Дюралюминий д16т свойства – состав, свойства, область применения, аналоги

alexxlab | 09.05.2020 | 0 | Разное

состав, свойства, область применения, аналоги

Распространение современных технологий привело к появлению материалов с исключительными эксплуатационными качествами. Примером можно назвать дюралюминий, который весьма распространен на сегодняшний день. Характеристики Д16Т позволяют использовать материалы этой группы при изготовлении самых различных конструкций и механизмов. Сегодня рассматриваемый сплав применяется в авиационной и космической промышленности, что можно связать сочетание высокой прочности с легкостью.

Сплав Д16Т

Расшифровка марки Д16Т

Расшифровка марки позволяет определить ее основные эксплуатационные качества и химический состав. Марка Д16Т относится к классу дюралюминия, который характеризуется высокой концентрацией легирующих элементов.

Сегодня расшифровывают Д16Т при применении ГОСТа. В отличии от других сплавов, рассматриваемые маркируются по собственной системе. Дюралюминий Д16Т расшифровывается следующим образом:

  1. Д – обозначение материалов группы дюралюминия. Она существенно отличается от обычного алюминия, что связано с включением в состав различных легирующих элементов. Концентрация других химических элементов позволяет изменить многие эксплуатационные качества.
  2. 16 – номер сплава. По сути эта цифра не указывает на какие-либо качества, но она используется для обозначения сплава с определенными качествами.
  3. Т – символ, который обозначение проведение закалки и естественного старения. Термическая обработка, связанная с закалкой, предусматривает оказание воздействия высокой температуры, за счет чего происходит перестроение поверхностного слоя.

Алюминий Д16Т весьма распространен в области, где производятся ответственные механизмы и устройства, на которые будет оказываться серьезное воздействие со стороны окружающей среды.

Скачать ГОСТ 4784-97

Химический состав

Химический состав каждого материала имеет свои определенные особенности, которые и определяют физико-механические качества.

Рассматриваемый алюминиевый сплав Д16Т относится к группе Al-Cu-Mg с легированием марганца. Химический состав сплава Д16Т характеризуется следующим образом:

  1. Большая часть сплава – алюминий, концентрация которого доходит до показателя 94,7%.
  2. Остальная часть массы приходится на магний, медь и другие различные примеси.
  3. Включение в состав марганца определяет существенно увеличение коррозионной стойкости сплава Д16Т и увеличить некоторые механические свойства.
  4. В состав включается небольшая доля титана и железа. Негативное влияние на сплав Д16Т оказывает концентрация железа. Это связано с тем, что подобный химический элемент не растворяется в алюминии, создает неоднородные пластины. Концентрация железа выдерживается в строгом пределе, так как неоднородная структура может привести к серьезным проблемам.

Химический состав сплава Д16Т

Дуралюмин производится при тщательном контроле концентрации всех элементов. Увеличение в составе количества железа приводит к тому, что металл становится менее однородным, за счет чего падает качество и ухудшаются другие эксплуатационные качества. Титан и марганец должны также выдерживаться в определенном диапазоне концентрации, так как слишком высокий и низкий показатели могут привести к изменению основных физико-механических качеств.

Свойства материала

Сплав Д16Т, характеристики которого можно назвать весьма привлекательными, обладает огромным количеством преимуществ в сравнении с другими сплавами.

Особенности дюралюминия определяют то, что этот сплав во многом обходит обычный алюминий и другие материалы. Физические и механические свойства заключаются в следующих моментах:

  1. Высокая стабильность структуры. За счет этого изготавливаемые изделия могут прослужить долго и выдерживают существенное воздействие со стороны окружающей среды.
  2. Плотность материала определяет его низкий удельный вес, уровень которого составляет 2800 кг/м3. За счет этого получаемые изделия становятся легкими. Именно поэтому Д16Т получил распространение в авиастроении и при изготовлении элементов, которые применяются при изготовлении оборудования для космической промышленности. Для того чтобы устройство смогло преодолеть земную тягу с меньшими энергетическими затратами создаваемая конструкция должна иметь небольшой вес. Проведенные исследования указывают на то, что Д16Т в 3 раза легче стальных.
  3. Повышенное сопротивление к микроскопической деформации в процесс эксплуатации. Это связано с тем, что модуль упругости имеет довольно высокое значение.
  4. Высокий предел прочности Д16Т достигается за счет включения в состав огромного количества легирующих элементов, к примеру, титана. При этом твердость сплава Д16Т составляет 42 МПа.
Механические свойства сплава Д16Т при определенной температуре
Механические и физические свойства сплава Д16Т

Кроме этого, температура плавления дюралюминия Д16Т довольно высокая. За счет этого есть возможность использовать сплав при создании различных устройств, которые могут эксплуатироваться при высоком сопротивлении воздуха. Слишком высокое сопротивление становится причиной, по которой металл нагревается и становится более мягким, пластичным. Высокая температура плавления позволила применять дюралюминий при изготовлении летательных аппаратов, так как обычный алюминий нагревается и становится мягким и менее прочным.

