.

Дюраль марки д16т – разновидность сплава, которая меньше всего поддается механическим воздействиям, служит материалом для производства прутков, различных болтов и заклепок, которые используются для крепления деталей самолетов. Для этой же цели может быть использован сплав с добавлением никеля, например сплав 2618 – АК4.

Дюралевый уголок и профиль широко используются для изготовления опор и ребер жесткости кабины экипажа и крыльев самолетов. Также из дюралюминия изготавливают сам корпус летающего аппарата, грузовые отсеки, разнообразное оборудование, и даже пассажирский салон. Стоит отметить важное преимущество сплава – это его теплоемкость, так как корпусы самолета, оббитые дюралюминием, прекрасно держат тепло внутри.

В основном в авиастроении используются дюралевые сплавы Д1, Д16 и Д19. Исключением есть нижние части фюзеляжа и крыльев, так как для их обшивки используется сплав 1163.

Для изготовления трапов, сидений, ручек креплений используется дюралевые трубы, так как благодаря своей конструкции, они обладают повышенной механической устойчивостью.

Дюралюминий что это такое – Морской флот

Дюралюми́н, дюралюминий, дюраль — собирательное обозначение группы высокопрочных сплавов на основе алюминия с добавками меди, магния и марганца. Название происходит от торговой марки Dural — коммерческого обозначения одного из первых упрочняемых термообработкой и последующим старением алюминиевых сплавов. Основными легирующими элементами в нём являлись медь (4,5 % массы), магний (1,5 %) и марганец (0,5 %), остальное — алюминий (93,5 %). Типовое значение предела текучести дюралюминов составляет порядка 250 МПа, предела кратковременной прочности — 400…500 МПа, однако характеристики конкретного сплава зависят от состава и — в особенности — термообработки.

Содержание

Названия [ править ]

Изначально фирменное название дюра́ль (Dural) [источник не указан 871 день] в русском языке стало общим обозначением для целой группы сплавов на основе алюминия, легированного добавками меди, магния и марганца. Иногда встречаются также старая (основная до 1940-х гг.) форма дуралюми́ний и англизированные варианты дюралюми́н. Название происходит от немецкого города Дюрен, нем. Düren , где в 1909 году было начато его промышленное производство [1] , хотя в таком выборе названия несомненна и аллюзия к лат. Durus — «твёрдый», «жёсткий», как главной характеристике свойств сплава.

Дюралюминий разработан германским инженером-металлургом Альфредом Вильмом (Alfred Wilm), сотрудником металлургического завода Dürener Metallwerke AG. В 1903 году Вильм установил, что сплав алюминия с добавкой 4 процента меди после резкого охлаждения (температура закалки 500°C), находясь при комнатной температуре в течение 4—5 суток, постепенно становится более твёрдым и прочным, не теряя при этом пластичности. Дальнейшие эксперименты со сплавами этой системы привели к освоению в 1909 году заводом Dürener Metallwerke сплава дюралюминия. Обнаруженное Вильмом явление старения алюминиевых сплавов позволило повысить прочность дюралюминия до 350—370 МПа по сравнению с 70—80 МПа у чистого алюминия [2] . Распространённые в Европе (Великобритания и Швейцария) алюминиевые сплавы марок Hiduminium и Avional являются близкими по составу к дюралюминию сплавами других производителей.

В СССР/России дюралюминами называют деформируемые сплавы системы Al-Cu-Mg, в которые дополнительно вводят марганец. Типичным дюралюмином является сплав Д1, однако вследствие сравнительно низких механических свойств производство его заметно сокращается; сплав Д1 для листов и профилей заменяется сплавом Д16.

В США и Евросоюзе дюралюмины представлены, в первую очередь, сплавами 2024, 2017 и 2117. По международной универсальной классификации группе деформируемых алюминиевых сплавов AlCuMg присваиваются обозначения от 2000 до 2999.

Свойства и применение [ править ]

Дюралюминий — основной конструкционный материал в авиации и космонавтике, а также в других областях машиностроения с высокими требованиями к весовой отдаче.

Первое применение дюралюминия — изготовление каркаса дирижаблей жёсткой конструкции, начиная с 1911 года — широкое применение. Состав сплава и термообработка в годы Первой мировой войны были засекречены. Благодаря высокой удельной прочности дюралюминий начиная с 1920-х годов становится важнейшим конструкционным материалом в самолётостроении.

Плотность сплава 2500—2800 кг/м³, температура плавления около 650 °C. Сплав широко применяется в авиастроении, при производстве скоростных поездов (например, поездов Синкансэн) и во многих других отраслях машиностроения (так как отличается существенно большей твёрдостью, чем чистый алюминий).

После отжига (нагрева до температуры около 500°C и охлаждения) становится мягким и гибким (как алюминий). После старения (естественного — при +20°C — несколько суток, искусственного — при повышенной температуре — несколько часов) становится твёрдым и жёстким.

В настоящее время сплавы алюминий — медь — магний с добавками марганца — известны под общим названием дюралюмины. В их число входят советские сплавы следующих марок: Д1, Д16, Д18, В65, Д19, В17, ВАД1. Дюралюмины упрочняются термообработкой; подвергаются, как правило, закалке и естественному или искусственному старению. Характеризуются сочетанием высокой статической прочности (до 450—500 МПа) при комнатной и повышенной (до 150…175°C) температурах, высоких усталостной прочности и вязкости разрушения [3] .

Недостаток дюралюминов — низкая коррозионная стойкость, изделия требуют тщательной защиты от коррозии. Листы дюралюминов, как правило, плакируют чистым алюминием, создавая из него альклед. Также, как правило, все применяемые в конструкции самолёта детали из алюминиевых сплавов покрываются специально разработанными для авиации грунтовками (обычно жёлтого или зелёного цветов) и, при необходимости, окрашиваются.

Чем отличаются алюминий, дюралюминий и пищевой алюминий
Чем пищевой полиэтилен отличается от непищевого
Как получают алюминий в промышленности

Алюминий — металл светло-серебристого цвета. Он легкий, относительно мягкий, плавится при температуре — 660,4°С. Al легко растворяется в сильных щелочах, устойчив к воздействию кислот, так как на его поверхности образуется защитная пленка. Мелко раздробленный металл при нагреве горит на воздухе. Чем мельче его частицы, тем меньшая температура нагрева нужна для возгорания.

Алюминий отличается высокой тепло- и электропроводностью. Этот металл очень пластичен. Это свойство позволяет прокатывать его в очень тонкую фольгу. Также он имеет невысокую прочность: чистый алюминий можно легко порезать ножом. Этот металл очень стоек к коррозии – на поверхности Al образуется тончайшая пленка, защищающая его от разрушений.

В зависимости от количества примесей – чистоты металла – в соответствии с ГОСТ, алюминию присваивается определенная марка.

Дюралюминий – алюминиевый сплав

Дюралюминий был получен в 1909 году в городе Дюрене, в Германии. Новый химический сплав, который назвали в честь города, быстро обрел популярность на всей планете. Приблизительный состав дюралюминия: 94% алюминия, 4% меди, по 0,5% марганца, магния, железа и кремния. Сплав нагревают до 500°С, после этого закаливают в воде и подвергают естественному или искусственному старению.

Самый распространенный сплав алюминия на сегодняшний день – это дюралюминий.