Область применения

Широкая область применения Д16Т связана с его основными эксплуатационными качествами. Стоит учитывать, что сложности, возникающие в процессе производства, существенно повышают стоимость этого сплава. Несмотря на распространение алюминия, дюралюминий применяется лишь в случае, когда это требуется. Сплав Д16Т выпускается в следующих видах:

  1. Листы.
  2. Уголки.
  3. Прутки.
  4. Плиты.
Колесные проставки из сплава Д16Т
Накладка газовой трубы из Д16Т

Стоит учитывать, что сплав крайне редко поставляется на производственную площадку в чистом виде. Для повышения основных эксплуатационных качеств зачастую проводится химикотермическая обработка. Заготовки применяются для получения следующих изделий:

  1. Элементы обшивки.
  2. Каркасы.
  3. Тяги.
  4. Лонжероны.

Форма выпуска:

  1. В чистом виде. Как ранее было отмечено, в этой форме заготовки встречаются редко.
  2. В закаленном или естественно состаренном состоянии.
  3. После искусственного состаривания.
  4. Плакированные.
  5. Отоженные.

Очень большое распространение получили заклепки, изготавливаемые из рассматриваемого материала. Это связано с тем, что заклепки из Д16Т характеризуются высоким показателем сопротивления на срез.

Термическая обработка позволяет существенно увеличить основные эксплуатационные качества. По установленным стандартам подобного рода улучшение позволяет повысить устойчивость металла к воздействию высокой температуры. К примеру, крепежные элементы могут выдерживать температуру от 120 до 230 градусов Цельсия. Применяется сплав и в машиностроительной сфере при создании кузова.

Аналоги Д16Т

В продаже встречается довольно большое количество зарубежных аналогов. Дюраль д16 производится с учетом установленных стандартов и имеет соответствующие характеристики. Д16Т аналоги маркируются по своим стандартам, к примеру, т3511.

Аналог Д16Т — сплав 2024
Расплавка 2024

При рассмотрении аналогов следует учитывать особенности проводимой термической обработки Д16ЧТ:

  1. Для начала выполняется температурная закалка, для чего заготовка нагревается до температуры 500 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что слишком высокая температура приводит к пережогу алюминий и ухудшению его основных качеств. При этом изменения происходят резко. Поэтому следует уделять много внимания температурному режиму.
  2. Следующий шаг заключается в закалке в холодной воде. При этом большое значение имеет температура воды. Оптимальным значением принято считать диапазон от 250 до 350 градусов Цельсия.
  3. Далее для улучшения основных качеств проводится естественное старение. Процесс достаточно прост, поверхность контактирует с воздухом, температура которого схожа с комнатной. Процесс длиться в течение 4-5 дней.

В результате проведенного процесса поверхность приобретает твердость около 125-130 НВ. Подобный показатель можно назвать максимальным значением для сплавов рассматриваемой группы.

В заключение отметим, что применение современных технологий позволяет выдерживать процент концентрации всех элементов строго в рекомендуемом диапазоне. За счет этого повышается качество сплава и его основные характеристики.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Сплав Д16, Д16Т, Д16М

Эти сплавы называют дюралюминием, они представляют собой алюминий с добавкой нескольких процентов меди и легированный магнием. Химсостав у них идентичный, а буква в конце обозначает:

  • Д16М – отожженный, мягкий
  • Д16Т – закалённый, состаренный, твёрдый

Химический состав Д16 не отличается от химического состава Д16т и Д16м.

Химический состав Д16
Fe Si Mn Cr Ti Al Cu Mg Zn Примесей –
до 0.5 до 0.5 0.3 – 0.9 до; 0.1 до 0.15 90.9 – 94.7 3.8 – 4.9 1.2 – 1.8 до 0.25 прочие, каждая 0.05; всего 0.15 Ti+Zr < 0.2

 

Свойства Д16, Д16Т, Д16М

Д16 – это сплав алюминия с магнием и медью. Такие сплавы именуются дюралями, а дюрали применяются в качестве конструкционных сплавов в авиационной и космической промышленности, благодаря их прочности и относительной лёгкости.

Алюминиевый сплав Д16 – дюралюминий повышенной прочности системы А1–Сu–Мg. По твердости и механической прочности он не уступает стали, обладая в 3 раза меньшим удельным весом. Дюралюминий Д16 обладает одним главным недостатком – низкой коррозионной стойкостью и нуждается в специальных антикоррозийных средствах защиты. В большинстве своем сплав плакируют или анодируют, что существенно повышает его сопротивление коррозии.

Рассмотрим мех св-ва Д16 – там, где в последней колонке указано “закалка и старение” – это механические свойства Д16Т.

Механические свойства Д16 при Т=20oС
Сортамент Размер

Преде кратковременной прочности sв

 предел текучести s
T		 удлинение при разрыве d5 Термообработка
– мм МПа МПа % –
Трубы, ГОСТ 18482-79   390-420 255-275 10-12  
Пруток, ГОСТ 21488-97   245 120 12  
Пруток, ГОСТ 21488-97 Ø 8 – 300 390-410 275-295 8-10 Закалка и старение
Пруток, высокой прочности, ГОСТ 51834-2001   450-470 325-345 8-10 Закалка и старение
Пруток, повышенной пластичности, ГОСТ 51834-2001   410 265 12 Закалка и старение
Лента отожжен., ГОСТ 13726-97   235   10  
Профили, ГОСТ 8617-81 10 – 150 412 284 10 Закалка и искуственное старение
Профили отожжен., ГОСТ 8617-81   245   12  
Плита, ГОСТ 17232-99   345-420 245-275 3-7 Закалка и старение

 Механические св-ва Д16 сильно зависят от термообработки. Так предел прочности при растяжении sв  для листов из Д16т и Д16м различаются в 2 раза, порядка 20 кгс/мм2 для листов Д16АМ и 40 кгс/мм2 для листа Д16АТ.

Твердость Д16
Твердость Д16Т после закалки и старения HB 10 -1 = 105   МПа
Твердость Д16М Сплав отожженный  HB 10 -1 = 42   МПа

 

Физические свойства Д16
T Температура Модуль упругости первого рода E 10– 5 Коэффициент температурного (линейного) расширения a 10 6 теплоемкость l Плотность r Удельная теплоемкост C Удельное электросопротивление R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
20 0.72     2770    
100   22.9 130   0.922  

 Такие свойства, как удельная плотность, теплоемкость, электропроводность одинаковы для Д16, Д16т, Д16м.

Термообработка Д16

Для увеличения прочности, дюралюминий Д16 подвергают температурной закалке, нагревая до 500 градусов и охлаждая до 250-350.
Закалку проводят в подогретой воде (в холодной воде появляются трещины), что значительно увеличивает стойкость дюралюминия Д16 к кристаллизационной коррозии. Затем его подвергают естественно старению в течение 4-5 суток при комнатной температуре, обеспечивающему максимальные антикоррозийные свойства. В производстве прокат из сплава Д16 подвергают искусственному старению, повышая температуру до 100 градусов, тогда это занимает несколько часов, а прочностные характеристики такие же, как и при естественном старении.

Предел прочности и твердость, отражающие сопротивление сплава макропластическим деформациям при кратковременных нагрузках, после начальных стадий старения (естественного старения или низкотемпературного искусственного старения дюралюминия) имеют наивысшие значения. После последующих стадий старения сплава уменьшается неоднородность выделений по объему, появляются выделения и в приграничной зоне, уменьшается скорость диффузионных процессов в сплаве, уменьшается запас химической свободной энергии и количество неравновесных вакансий. В связи с этим сопротивление микропластическим деформациям при кратковременном нагружении и длительных испытаниях в условиях релаксации напряжений, особенно при повышенной температуре, значительно повышается. Одновременно, поскольку при этом несколько уменьшается дисперсность выделений, наблюдается некоторое уменьшение сопротивления макропластической деформации (прочности и твердости) в сравнении с характеристиками сплава после начальных стадий старения. Дуралюминиевые сплавы по сравнению с другими алюминиевыми сплавами наиболее чувствительны к скоростям охлаждения при закалке, поэтому воду для закалки подогревают до 40-80 градусов. 

Зарубежные аналоги материала Д16
США Германия Япония Франция Англия Евросоюз Италия Польша Чехия Австрия Швейцария Inter
– DIN,WNr JIS AFNOR BS EN UNI PN CSN ONORM SNV ISO
2024 AA2024 AA2124

3.1355

AlCuMg2

2024

2024

 A-U4GI

 2024

ENAW-2024

ENAW-AlCu4Mg1

 P-AlCu4.4MgMn AICu4Mg2 424203 AICuMg2 Al4Cu1.2Mg

2024 AlCu4Mg1 AlCuMg1

 

poliasmet.ru

состав, свойства, применение различных марок сплава

Для производства различных деталей и вещей может использоваться дюралюминий. Данный материал получил свое название от города, в котором он был создан. Отличия дюрали от алюминия заключаются в химическом составе, который оказывает влияние на основные эксплуатационные качества. Рассмотрим особенности данного сплава подробнее.