Дюралюминий после закаливания приобретает особую твердость и становится примерно в семь раз прочнее, чем чистый алюминий. Он, однако, остается легким – почти в три раза легче, чем железо. Сплав стал намного прочнее, однако потерял одно из важнейших свойств — стойкость к коррозии. Опять пришлось использовать алюминий для борьбы с коррозией. Предметы, выполненные из дюраля, начали плакировать, т.е. покрывать тончайшим слоем чистого алюминия.

Алюминий в быту

В быту используется так называемый пищевой алюминий. По ГОСТу пищевой алюминий должен содержать очень маленькое количество примесей свинца, цинка и бериллия. Он также стоек к коррозии, так как на его поверхности образуется плотная окисная пленка. Алюминий в бытовых целях используется очень широко. Из него изготавливают ложки, вилки, кастрюли, тазики и иную посуду. В тюбиках выпускают зубную пасту, соусы, приправы, консервы.

Почему же пищевой алюминий так часто используется для пищевой промышленности? Этот металл не склонен к коррозии, поэтому посуда и кухонные приборы выдерживают долгое взаимодействие с водой. При хранении продуктов в контакте с этим металлом, запахи и вкусы не претерпевают изменений, а витамины в процессе готовки не разрушаются. Алюминий очень хорошо проводит тепло, тем самым ускоряет процесс приготовления пищи. Этот металл обладает достаточной жесткостью – он не деформируется в процессе готовки. Кроме того, его можно использовать в духовках и микроволновых печах. Алюминий пищевой – абсолютно безвредный для здоровья материал.

Пищевая фольга также нашла очень широкое применение. А ведь фольга – это тонко раскатанный алюминий толщиной от 0,009 до 0,2 мм. Это отличный упаковочный материал. В кондитерской промышленности в нее заворачивают печенье, конфеты и мороженое. Обертки из фольги используются для упаковки масла и маргарина.

Благодаря имеющемуся свойству сберегать тепло, фольга применяется для хранения и перевозки продуктов. Причем в процессе сгибания и складывания целостность фольги не нарушается.

Полученная пищевая упаковка стала популярной не только по причине своей прочности и гибкости. Алюминиевая фольга является очень стойкой к внешним воздействиям: посторонним запахам, повышенной влажности. Она не взаимодействует ни с самой пищей, ни с ее запахом, то есть не изменяет их.

Дюраль (дюралюмин) представляет собой группу важных промышленных сплавов, сыгравших большую роль в развитии самолётостроения и других областей техники. Современные дюралюмины – это многокомпонентные сплавы на основе системы А1-Cu-Mg с добавками марганца и других элементов.

Все дюралюмины, применяющиеся в настоящее время в промышленности, можно разделить на четыре подгруппы:

1. классический дюралюмин (Д1), состав которого практически не изменился с 1908 года;

2. дюраль повышенной прочности (Д16), отличается от сплава Д1 более высоким содержанием магния;

3. дюраль повышенной жаропрочности (Д19 и ВД17), главным отличием которых является увеличенное отношение Mg/Сu;

4. дюраль повышенной пластичности (Д18), отличается пониженным содержанием меди и магния.

Помимо меди и магния в дюрали всегда содержатся марганец и примеси железа и кремния.

Медь и магний – основные компоненты, обеспечивающие упрочнение сплавов. Марганец является обязательной присадкой, измельчающей структуру, повышающей прочность и коррозионную стойкость.

Железо и кремний – неизбежные примеси. Железо является вредной примесью, снижающей прочность и пластичность дюралюмина. Кремний до некоторой степени устраняет вредное влияние железа, связывая его в более легко разрушаемую при деформации фазу.

Наибольшее применение среди дюралюминов нашли сплавы Д1 и Д16, которые широко используют в авиационной промышленности. Из сплава Д1 изготовляют листы, профили, трубы, проволоку, штамповки и поковки. Такие же полуфабрикаты, кроме поковок и штамповок, получают из сплава Д16.

Дюралюмины повышенной пластичности (Д18) имеют узкое назначение – из них изготовляют заклёпки для авиастроения. Из сплавов ВД17 и Д19 можно получать различные деформированные полуфабрикаты, предназначенные для работы при повышенных температурах.

Сплав Д16 при комнатной температуре обладает наиболее высокой прочностью по сравнению с другими дюралюминами.

Для обеспечения высокой прочности дюраль подвергают закалке и естественному или искусственному старению. Чтобы уяснить причины упрочнения сплавов при термической обработке, рассмотрим фазовый состав и превращения в двухкомпонентном сплаве, состоящем из алюминия и 4% меди (рис1. ).

Рис. 1 .Часть диаграммы состояния Аl – Cu.

Равновесная структура сплава при комнатной температуре представляет собой – твёрдый раствор, содержащий около 0,5% меди, и включения интерметаллидов типа СuАl2, При такой структуре сплавы обладают низкой прочностью и хорошей пластичностью. Для максимального упрочнения сплавов термической обработкой необходимо решить две задачи:

1. Повысить прочность основной части структуры, т.е. кристаллов – твёрдого раствора;

2. Обеспечить образование вместо относительно крупных избыточных кристаллов интерметаллида СuАl2,большого количества мельчайших вторичных выделений, препятствующих движению дислокаций.

Известно, что напряжение, необходимое для «проталкивания» дислокации между частицами, разделёнными расстоянием L, равно:

G – модуль сдвига, в – вектор Бюргерса дислокации.

Следовательно, чем мельче частицы, тем больше их количество, меньшее расстояние L между ними и большее напряжение «проталкивания». Отсюда, чем мельче частицы, тем больше их упрочняющее воздействие.

Первой упрочняющей операцией для дюралюмина является закалка. Возможность применения закалки основана на наличии переменной растворимости меди в алюминии. Её цель – получить в сплаве неравновесную структуру пересыщенного твёрдого раствора с максимальной концентрацией меди. Закалка заключается в нагреве сплава несколько выше линии переменной растворимости (но не выше солидуса) с последующим резким охлаждением в холодной воде.

При нагреве происходит полное растворение вторичных кристаллов Си Аl2, и сплав приобретает однофазную структуру – твёрдого раствора с высокой концентрацией меди (около 4%). В результате быстрого охлаждения распад высокотемпературного твёрдого раствора не успевает происходить, несмотря на понижение растворимости меди. Таким образом, при комнатной температуре удается зафиксировать пересыщенный твёрдый раствор меди в алюминии с сильно искажённой кристаллической решёткой. Это искажение решётки твёрдого раствора способствует торможению дислокаций и вызывает повышение прочности сплава.

Так, например, отожжённый дюралюмин Д16 имеет предел прочности 220 Мпа, а непосредственно после закалки около 300 Мпа. Однако наибольшее упрочнение происходит при последующем старении.

Старение представляет собой выдержку закалённого сплава при сравнительно невысоких температурах, при которых начинается распад пересыщенного твёрдого раствора или подготовительные процессы, предшествующие его распаду.

Сильная пересыщенность твёрдого раствора после закалки обуславливает его высокую свободную энергию. Распад твёрдого раствора приближает структуру к равновесной, а следовательно, ведёт к уменьшению свободной энергии системы, т.е. является самопроизвольным процессом.

В закалённом дюралюмине подготовительные стадии распада проходят без специального нагрева, при вылёживании в естественных условиях в цехе, на складе или в другом помещении, где температура составляет от 0°С до 30°С. Такое вылёживание в естественных условиях приводит к некоторым изменениям структуры и сопровождается повышением твёрдости и прочности. Этот процесс длится около 5. 7 суток и называется естественным старением. Процесс старения, происходящий при повышенных температурах 100. 20 OC, называется искусственным старением.