Дюралюминий

Химический состав

Появление дюралюминия связывают с немецкой компанией, которая расположена в городе Дюрен. Специалисты этой компании занимались разработкой нового сплава, и ошибочно провели смешивание ранее не используемых компонентов. После проведения предварительных тестов они были удивлены тем, какого смогли добиться результата, но изначально посчитали их ошибочными. Спустя некоторое время они повторили свой эксперимент и добились еще более высоких результатов.

Алюминий и дюралюмин, в первую очередь, отличаются друг от друга химическим составом. Дюралюминий обладает следующим составом:

  1. 4-5% меди;
  2. 93% алюминия;
  3. 2-3% других легирующих элементов, которые добавляются для придания сплаву особых качеств.

Состав различных марок дюрали

Долгое время дюралюмин изготавливался при обычных условиях, что определяло некачественное соединение элементов. Начавшаяся война сделала данный металл стратегически важным, что привело к поиску более эффективных методов соединения всех компонентов. Результатом данных исследований стали следующие технологические особенности процесса:

  1. Нагрев проводится при температуре до 500 градусов Цельсия.
  2. На разогрев уходит около 3-х часов.
  3. Проводится быстрое охлаждение водой или селитрой для повышения прочности.

Состав дюралюминия может существенно меняться —  все зависит от особенностей применяемой технологии производства.

Наиболее распространенная марка Д16 имеет следующий химический состав:

  1. Основная часть дюралюминия во всех случая представлена алюминием, на который приходится 90-94% от общей массы.
  2. В состав добавляется достаточно большое количество меди (3,8-4,9%).
  3. Обязательным условием можно назвать добавление в равных частях кремния и железа, примерно по 0,5%.
  4. В состав входит цинк (не более 2,5%).
  5. Добавляется фиксированное значение магния — 1,8%.

Остальные компоненты представлены хромом, марганцем, титаном, которые берутся примерно по 1%.

Получаемый дюралюминий при подобном химическом составе обладает достаточно высоким показателем мягкости. Именно поэтому Д16 зачастую применяется в качестве полуфабрикатов при производстве штамповок.

Не только состав сплава дюрали оказывает влияние на основные технологические свойства. Вместе со специфической подборкой компонентов применяются технология искусственного старения, которая заключается в закалке.Для повышения прочности и твердости поверхности сплав подвергается термической обработке с охлаждением.

Технологические свойства дюрали

В зависимости от химического состава и применяемого метода изготовления технологические свойства дюрали могут существенно отличаться. ГОСТа именно для этого металла пока нет.

Сразу после появления дюралюминия его назвали самым подходящим материалом для строительства дирижаблей и самолетов.

Среди технологических свойств следует отметить нижеприведенные моменты:

  1. Низкая стоимость, которая обуславливается простой технологией производства. Тот момент, что компоненты не нужно разогревать до экстремально высоких температур определяет существенное удешевление материала. Также на стоимости благоприятно отражается возможность проведения производства в обычной среде.
  2. Небольшой вес. Рассматривая химический состав можно отметить, что большая часть состава представлена алюминием. Этот металл известен своей легкостью.
  3. Высокие показатели температуры плавления позволили использовать сплав дюраль при производстве различных элементов самолетов и другой техники. Температура плавления дюралюминия около 650 градусов Цельсия. При этом обычный алюминий плавится уже при более низких температурах, что приводит к изменению основных технологических качеств и деформации изделий.
  4. Плотность дюралюминия составляет 2,5 грамма на кубический сантиметр (у стали на каждый кубический сантиметр приходится 8 грамм). Именно этот показатель определяет существенно снижение веса изготавливаемых деталей. Данный показатель может варьироваться в относительно небольшом диапазоне, достигать значения 2,8 грамм на кубический сантиметр.
  5. Статическая прочность дюралюминия достаточно высока, что определяет устойчивость к разовой нагрузке. Именно поэтому сплав применяется при изготовлении различных ответственных деталей. Проведенные исследования указывают на то, что разрушить подобный материал довольно сложно.

Однако есть и один недостаток – относительно невысокая устойчивость к воздействию повышенной влажности. Разрушение сплава блокируют путем нанесения защитного покрытия, что несколько повышает стоимость сплава.