При старении изменение структуры и свойств в зависимости от температуры и времени выдержки происходит в несколько этапов.

На первом этапе в решётке твёрдого раствора образуются субмикроскопические зоны с высокой концентрацией меди. Если в основном пересыщенном растворе содержится около 4% меди (в рассматриваемом сплаве Аl + 4% Cu), а в соединении CuАl2, которое должно выделиться в конечном счёте из раствора – 52% Cu, то в этих зонах концентрация меди промежуточная и возрастает по мере развития процесса. Эти зоны получили название зоны Гинье-Престона, или зон Г.П.. В сплавах типа дюралюмин они имеют пластинчатую форму, а их кристаллическая структура такая же, как и у твёрдого раствора, но с меньшим параметром решётки.

Сущность второго этапа процесса (деление на этапы весьма условно) заключается в некотором росте зон Г. П., обогащении их медью до концентрации, близкой к соединению СuAl2, и упорядочении их структуры.

Третий этап наблюдается при повышенных температурах старения (или при длительных выдержках), когда из пересыщенного раствора выделяются частицы промежуточной фазы . Этот этап является началом собственно распада пересыщенного твёрдого раствора. – фаза по составу соответствует стабильной фазе (CuAl2), но имеет свою особую кристаллическую решётку, отличающуюся от решётки твёрдого раствора и от решётки CuА12. Выделения – фазы не полностью отделены от твёрдого раствора, так как их кристаллические решётки когерентны и не отделены друг от друга поверхностью раздела.

Четвёртый этап характеризуется образованием стабильной фазы (CuAl2). Когерентность решёток твёрдого раствора и выделяющейся фазы полностью нарушается. В дальнейшем частицы CuAl2 коагулируют (укрупняются).

Рассмотренные выше этапы охватывают процесс распада пересыщенного раствора полностью, до получения равновесной структуры, соответствующей диаграмме состояния. При естественном старении обычно образуются зоны Г.П., при искусственном старении – фаза. Четвёртая стадия наблюдается лишь при отжиге, т.е. при нагреве до высоких температур 300. 400 OС.

Описанные выше превращения при старении закалённого дюралюмина сопровождаются изменением свойств. На рис.2. схематично показана типичная закономерность изменения твёрдости (прочности) закалённого сплава в зависимости от температуры нагрева при старении.

Рис.2 Изменение твёрдости закалённого дюралюмина в зависимости от температуры старения

Нагрев пересыщенного раствора первоначально сопровождается ростом твёрдости и прочности, а затем вызывает их снижение. Упрочнение связано с первыми этапами процесса распада, т.е. с образованием зон Г.П. или выделением промежуточных метастабильных фаз (-фазы). Последующие этапы, приводящие к образованию и коагуляции стабильной фазы CuAl2 (-фазы), обуславливают разупрочнение.

Значительное разупрочнение дирали при естественном и искусственном старении является результатом того, что зоны Г. П. и метастабильные промежуточные фазы служат препятствием для движения дислокаций. Скольжение дислокаций осуществляется путём проталкивания их между этими частицами. По мере того, как расстояние между частицами уменьшается, напряжение «проталкивания» дислокаций между препятствиями возрастает, что и приводит к упрочнению. Именно поэтому максимальный эффект упрочнения наблюдается при тех режимах старения, при которых образуются дисперсные, равномерно распределённые на небольших расстояниях одна от другой метастабильные промежуточные фазы. Укрупнение частиц приводит к уменьшению их количества, увеличивает расстояния между ними и способствует снижению прочности и твёрдости.

Режим упрочняющей обработки дюралюминов разных марок отличаются незначительно, но особенностью их термической обработки является необходимость жёсткого соблюдения рекомендованной температуры нагрева под закалку. Так, например, для Д16 температура закалки должна составлять 495. 505 °С. Это требование объясняется тем, что указанные температуры весьма близки к температуре начала плавления. Превышение рекомендуемых температур вызывает оплавление границ зёрен и вызывает резкое снижение пластичности. Что касается режимов старения, то они могут быть разнообразными. Так при естественном старении сплава Д16 максимальная прочность достигается через 4 суток. Искусственное старение при температурах 120. 190°С значительно быстрее и, как правило, не превышает нескольких часов.

Дюралюмины способны обеспечивать высокие механические свойства (на уровне углеродистых сталей), обладая в то же время малым удельным весом. Это делает их очень ценным конструкционным материалом для многих областей техники.

К недостаткам дюралей следует отнести их пониженную по сравнению с алюминием коррозионную стойкость. Для них надо применять специальные средства защиты от коррозии. Наибольшее распространение получили плакирование (покрытие листов дюралюмина тонким слоем чистого алюминия) и электрохимическое оксидирование (анодирование).

Расширение при нагреве. Дилатограммы. Расширение металла при увеличении температуры.

Закалка стали. Термообработка углеродистой стали для упрочнения и повышения твердости.

Дюралюминий – Слесарное дело

Страница 1 из 2

Дюралюминий – это алюминиевый сплав, в состав которого помимо алюминия входят 3,5-5,5 % меди, 0,5-0,8 % магния, 0,6 % марганца, до 1 % кремния и 1,2 % железа. От чистого алюминия он отличается высокой прочностью и твердостью.

Деформируемый сплав, обладавший исключительными свойствами, впервые был получен в 1906 году прусским инженером-металлургом Альфредом Вильмом в ходе исследований по упрочнению алюминиевых сплавов. Его открытие состояло в применении к алюминию методов упрочнения, широко используемых в производстве стали. Было обнаружено, что образцы сплава, подвергнутые старению в течение ещё нескольких дней после закалки, действительно обладали повышенной прочностью. Принцип, лежащий в основе такого упрочнения, называется термическим упрочнением.

Начиная с 1909 года, новый материал изготавливался Дюренскими металлургическими заводами (Dürener Metallwerke), и название «дюралюминий/Duralumin или Duraluminium» наряду с несколькими другими, похожими на него обозначениями (например, дюраль/DURAL) стало зарегистрированным торговым знаком. Кроме того, сплав Вильма был запатентован. Однако, благодаря удачной игре слов, в последствии название «дюралюминий» было переосмыслено как происходящее от латинского слова «durus» (твердый) и названия «алюминий» как основного компонента сплава. В то же время существует множество аналогичных сплавов, в название которых входят названия соответствующих фирм-производителей.

Дюралюминий относится к алюминиевым сплавам группы AlCuMg (номера материалов: 2000-2999), при этом промышленное применение находит главным образом дюралюминий, подвергнутый дисперсионному твердению. Он не отличается очень высокой коррозионной стойкостью и лишь условно поддается анодированию и сварке. Тем не менее, аналогичные ему сплавы по-прежнему применяются в авиастроении.

Плотность дюралюминия чуть выше плотности чистого алюминия. Однако его прочность на разрыв составляет от 180 до 450 Н/мм² (согласно другим источникам, до 800 Н/мм²), то есть до 10 раз превышает прочность на разрыв чистого алюминия, которая составляет всего около 80 Н/мм². Еще один технически очень важный параметр сплава, предел текучести при растяжении, составляет более 250 Н/мм², что также более чем в 8 раз превышает характеристику чистого алюминия (30 Н/мм²). Такая же ситуация наблюдается и с твердостью по Бринелю: 125 у дюралюминия по сравнению с 22 у чистого алюминия. Относительное удлинение при разрыве (22 %) в 3 раза превышает характеристику чистого алюминия (7 %).

Причина более высокой твердости дюралюминия по сравнению с чистым алюминием состоит в том, что через некоторое время после быстрого охлаждения сплава в его основной структуре происходит ограниченное выделение вторичной фазы (интерметаллического соединения CuAl₂), процесс, вызывающий значительное повышение прочности сплава. Выделение упрочняющей вторичной фазы может происходить как при комнатной температуре, так и при повышенных температурах (естественное старение – искусственное, или термическое, старение) и достигает своего оптимального уровня через 2 суток.

В остальном закалка алюминиевых сплавов не имеет ничего общего с процессами, происходящими при закалке стали. Ведь после повторного нагрева закаленной стали её прочность снижается, а при повторном нагреве закаленных алюминиевых сплавов она возрастает.

В результате термического упрочнения дюралюминий почти достигает прочности мягких сталей. Для борьбы с более высокой по сравнению с чистым алюминием подверженностью коррозии применяются плакирование чистым алюминием, анодирование или покрытие лаком.

ПерваяПредыдущая 1 2 Следующая > Последняя >>

< Предыдущая		Следующая >

ДЮРАЛЮМИНИЙ – это.

.. Что такое ДЮРАЛЮМИНИЙ?

дюралюминий — дюралюминий … Орфографический словарь-справочник

ДЮРАЛЮМИНИЙ — и дуралюминий, дюралюминия, муж. (хим., тех.). Легкий и очень прочный сплав (алюминия, меди и марганца), употр. для постройки аэропланов. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ДЮРАЛЮМИНИЙ — ДЮРАЛЮМИНИЙ, я, муж. Лёгкий прочный сплав алюминия с медью, магнием и нек рыми другими элементами. | прил. дюралюминиевый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

ДЮРАЛЮМИНИЙ — (Duralumin) см. Алюминиевые сплавы. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

дюралюминий — сущ., кол во синонимов: 6 • альклед (2) • дураль (6) • дуралюмин (6) • … Словарь синонимов

дюралюминий — и устарелое дуралюминий … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

Дюралюминий — Дюралюминий торговая марка одного из первых упрочняемых старением алюминиевых сплавов. Основными легирующими элементами являются медь (4,5 % массы), магний (1,6 %) и марганец (0,7 %). Типовое значение предела текучести… … Википедия

дюралюминий — (лат. durus твердый + алюминий) дюраль, дуралюмин сплав алюминия с медью и небольшими количествами марганца, магния, кремния, железа; после закалки получает особую твердость, легко поддается обработке и имеет разнообразное применение в технике.… … Словарь иностранных слов русского языка

дюралюминий — duraliuminis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. duralumin; duraluminium vok. Dural, n; Duralumin, n; Duraluminium, n rus. дюралюмин, m; дюралюминий, m pranc. duralumin, m … Fizikos terminų žodynas

Дюралюминий — м. Сплав алюминия с медью и небольшим количеством марганца, магния, кремния и железа, после закалки отличающийся особой прочностью и лёгкостью. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Дюрали – aluminium-guide.com

Дюралюмины, дюрали, дуралюмины?

Главным легирующим элементом этих сплавов – дюралюминов – является медь с содержанием в основном от 3 до 6 %. Магний также служит основным легирующим элементов с содержанием от 0 до 2 %. Высокая прочность сплавов обеспечивается за счет дисперсного упрочнения. Сплавы этой серии имеют очень хорошие усталостные характеристики.

Эта серия включает первый термоупрочняемый алюминиевый сплав – дюралюминий – Д1 по ГОСТ 4784. Более прочный сплав Д16 раньше называли супердюралюмином. Часто все сплавы этой серии называют дюралюминами, дюралями или дуралюминами.

Именно из сплавов Д1 и Д16 изготавливали большинство алюминиевых лодок в советские времена. Поэтому все алюминиевые лодки – не обязательно из дюралюминиевых сплавов – до сих пор называют “дюральками”.

Роль меди в дюралюминах

Присутствие меди, однако, плохо сказывается на коррозионной стойкости сплавов. Медь стремится выпадать по границам зерен, что делает эти сплавы очень подверженным точечной коррозии, межзеренной коррозии и коррозии под напряжением. Эти богатые медью зоны оказываются гальванически более благородными (катодными), чем окружающая алюминиевая матрица и поэтому особенно уязвимы для коррозии, которая происходит по гальваническому механизму.

Кроме того, медь очень вредна для анодирования. Медные частицы растворяются в анодном кислотном электролите, оставляя отверстия в оксидном слое, а растворенная медь мигрирует под действием электрического поля к границе между алюминием и его оксидом, что оказывает отрицательное влияние на качество анодного покрытия.

С увеличением содержания меди в сплаве вплоть до 12 % его прочностные свойства возрастают за счет механизма дисперсного упрочнения. Упрочнение достигается за счет выделения интерметаллидных частиц Al₂Cu или Al₂CuMg в процессе старения, что обеспечивает прочность, уступающую только прочности высокопрочных сплавов серии 7ххх. При содержании меди более 12 % сплав становится хрупким.

Применение дюралюминов

Алюминиевые профили из сплавов с умеренным содержанием меди, таких как обычные 2024 и 2014 (Д16 и АК8) востребованы автомобильной промышленностью. Алюминиевые профили их этих сплавов имеют достаточно хорошую обрабатываемость, точечную свариваемость и хорошую коррозионную стойкость (по сравнению с профилями из сплавов с высоким содержанием меди).

Алюминиевые профили из сплавов серии 2ххх применяются в таких ответственных конструкциях, как самолеты, военная техника, мосты, большегрузные автомобили. Добавка легирующих элементов с низкой температурой плавления, таких как свинец и висмут, дает возможность автоматической механической обработки этих сплавов, что делает их подходящими для применения массовых изделий, таких как винты, болты, крепежные детали. В настоящее время в связи с экологическими ограничениями на применение свинца ему ищут замену на другие легкоплавкие элементы.

Сплав 2117 (Д18) специально предназначен для изготовления алюминиевых заклепок, которые широко применяются в самолетостроении, а также в других областях, например, при изготовлении и ремонте алюминиевых лодок.

Для повышения тепловой стойкости алюминиевых профилей, повышения их обрабатываемости и свариваемости, а также улучшения литейных свойств при разливке столбов могут вводить добавки марганца, ванадия, циркония, титана.

Марганец повышает прочностные свойства сплавов Аl-С–Mg, однако снижает пластичность, поэтому его содержание ограничивают 1 %.

Железо добавляют в сплавы Al-Cu-Ni для повышения прочности при повышенных температурах (например, сплав 2618 – АК4). Железо способствует измельчению зерна. В сплавах без никеля содержание железа ограничивают, так оно может снижать прочность сплава, если избыток железа не связан кремнием в частицы α-Fe-Si. Это избыточное железо образует соединения с медью и, следовательно, «отбирает» у сплава медь, которая нужна ему для термического упрочнения.

Никель в количестве от 0,8 до 2,3 % повышает прочность и твердость сплавов Аl-С–Mg при повышенных температурах. Однако добавки всего 0,5 % никеля в простом дуралюмине Al–4%С–0,5%Mg (2017 – Д1) снижают его прочность при комнатной температуре.

Химический состав дюралюминов

Европейский стандарт ЕТ 573-3 включает 17 сплавов серии 2ххх и их модификаций, ГОСТ 4784-97 – 12.

Дюраль

Дюраль – это собирательное обозначение группы высокопрочных сплавов на основе алюминия с добавками меди, магния и марганца.