Детали из дюрали

Дюралюминий Д16 получил достаточно широкое распространение. Отличные эксплуатационные качества он демонстрирует при температуре не выше 250 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что уже при температуре 80 градусов Цельсия появляются признаки образования межкристаллической коррозии.

В последнее время в чистом виде дюралюминий практически не применяется. Это связано не только с высокой вероятностью появления коррозии, но и другими недостатками алюминиевого сплава. Для повышения эксплуатационных качеств сегодня выполняют следующее улучшение:

  1. Закалку в естественных условиях. При маркировке указывается буква «Т».
  2. Выполняют процедуру искусственного старения, что также отражается на маркировке «Т1».
  3. Анодирование и покрытие поверхности специальными лаками (в маркировке указывают букву «А»).

Снижение коррозионной стойкости происходит не только по причине повышения температуры, но и механического воздействия. Именно поэтому уделяется внимание дополнительным процедурам увеличения эксплуатационных качеств.

Более высокими эксплуатационными качествами обладает сплав под названием ВД95. Кроме этого, данная разновидность сплава проходит процедуру старения, за счет чего существенно повышается потенциал этой разновидности дюралюминия.

Область применения

Тугоплавкость дуралюмина марки ВД95 определяет его широкое применение не только в сфере авиастроения, но и изготовления скоростных поездов, которые постепенно становятся самым распространенным транспортным средством в Европе и Азии. Это связано с тем, что при движении на большой скорости из-за возникающего трения поверхность может сильно нагреваться. Слишком высокая пластичность из-за перестроения кристаллической решетки становится причиной деформации поверхности при механическом воздействии. Также применение дюралюминия представлено производством прутков, заклепок, болтов и других крепежных материалов.

Дюралюминий в авиастроении
Дюралюминий в строительстве

Несмотря на тугоплавкость, есть возможность проводить сварочные работы с помощью аргона. Данный процесс настолько прост, что его можно провести в собственном гараже. В различных отраслях машиностроения дюралюминий применяется для получения изоляционных материалов. Примером можно назвать появление фольги толщиной около 0,2 миллиметров, которая применяется в качестве отражающего слоя при производстве изоляции.

В пищевой промышленности фольга из дюралюминия встречается довольно часто — ее используют для оборачивания конфет.

Сплав получил широкое применение и в буровой отрасли. Это связано с уникальным сочетанием нижеприведенных качеств:

  1. Легкость.
  2. Прочность.
  3. Стойкость к повышенным температурам и влажности.

Изготавливаемые буры из дюралюминия отлично справляются с гашением вибрации.

В заключение отметим, что широкая область применения определена особыми эксплуатационными качествами и относительно невысокой стоимостью материала. Кроме этого отметим, что сегодня алюминий в чистом виде стали использовать намного реже.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Термообработка дюралюминия Д16, Д1, 2024, 2017, Д16ч, 1163

Виды отжига

Для термически упрочняемых сплавов типа дуралюмин (Д16, Д1, 2024, 2017) существуют три типа отжига:
1. отжиг-возврат для частичного снятия наклепа;
2. рекристаллизационный отжиг для полного снятия наклепа предварительно деформированных полуфабрикатов;
3. отжиг полуфабрикатов, предварительно упрочненных термической обработкой — закалкой и старением.

Для сплавов типа дюралюмин температура отжига и скорость охлаждения должны более строго контролироваться с целью предупреждения возможной частичной закалки.

Рекомендуемые режимы отжига полуфабрикатов из сплавов типа дуралюмин (Д16, Д16ч, 1163, Д19, ВАД, Д18, В65, Д1)
Тип отжига Tемпература°C Время, мин
1) Охлаждение со скоростью не более 10°С/ч до 280°С, затем на воздухе.
2) Охлаждение со скоростью не более 30°С/ч до 280°С, затем на воздухе.
Отжиг закаленного и состаренного материала 380—420 10—601)
Рекристаллнзационный отжиг деформированного материала 350—400 60—1202)
Отжиг-возврат для частичного снятия наклепа 250—280 30

Деформированный материал обладает сложной дислокационной структурой, которая имеет тенденцию к превращению в более стабильную в отожженном состоянии. В процессе нагрева в зависимости от температуры и продолжительности нагрева протекают разные структурные изменения. При сравнительно низких температурах (для рассматриваемых сплавов 200—300°С) происходит возврат. При возврате уменьшается плотность дислокаций в центре фрагментов и образуется внутризеренная субструктура с границами субзерен в виде стенок или групп дислокаций. В результате возврата изменяются некоторые свойства металла: понижается прочность, повышаются пластичность и электропроводность. Полностью нагартовка снимается только после рекристаллизации, происходящей при более высокой температуре или более длительной выдержке.

На рекристаллизацию влияют степень и температура деформации. Увеличение степени деформации уменьшает время и температуру рекристаллизации. Сплавы, деформированные при температурах >400°С, обычно трудно рекристалл изуются. На температуру рекристаллизации оказывает также влияние химический состав сплава.

Свойства рекристаллизованного металла существенно зависят от размера зерна, определяемого главным образом степенью холодной деформации. Имеется малая деформация, ниже которой рекристаллизация не проходит. Эта критическая деформация в обычных условиях отжига способствует значительному росту зерна.

На размер зерна влияет скорость и температура нагрева при отжиге. При медленном нагреве величина зерна получается крупнее, чем при быстром, более высокая температура отжига понижает критическую деформацию и увеличивает размер зерна.

При холодной деформации деталей из отожженного материала иногда требуется промежуточный отжиг, при котором происходит интенсивный распад и коагуляция упрочняющих фаз, так что при последующем промежуточном отжиге будет происходить только снятие напряжений. Этот нагрев можно осуществлять при 300—320°С и с очень малой выдержкой, достаточной только для полного прогрева детали. Скорость нагрева и охлаждения при этом можно не контролировать, хотя лучше нагревать быстро для уменьшения роста зерна. Отжиг предварительно термически упрочненных полуфабрикатов приводит к разупрочнению, т. е. к распаду и коагуляции упрочняющих фаз. В этом случае нагрев следует производить при 400—420°С с последующим охлаждением со скоростью не более 10°С/ч. Цель этого отжига — максимальное выведение из твердого раствора меди и магния.

Несмотря на такой интенсивный отжиг, полуфабрикаты, отожженные из термообработанного состояния, обычно хуже деформируются, чем отожженные, не прошедшие упрочняющую термообработку.

Закалка и старение

Дюралюмины относятся к сплавам типа твердых растворов, они упрочняются термической обработкой — закалкой и старением. Температура нагрева под закалку —8°С ниже температуры плавления эвтектики, поэтому необходимо тщательно контролировать равномерность температуры во всем нагреваемом пространстве. Продолжительность выдержки при температуре закалки зависит от химического состава сплава, типа полуфабриката и толщины сечения.

Для закалки сплав Д1 нагревают до 495—510°С, а Д16 до 490—503°С. Нагрев до более высоких температур (превышающих неравновесный солидус), вызывает пережог, т. е. окисление и частичное оплавление металла по границе зерен, что резко снижает прочность и пластичность. При закалке дуралюмина важно обеспечить высокую скорость охлаждения, поэтому охлаждение проводят в холодной воде. Превысить критическую скорость закалки сплава Д16Т (υкр = 550°С/с) при охлаждении в холодной воде удается по всему сечению только при толщине листов до 10мм и бóльшем диаметре для изделий круглой формы, т. к. круглая форма сечения способствует более быстрому теплоотводу.

Поэтому на практике приходится считаться с реальностью замедленного охлаждения (даже со скоростью ниже допустимого уровня) центральных слоев массивных изделий при самом интенсивном охлаждении их поверхности холодной водой, а также с необходимостью специального понижения скорости охлаждения для предотвращения коробления и больших остаточных напряжений. Даже незначительный распад твердого раствора в процессе охлаждения с выделением интерметаллидных фаз по границам зерен снижает сопротивление межкристаллитной коррозии. После закалки значительная часть фаз-упрочнителей растворяется, повышая легированность твердого раствора.

Дуралюмины после закалки подвергают естественному старению. Естественное старение наиболее интенсивно протекает в первые сутки после закалки и практически заканчивается в течение 4—5 суток. Понижение температуры тормозит старение, а повышение ее, наоборот, увеличивает скорость процесса, но понижает пластичность и сопротивление коррозии. Однако для листов из сплава Д16 нередко применяют искусственное старение при—195°С. В искуственно состаренном состоянии сплавы Д16, Д16ч, 1163 не склонны к расслаивающей коррозии и имеют высокое сопротивление коррозионному растрескиванию. Прессованные полуфабрикаты из сплавов Д1 и Д16 прочнее, чем листы, вследствие пресс-эффекта (структурного упрочнения).

При охлаждении крупногабаритных полуфабрикатов из сплавов Д16, Д16ч, 1163 толщиной более 30 мм и деталей сложной конфигурации, а также при наличии крупнокристаллического ободка температуру воды при закалке следует поддерживать в интервале 25—40°С для предотвращения появления закалочных трещин и уменьшения коробления. Ограничение верхнего предела температуры закалочной воды (40°С) требуется для предотвращения снижения коррозионной стойкости.