Название сплава пришло в Россию из Германии в первое десятилетие XX века (нем. Duraluminium) и в русском языке стало общим обозначением для целой группы сплавов на основе алюминия, легированного добавками меди, магния и марганца. Иногда встречаются также старая форма дуралюминий и англизированные варианты дюралюмин. Название происходит от немецкого города Дюрен (нем. Düren), где в 1909 году было начато его промышленное производство.

Дюралюминий разработан германским инженером-металлургом Альфредом Вильмом, сотрудником металлургического завода Dürener Metallwerke AG. В 1903 году Вильм установил, что сплав алюминия с добавкой 4 процентов меди после резкого охлаждения (температура закалки 500°C), находясь при комнатной температуре в течение 4-5 суток, постепенно становится более твёрдым и прочным, не теряя при этом пластичности. В 1909 Альфред Вильм подал заявку на патент «Способ улучшения сплавов алюминия, содержащих магний». Вскоре лицензии на способ были приобретены компанией Dürener Metallwerken, которые вышли на рынок с продуктом под маркой дуралюминий.

Обнаруженное Вильмом явление старения алюминиевых сплавов позволило повысить прочность дюралюминия до 350-370 МПа по сравнению с 70-80 МПа у чистого алючиния. После отжига данный сплав(нагрева до температуры около 500°C и охлаждения) становится мягким и гибким (как алюминий). После старения (естественного – при +20°C – несколько суток, искусственного – при повышенной температуре – несколько часов) становится твёрдым и жёстким. Плотность дюрали 2500-2800 кг/м³, температура плавления около 650°C.

Наиболее распространные данные сплавы следующих марок: Д1, Д16, Д18, В65, Д19, В17, ВАД1.

Недостаток дюрали – низкая коррозионная стойкость, изделия требуют тщательной защиты от коррозии. Листы дюрали, как правило, плакируют чистым алюминием, создавая из него альклед.

Плакирование – это нанесение на поверхность металлических листов, плит, проволоки, труб тонкого слоя другого металла или сплава термомеханическим способом.

Альклед – это материал в виде листа или трубы из высокопрочного алюминиевого сплава, покрытый с обеих сторон слоем высокочистого алюминия для защиты от коррозии.

Дюраль является основным конструкционным материалов в авиации и космонавтике, а также в других областях машиностроения с высокими требованиями к весовой отдаче.

Более подробную информацию о каждом из видов дюралевого металлопроката Вы можете узнать, перейдя по ссылкам

Определение дюралюминия по Merriam-Webster

du · ral · u · min | \ du̇-ˈral-yə-mən также дю̇- \

: легкий прочный сплав алюминия, меди, марганца и магния.

дюралюминий – определение и значение

Каркас был изготовлен из нового сплава под названием « дюралюминий », почти такого же прочного на растяжение, как и низкоуглеродистая сталь, и ненамного тяжелее алюминия.

Война в воздухе; Vol. 1 Роль Королевских ВВС

в Великой войне

различных цветов и отделки и изготовлен из дюралюминия , что, безусловно, звучит грубо.

Yahoo! Новости: Бизнес – Мнение

Цельнометаллическая конструкция самолета с использованием нового алюминиевого сплава, известного как дюралюминий , обеспечивала прочность и структурную целостность для подъема значительного количества топлива, пассажиров и грузов.www. clipperflyingboats.com/pan-am/sikorsky-s42

Сикорский S-42 | Мое [замкнутое] пространство

Опорные стойки, используемые в Totem, изготовлены из дюралюминия и сплава , используемого в аэронавтике.

Джордж Хеймонт: Тотем – художественный триумф для Cirque du Soleil

Прутки из дюралюминия и стали были загружены в оборудование, которое образовало твердый металлический каркас, идентичный тому, который измеряется Монитором.

Немезида

Девушка однажды сломала правую руку, и кальцинированный перелом отразился на новой плечевой кости из дюралюминия .

Немезида

Родственники представляли ее состоящей из равных частей гусиного пуха, сиропа и дюралюминия, арматуры.

Codgerspace

Владельцы ранчо использовали небольшие плоскодонные ялики из дюралюминия для сбора дневного урожая.

Прошлое через завтра

Крылья здесь были оторваны от фюзеляжа и загорелись топливом в баках; то, что осталось от самолета, разлетелось по всему полю в клочках рваного листа дюралюминия .

Разрушительная волна

Пока Хосейн составлял план полета и выполнял формальности в диспетчерской, мы с Гуджаром помогли старому шейху подняться по дюралюминиевой лестнице в кабину «Бродяги» и увидели, как его свита удобно разместила его на диване-кровати.

КРУГЛЫЙ ИЗГИБ

дюралюминий

Дуралюминий (также называемый дюралюминий , дюралюминий или дюралюминий ) – это торговое название одного из самых ранних типов упрочняемых при старении алюминиевых сплавов. Основными легирующими компонентами являются медь, марганец и магний. Обычно используемым современным эквивалентом этого типа сплава является AA2024, который содержит (в мас.%) 4,4% меди, 1,5% магния и 0,6%.6% марганца. Типичный предел текучести составляет 450 МПа с вариациями в зависимости от состава и состояния. ^[1]

Приложения

Список типичных применений деформируемых сплавов Al-Cu: ^[1]

2011 : Проволока, пруток и пруток для винтовых машин. ^a ^b Справочник ASM. Дж. Снодграсс и Дж. Моран. Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов. В Коррозия: основы, испытания и защита , том 13a Справочника ASM. АСМ, 2003.

Химия: дюралюминий – HandWiki

Поврежденная огнем дюралюминиевая поперечная скоба с дирижабля Zeppelin Hindenburg (DLZ129), спасенная с места крушения на военно-морской авиабазе Лейкхерст, штат Нью-Джерси, 6 мая 1937 года.

Дюралюминий (также называемый дюралюминий , дюралюминий , дюралюм , дюралюминий или дюралюминий ) – это торговое название одного из самых ранних типов стойких к старению алюминиевых сплавов.Его использование в качестве торгового наименования устарело, и сегодня этот термин в основном относится к алюминиево-медным сплавам, обозначенным Международной системой обозначений сплавов (IADS) как серия 2000, как и сплавы 2014 и 2024 годов, используемые при производстве планера.

Легирующие элементы

Помимо алюминия основными материалами дюралюминия являются медь, марганец и магний. Например, Duraluminium 2024 состоит из 91-95% алюминия, 3,8-4,9% меди, 0,3-0,9% марганца, 1,2-1,8% магния, <0.5% железа, <0,5% кремния, <0,25% цинка, <0,15% титана, <0,10% хрома и не более 0,15% других элементов вместе. ^[1]

История

Дюралюминий был разработан немецким металлургом Альфредом Вильмом из Dürener Metallwerke AG. В 1903 году Вильм обнаружил, что после закалки алюминиевый сплав, содержащий 4% меди, медленно затвердевает, если оставить его при комнатной температуре на несколько дней. Дальнейшие усовершенствования привели к появлению дюралюминия в 1909 году. ^[2] Название в основном используется в популярной науке для описания системы сплавов Al-Cu, или серии «2000», в соответствии с Международной системой обозначений сплавов (IADS). первоначально создан в 1970 году Алюминиевой ассоциацией.

Применение в авиации

Образец дюралюминия от USS Akron (ЗРС-4) Первый серийный самолет, в котором широко использовался дюралюминий, бронированный полутораплан Junkers J.I времен Первой мировой войны.