С целью уменьшения остаточных напряжений после «акалки полуфабрикаты подвергают правке растяжением с остаточной деформацией 1—3%, при этом после правки на верхнем пределе указанного интервала вязкость разрушения и выносливость несколько понижаются.

Сплавы типа дуралюмин интенсивно упрочняются при естественном старении за счет образования зон Гинье – Престона. С увеличением легированности твердого раствора, а также, с повышением температуры скорость упрочнения при зонном старении возрастает. В интервале температур от -10 до 25°С скорость старения увеличивается в два раза при повышении температуры на 5°С.

Искусственное старение при температурах выше 20°C

При температурах старения 20—100°С отмечается интенсивное первоначальное упрочнение (при 20°С после инкубационного периода), а затем стабилизация прочностных свойств на определенном уровне.

Относительное удлинение не изменяется, электропроводность в начале понижается, а затем остается без изменения (при 100°С в течение 720ч). В интервале температур 150—220°С прочностные свойства повышаются, достигают максимума, затем упрочнение замедляется, после чего прочностные свойства вновь повышаются (особенно предел текучести), достигая второго максимума. При переходе ко второму максимуму относительное удлинение существенно понижается, а электропроводность возрастает.

После достижения максимальных прочностных свойств на стадии коагуляционного старения σ0,2 снижается интенсивнее, чем σв, отмечается тенденция к повышению относительного удлинения.

Исследование показало, что наиболее чувствительна к началу образования при старении частиц мета-стабильных фаз коррозионная стойкость: она понижается, хотя механические свойства еще не меняются.

Повышение сопротивления коррозии под напряжением достигается при максимальном пределе текучести и некотором переходе за максимум прочностных свойств. При этом и структуре наблюдается равномерный распад по границам и внутри зерен, интенсивные выделения метастабильных и стабильных частиц фазы S, уменьшается разность потенциалов между границей и зерном.

Наиболее оптимальная температура фазового старения 190°С. При более низких температурах старения требуются слишком большие выдержки, а при более высоких — снижается уровень максимальных прочностных свойств. Длительность старени—13ч при 190°С улучшает коррозионной стойкость.

Деформация после закалки ускоряет процессы старения: для нагартованных (5—7%) прокаткой листов и плит время старения составляет 9ч, а для неправленных прессованных полуфабрикато—17ч.

>
Режим термической обработки промышленных сплавов типа дуралюмин
Марка сплава Вид полуфабриката Т закалки, °C Режим старения Начало плавления T, °C
T, °C Время, ч
1)Допускается повышение верхнего предела температуры нагрева под закалку до 503°С при содержании легирующих элементов ближе к нижнему пределу.
2) Для исправленных прессованных полуфабрикатов 15—17 ч.
3) Длительность выдержки при нагреве под закалку плит из сплава 1163Т1 для получения требуемого уровня вязкости разрушения должна быть в 1,5 раза больше длительности, указанной в инструкции по термообработке.
4) Заклепки из сплава Д19П проверяются на срез после старения при 100°С в имение 3 ч. Заклепки ставятся в конструкцию в свежезакаленном состоянии.
Д16, Д16ч Прессованные   полуфабрикаты, плиты и детали из них 490—4981) Комнатная 96 503
185—195 11—132)
Холодно­деформированные трубы, листы и детали из них 492—5001) Комнатная 96
185—195 11—13
1163 Все   виды   полу­фабрикатов 492—5002), 3) Комнатная 96 505
185—195 11—ІЗ2)
ВД17 Прессованные   полуфабрикаты 495—505 I) 165—175 15—17 510
II) 190—200 16—18
Поковки,  штамповкии I) 180—190 10—12
II) 195—205 8—12
Д1, Д1ч Все    виды   полу­фабрикатов и детали из них 495—510 Комнатная 96 514
Д19, Д19ч Прессованные   полуфабрикаты, плиты и детали из них 495—505 Комнатная 120—240 510
    185—195 12—14  
Холодно­деформированные    трубы,листы и детали из них 500—508 Комнатная 120—240  
    185—195 12—14  
ВАД1 Все    виды   полу­фабрикатов и  детали из них 498—508 Комнатная 120—240 511
185—195 12—14
Д18 Проволока, заклепки 495—505 Комнатная 96 560
В65 Проволока, заклепки 520—530 Комнатная 40 550
Д19П Проволока, заклепки 502—508 Комнатная4) 240 512

Температура пережога сплава зависит от его химического состава: для одного и того же сплава эта температура колеблется в широких пределах в зависимости от содержания легирующих элементов, главным образом тех, которые входят в состав легкоплавких эвтектик. Так, для сплава Д16 температура пережога колеблется в пределах от 503—505 до 520—525°С при изменении содержания легирующих элементов в пределах состава сплава. Режимы искусственного старения сплавов Д16, Д16ч, 1163, Д19, Д19ч, ВАД1 и режим II для сплава ВД17 обеспечивают повышенную коррозионную стойкость под напряжением при пониженной пластичности и вязкости разрушения.

www.metmk.com.ua

Свойства Д16т

     

Д16 – это сплав алюминия с магнием и медью. Такие сплавы именуются дюралями, а дюрали применяются в качестве конструкционных сплавов в авиационной и космической промышленности, благодаря их прочности и относительной лёгкости. Продажа алюминиевого проката.