Дуралюминий, его состав и термическая обработка были открыто опубликованы в немецкой научной литературе перед Первой мировой войной. Несмотря на это, он не был принят за пределами Германии до окончания Первой мировой войны. Отчеты о его использовании в Германии во время Первой мировой войны, даже в технических журналах. например, Flight , может ошибочно идентифицировать свой ключевой легирующий компонент как магний, а не медь.^[3] В Великобритании до послевоенного времени было мало интереса к его использованию. ^[4]

Самая ранняя известная попытка использовать дюралюминий для конструкции самолета тяжелее воздуха произошла в 1916 году, когда Хьюго Юнкерс впервые представил его использование при создании планера Junkers J 3, однодвигательного моноплана ». демонстратор технологий », ознаменовавший первое использование дюралюминиевой гофрированной пленки торговой марки Junkers. Только закрытые крылья и трубчатый каркас фюзеляжа J 3 были завершены, прежде чем проект был заброшен.Немного позже, исключительно под обозначением IdFlieg бронированный полутораплан Junkers JI, известный на заводе как Junkers J 4, имел цельнометаллические крылья и горизонтальный стабилизатор, выполненные так же, как крылья J 3, а также крылья. Экспериментальный и годный к полетам полностью дюралюминиевый одноместный истребитель Junkers J 7, который привел к созданию низкопланского истребителя-моноплана Junkers DI, в 1918 году представившего технологию изготовления полностью дюралюминиевых самолетов в немецкой военной авиации.

Его первое использование в аэростатических планерах было в жестких каркасах дирижаблей, в конечном итоге включая все те из эпохи “Великих дирижаблей” 1920-х и 1930-х годов: построенный британцами R-100, немецкий пассажирский Zeppelins LZ 127 Graf Zeppelin , LZ 129 Hindenburg , LZ 130 Graf Zeppelin II и U. Дирижабли S. Navy USS Los Angeles (ZR-3, ex-LZ 126), USS Akron (ZRS-4) и USS Macon (ZRS-5). ^[5] ^[6]

Защита от коррозии

Хотя добавка меди улучшает прочность, она также делает эти сплавы восприимчивыми к коррозии. Для листовых изделий коррозионная стойкость может быть значительно повышена за счет металлургического скрепления поверхностного слоя алюминия высокой чистоты. Эти листы называются alclad и обычно используются в авиастроении.^[7] ^[8]

Приложения

Алюминий, легированный медью (сплавы Al-Cu), который может подвергаться дисперсионному упрочнению, обозначен Международной системой обозначений сплавов как серия 2000. Типичные области применения деформируемых сплавов Al-Cu включают: ^[9]

2011 : Проволока, пруток и пруток для винтовых машин. Применения, где требуются хорошая обрабатываемость и хорошая прочность.
2014 : Поковки, листы и профили для тяжелых условий эксплуатации для авиационной арматуры, колес и основных структурных компонентов, резервуаров космического ускорителя и конструкции, рамы грузовика и компонентов подвески.Применения, требующие высокой прочности и твердости, включая работу при повышенных температурах.
2017 или Avional (Франция): около 1% Si. ^[10] Хорошая обрабатываемость. Приемлемая устойчивость к коррозии на воздухе и механические свойства. Также называется AU4G во Франции. Используется в самолетах в период между войнами во Франции и Италии. ^[11] Также с 1960-х годов несколько раз использовался в автоспорте, ^[12], поскольку это толерантный сплав, который можно формовать прессованием на относительно простом оборудовании.
2024 : Конструкции самолетов, заклепки, метизы, колеса грузовых автомобилей, изделия для винтовых станков и другие конструкционные приложения.
2036 : Лист для панелей кузова автомобиля
2048 : Листы и пластины в конструктивных элементах для аэрокосмической техники и военного оборудования

Ссылки

↑ «Юнайтед Алюминий – СПЛАВ 2024». https://www.unitedaluminium.com/united-aluminium-alloy-2024/. Проверено 8 октября 2018 года.
↑ Дж. Дуайт. Алюминий Дизайн и конструкция . Рутледж, 1999.
↑ «Цеппелин или Шютте-Ланц?». Рейс : 758. 7 сентября 1916 г. https://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1916/1916%20-%200762.html.
↑ Thurston, A.P. (22 мая 1919 г.). «Металлическая конструкция самолета». Рейс : 680–684. https://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1919/1919%20-%200682.html.
↑ Бертон, Уолтер Э. (октябрь 1929 г.). “Цеппелин растет”. Popular Science Monthly : 26. https://books.google.com/books?id=VigDAAAAMBAJ&pg=PA26.
↑ “Великие дирижабли” Век полетов.
↑ Дж. Снодграсс и Дж. Моран. Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов. В Коррозия: основы, испытания и защита , том 13a Справочника ASM. АСМ, 2003.
↑ Parker, Dana T. Building Victory: Производство самолетов в районе Лос-Анджелеса во Второй мировой войне, с. 39, 87, 118, Сайпресс, Калифорния, 2013 г.ISBN: 978-0-9897906-0-4.
↑ Справочник ASM. Том 2, В Свойства и выбор: Цветные сплавы и материалы специального назначения . АСМ, 2002.
↑ Джон П. Фрик, изд (2000). Инженерные сплавы Волдмана . ASM International. п. 150. ISBN 9780871706911. https://books.google.com/books?id=RzMOiOEQ-oMC&pg=PA567&lpg=PA567&dq=hydronalium.
↑ “Итальянские самолеты: Macchi C.200”. Рейс : 563. 27 июня 1940 г. https: // www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1940/1940%20-%201833.html.
↑ Саки, Джо (2008). Библия Lamborghini Miura . Издательство Велос. п. 54. ISBN 9781845841966. https://books.google.co.uk/books?id=B1dadHSJMBYC&pg=PA54.

fr: Alliages d’aluminium pour corroyage # Série 2000 (алюминий cuivre)

Серия 2000 – Дуралюминий – Свойства – Прочность

Алюминиевые сплавы основаны на алюминии, в котором основными легирующими элементами являются Cu, Mn, Si, Mg, Mg + Si, Zn. Составы алюминиевых сплавов зарегистрированы Алюминиевой ассоциацией. Алюминиевые сплавы делятся на 9 семейств (от Al1xxx до Al9xxx). Различные семейства сплавов и основные легирующие элементы:

1xxx: без легирующих элементов
2xxx: медь
3xxx: Марганец
4xxx: Кремний
5xxx: магний
6xxx: магний и кремний
7xxx: цинк, магний и медь
8xxx: прочие элементы, не входящие в другие серии

Есть также две основные классификации, а именно литейных сплавов и деформируемых сплавов , которые далее подразделяются на категории термически обрабатываемых и нетермообрабатываемых.Алюминиевые сплавы, содержащие легирующие элементы с ограниченной растворимостью в твердых телах при комнатной температуре и с сильной температурной зависимостью растворимости в твердых телах (например, Cu), могут быть упрочнены подходящей термической обработкой ( дисперсионного твердения ). Прочность термически обработанных коммерческих алюминиевых сплавов превышает 550 МПа.

Алюминиевые сплавы – серия 2000 – дюралюминий

Алюминиевые сплавы серии 2000 легированы медью, они могут подвергаться дисперсионному упрочнению до прочности, сопоставимой со сталью.Ранее называвшиеся дюралюминий , они когда-то были наиболее распространенными аэрокосмическими сплавами, но были подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением и все чаще заменяются сериями 7000 в новых конструкциях. Помимо алюминия, основными материалами дюралюминия являются медь, марганец и магний.

Дуралюминий (также называемый дюралюминий, дюралюминий, дюралюминий, дюраль (l) или дюраль) – прочный и легкий сплав алюминия, открытый в 1910 году немецким металлургом Альфредом Вильмом.Он обнаружил, что после закалки алюминиевый сплав, содержащий 4% меди, медленно затвердевает, если оставить его при комнатной температуре на несколько дней. Этот процесс теперь известен как естественное старение . Он также разработал сплав (дюралюминий), пригодный для упрочнения с помощью этого процесса, который теперь известен как дисперсионное твердение. Хотя объяснение этому явлению не было предоставлено до 1919 года, дюралюминий был одним из первых использованных сплавов, «упрочняющих старение».

Что касается упрочнения при старении, то отожженные в растворе алюминиево-медные сплавы могут подвергаться естественному старению при комнатной температуре в течение четырех или более дней для получения максимальных свойств, таких как твердость и прочность.Этот процесс известен как естественное старение. При комнатной температуре растворимость меди в алюминии падает до небольшой доли – 1%. В этот момент растворенная медь блокируется внутри решетки (матрицы) алюминия, но должна «выпадать» из пересыщенной решетки алюминия. Процесс старения также может быть ускорен до нескольких часов после обработки на твердый раствор и закалки путем нагревания перенасыщенного сплава до определенной температуры и выдержки при этой температуре в течение определенного времени. Этот процесс называется искусственным старением.

Дюралюминий относительно мягкий, пластичный и легко обрабатывается при нормальной температуре. Сплав можно катать, ковать и прессовать в различные формы и изделия. Малый вес и высокая прочность дюралюминия по сравнению со сталью позволили использовать его в авиастроении. Хотя добавление меди улучшает прочность, оно также делает эти сплавы подверженными коррозии. Электро- и теплопроводность дюралюминия меньше, чем у чистого алюминия, и больше, чем у стали.

Прочность алюминиевых сплавов – дюралюминий

В механике материалов сила материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала – это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности на разрыв – дюралюминий

Предел прочности на разрыв алюминиевого сплава 2024 в значительной степени зависит от состояния материала, но он составляет около 450 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимумом на инженерной кривой зависимости напряжения от деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предел прочности на разрыв часто сокращают до «прочности на разрыв» или даже до «предела». Если это напряжение приложить и поддерживать, в результате произойдет разрушение.Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 процентов больше, чем предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает образование шейки, где площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая “напряжение-деформация” не содержит напряжения, превышающего предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца.Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов и температура испытательной среды и материала. Предел прочности на разрыв варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести алюминиевого сплава 2024 года сильно зависит от состояния материала, но составляет около 300 МПа.

Предел текучести – это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести – это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести – это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. До достижения предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей исходной форме, когда приложенное напряжение будет снято. После достижения предела текучести некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют поведение, называемое явлением предела текучести.Предел текучести варьируется от 35 МПа для алюминия с низкой прочностью до более 1400 МПа для высокопрочных сталей.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости алюминиевого сплава 2024 года составляет около 76 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение. С точностью до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки.Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из положения равновесия. Все атомы смещаются на одинаковую величину и по-прежнему сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не происходит. Согласно закону Гука , напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон равен модулю Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость алюминиевых сплавов – дюралюминий

Твердость

по Бринеллю алюминиевого сплава 2024 сильно зависит от состояния материала, но составляет примерно 110 МПа.

Тест на твердость по Роквеллу – один из наиболее распространенных тестов на твердость при вдавливании, разработанный для определения твердости. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением при предварительной нагрузке (незначительная нагрузка).Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение. Основная нагрузка прикладывается, затем снимается, сохраняя при этом второстепенную нагрузку. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета числа твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Основным преимуществом твердости по Роквеллу является ее способность отображать значения твердости напрямую . В результате получается безразмерное число, обозначенное как HRA, HRB, HRC и т. Д., где последняя буква – соответствующая шкала Роквелла.

Испытание Rockwell C проводится с пенетратором Brale (, алмазный конус 120 ° ) и основной нагрузкой 150 кг.

Термические свойства алюминиевых сплавов – дюралюминий

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на приложение тепла. Поскольку твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются.Но различных материалов реагируют на применение тепла по-разному .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность – это свойства, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Температура плавления алюминиевых сплавов

Температура плавления алюминиевого сплава 2024 года составляет около 570 ° C.

В общем, плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердой в жидкую фазу. Температура плавления вещества – это температура, при которой происходит это фазовое изменение.Точка плавления также определяет состояние, в котором твердое вещество и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность алюминиевых сплавов

Теплопроводность алюминиевого сплава 2024 года составляет 140 Вт / (м · К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются с помощью свойства, называемого теплопроводностью , k (или λ), которое измеряется в Вт / м · K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности.Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Коэффициент теплопроводности большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. Всего:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно записать k = k (T) . Подобные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Интернет-ресурс с информацией о материалах – MatWeb

MatWeb, ваш источник информации о материалах

Что такое MatWeb? MatWeb’s база данных свойств материалов с возможностью поиска включает паспорта термопластов и термореактивных полимеров, таких как АБС, нейлон, поликарбонат, полиэстер, полиэтилен и полипропилен; металлы, такие как алюминий, кобальт, медь, свинец, магний, никель, сталь, суперсплавы, сплавы титана и цинка; керамика; плюс полупроводники, волокна и другие инженерные материалы.

Преимущества регистрации в MatWeb
Премиум-членство Характеристика: – Данные о материалах экспорт в программы CAD / FEA, включая:

Как найти данные о собственности в MatWeb

Нажмите здесь, чтобы узнать, как войти материалы вашей компании в MatWeb.

У нас есть более 150 000 материалы в нашей базе данных, и мы постоянно добавляем к этому количеству, чтобы обеспечить Вам доступен самый полный бесплатный источник данных о собственности материалов в Интернете. Для вашего удобства в MatWeb также есть несколько конвертеров. и калькуляторы, которые делают общие инженерные задачи доступными одним щелчком мыши. кнопки. MatWeb находится в стадии разработки.Мы постоянно стремимся найти лучшее способы служить инженерному сообществу. Пожалуйста, не стесняйтесь свяжитесь с нами с любыми комментариями или предложениями.

База данных MatWeb состоит в основном из предоставленных таблиц данных и спецификаций. производителями и дистрибьюторами – сообщите им, что вы видели их данные о материалах на MatWeb.

Рекомендуемый материал:
Этиленвиниловый спирт

Применение в самолетах и космонавтике: часть первая

По мере развития двадцатого века алюминий стал важным металлом в самолетах.В блок цилиндров двигателя, который приводил в движение самолет братьев Райт в Китти Хок в 1903 г. – цельная отливка из алюминиевого сплава, содержащего 8% меди; алюминий лопасти пропеллера появились еще в 1907 г .; и алюминиевые чехлы, сиденья, капоты, литые кронштейны и аналогичные детали были распространены к началу Первой мировой войны.

В 1916 году Л. Бреке сконструировал бомбардировщик-разведчик, впервые применивший алюминий в рабочей конструкции самолета.К концу войны союзники и В Германии использовались алюминиевые сплавы для каркаса фюзеляжа и крыла. сборки.

Сплавы для деталей планера

Конструкция самолета была наиболее требовательной областью применения алюминиевых сплавов; к вести хронику разработки высокопрочных сплавов также записывать развитие планеров. Дуралюминий, первый высокопрочный термообрабатываемый алюминиевый сплав, был первоначально использовались для создания жестких дирижаблей Германией и союзниками во время Первая Мировая Война.Дуралюминий был сплавом алюминия, меди и магния; он возник в В Германии и разработан в США как сплав 17С-Т (2017-Т4). Это было использовано в первую очередь как лист и плита.

Сплав 7075-T6 (предел текучести 70000 фунтов на квадратный дюйм), сплав Al-Zn-Mg-Cu, был представлен в 1943 году. С тех пор большинство конструкций самолетов были изготовлены из сплавов этого типа. Первое Самолет, разработанный в 7075-Т6, был патрульным бомбардировщиком ВМС P2V. Более сильная сплав той же серии, 7178-T6 (предел текучести 78 000 фунтов на квадратный дюйм), был разработан в 1951 году; он обычно не вытесняет 7075-T6, который имеет превосходную вязкость разрушения.Сплав 7178-T6 используется в основном в конструктивных элементах, где рабочие характеристики имеют решающее значение при сжимающая нагрузка.

Сплав 7079-Т6 был представлен в США в 1954 году. В кованых профилях более 3 дюймов. толстый, он обеспечивает более высокую прочность и большую поперечную пластичность, чем 7075-Т6. Это сейчас доступен в листах, пластинах, штампованных и поковках.

Сплав X7080-T7 с более высокой устойчивостью к коррозии под напряжением, чем 7079-T6, в настоящее время разработан для толстых деталей.Поскольку он относительно нечувствителен к скорости закалки, хороший Прочность с низкими закалочными напряжениями может быть получена в толстых сечениях.

Плакировка алюминиевых сплавов изначально была разработана для повышения коррозионной стойкости. листа 2017-T4 и, таким образом, снизить требования к обслуживанию самолетов из алюминия. В покрытие на листе 2017 года – а позже 2024-Т3 – состояло из алюминия технической чистоты. металлургически скреплен с одной или обеими поверхностями листа.

Электролитическая защита, присутствующая во влажных или влажных условиях, основана на значительно более высокий электродный потенциал из алюминия технической чистоты по сравнению со сплавом 2017 или 2024 год в настроении Т3 или Т4. Когда появились 7075-T6 и другие сплавы Al-Zn-Mg-Cu, сплав 7072 с алюминиево-цинковой оболочкой был разработан для обеспечения относительного электрода потенциал, достаточный для защиты новых прочных сплавов.

Однако в высокопроизводительных самолетах, разработанных с 1945 года, широко использовались каркасные конструкции, изготовленные из толстого листа и профилей, исключающие использование алклада внешние шкуры.В результате требования к техническому обслуживанию увеличились, и это стимулировало программы исследований и разработок по поиску более прочных сплавов с улучшенным сопротивлением до коррозии без покрытия.

Отливки из алюминиевого сплава традиционно использовались в неструктурном оборудовании самолетов, такие как кронштейны шкивов, квадранты, удвоители, зажимы, воздуховоды и волноводы. Они также широко используются в сложных корпусах клапанов гидравлических систем управления. В философия некоторых авиастроителей по-прежнему заключается в том, чтобы указывать отливки только местами где отказ детали не может привести к потере самолета.Резервирование кабеля и Гидравлические системы управления «разрешают» использование отливок.

За последнее десятилетие технология литья значительно продвинулась вперед. Проверенные временем сплавы, такие как 355 и 356 были модифицированы для обеспечения более высокого уровня прочности и пластичности. Новый такие сплавы, как 354, A356, A357, 359 и Tens 50, были разработаны для обеспечения повышенной прочности отливки. Высокая прочность сопровождается повышенной структурной целостностью и надежность работы.

Точечная и шовная сварка сопротивлением применяется для соединения второстепенных конструкций, таких как обтекатели, капоты двигателя и дублеры к переборкам и кожухам. Сложности по качеству контроля привели к низкому использованию электросварки сопротивлением для первичной состав.

Ультразвуковая сварка дает некоторые экономические преимущества и преимущества контроля качества для производства. соединение, особенно для тонких листов. Однако метод еще не разработан. широко используется в аэрокосмической промышленности.

Клеевое соединение – это распространенный метод соединения как первичных, так и вторичных структур. Его выбор зависит от конструкторской философии производителя самолетов. Она имеет доказали свою пригодность для крепления элементов жесткости, таких как шляпные секции, к листу и лицевой стороне листы к сотовой основе. Кроме того, клеевое соединение выдержало неблагоприятные воздействия, такие как как погружение в морскую воду, так и в атмосфере.

Сваренные плавлением первичные конструкции из алюминия в самолетах практически отсутствуют, поскольку используемые высокопрочные сплавы обладают низкой свариваемостью и низким КПД сварных соединений.Некоторые из сплавов, такие как 2024-T4, также имеют пониженную коррозионную стойкость в зона термического влияния, если оставить ее в состоянии после сварки.

Улучшенные сварочные процессы и более прочные свариваемые сплавы, разработанные во время Последнее десятилетие открыло новые возможности для сварных первичных конструкций. Например, свариваемость и прочность сплавов 2219 и 7039, а также паяемость и прочность X7005 открывает новые возможности для проектирования и производства авиационных конструкций.

Легкий самолет

Легкие самолеты имеют планер преимущественно полностью алюминиевой конструкции полумонокок.

однако некоторые легкие самолеты имеют несущую конструкцию трубчатой фермы с тканью или алюминиевая кожа или и то, и другое.

Алюминиевая оболочка обычно имеет минимальную практическую толщину: от 0,015 до 0,025 дюйма. Хотя требования к проектной прочности относительно низкие, оболочка требует умеренно высокой текучести прочность и твердость для минимизации повреждений грунта камнями, обломками и механикой » инструменты и общее обращение.Другие основные факторы, влияющие на выбор сплава для Это применение коррозионной стойкости, стоимости и внешнего вида. Сплавы 6061-Т6 и alclad 2024-T3 – это основной выбор.

Обшивка на легких самолетах новейшей разработки и постройки, как правило, является алькладовой. 2024-Т3. Внутренняя конструкция состоит из стрингеров, лонжеронов, переборок, поясных элементов, и различная крепежная фурнитура из алюминиевых профилей, гнутого листа, поковок, и отливки.

Для изготовления экструдированных элементов чаще всего используются сплавы 2024-T4 для сечений менее 0,125 дюйма. толстые и для общего применения, и 2014-T6 для более толстых, более нагруженных секций. Сплав 6061-T6 находит широкое применение для экструзии, требующей тонких сечений и отличная коррозионная стойкость. Сплав 2014-Т6 является основным ковочным сплавом, особенно для шасси и гидроцилиндров. Сплав 6061-Т6 и его кузнечный аналог 6151-T6 часто используются в прочей арматуре из соображений экономии и увеличения коррозионные характеристики, когда детали не подвергаются сильным нагрузкам.

Сплавы 356-T6 и A356-T6 являются первичными литейными сплавами, используемыми для кронштейнов, коленчатые рычаги, шкивы и различная арматура. Колеса производятся из этих сплавов как постоянная форма или отливки в песчаные формы. Отливки из сплава А380 также подходят для колеса для легких самолетов.

Для малонапряженной конструкции легких самолетов – сплавы 3003-х22, х24, х26; 5052-О, h42, h44 и h46; и иногда используются 6061-T4 и T6.