 

В чистом виде Д16 применяется редко, так как в не закалённом состоянии обладает меньшей прочностью и твёрдостью, чем АМг6 и в то же время уступает ему по коррозионной стойкости и свариваемости. Но детали из Д16 с поперечным сечением не более 100-120 мм можно закалить и состарить уже после их изготовления. В большинстве же случаев в продаже присутствуют уже упроченные и состаренные естественным методом полуфабрикаты, маркируемые Д16Т.

 

Сплав классифицируется как прочный термоупрочняемый, но не предназначен для сварки. Однако, его можно сваривать точечной сваркой, хотя в большинстве случаев детали из него закрепляются с помощью креплений. Также из Д16 могут изготавливать и сами крепления в виде заклёпок с антикоррозионным покрытием. Сплав легко обрабатывается резанием.

 

Свойства материала Д16

Д16 – это термоупрочняемый деформируемый сплав алюминия, который имеет химический состав по ГОСТ 4784-97.

 

 

Благодаря низкой тепло и электропроводности этот материал хорошо проявляет себя при температуре свыше 120 °C и до 250 °C, однако не допускается его использовать даже кратковременно при температуре выше 500 °C. Он не склонен к образованию трещин, но при повышении температуры выше 80 °C склонен к образованию межкристаллитной коррозии, что накладывает определённые ограничения на его применение. Однако искусственное состаривание позволяет избежать образования коррозии, с одновременным уменьшением прочности и пластичности.

 

Д16Т обладает высокой твёрдостью и прочностью, но уступает по этим параметрам заготовкам из сплава ВД95Т1 в особо твёрдом состоянии после искусственного старения и закалки. Но при повышении температуры выше 120 °C Д16Т проявляет лучшие механические свойства и не имеет себе равных в пределах до 250 °С. Кроме того следует отметить, что ВД95 склонен к коррозии под напряжением, так что не всегда удаётся использовать весь потенциал этого материала до конца.

 

 

Большинство дюралей имеет склонность к коррозии больше чем другие сплавы алюминия. По этой причине изделия из дюралей плакируют 2-4% слоем технического алюминия, либо покрывают лаком. Однако учитывая иногда высокие температурные режимы работы деталей из дюралей, в большинстве случаев предпочтительнее плакировка и анодирование, что и сказывается на выборе листовой продукции, выпускаемой под плакировкой. Кроме того Д16Т плохо поддаётся сварке и может свариваться только точечной сваркой, поэтому в большинстве случаев закрепляется с помощью заклёпок и других разъёмных и неразъёмных соединений.

 

Форма выпуска

 

Как уже было сказано ранее, Д16 в чистом виде, хотя применяется, но редко. А невысокая стойкость к коррозии диктует необходимость в плакировке металлопроката. Соответственно, выпускаются полуфабрикаты из Д16 следующих видов:

 

  • В чистом виде,
  • Т – закалённые и естественно состаренные,
  • Т1 – искусственно состаренное состояние.
  • М – отожжённые,
  • Плакированные (прим. Д15ТА)

Из Д16 производят:

  • Плиты Д16Т,
  • Листы Д16АТ,
  • Прутки Д16Т,
  • Уголки Д16,
  • Трубы Д16Т
  • Листовой алюминий.

 

Прутки диаметром до 100 мм производятся в естественно-состаренном виде в состоянии Т иногда отожжённые – М, а листы – плакированные в состоянии М или Т, в зависимости от области применения.

 


 

 

Область применения

 

Д16Т – это конструкционный термоупроченный и естественносостаренный сплав в заготовке, который применяется в различных областях народного хозяйства.

Его применяют и для изготовления силовых элементов конструкций в авиатехнике: деталей обшивки, каркаса, шпангоутов, нервюр, тяги управления, лонжерон.

Также из него выпускают и детали работающие при температуре в пределах 120-230 ° C — по ГОСТу.

Он применяется и в автомобильной промышленности для изготовления кузовов, труб и других достаточно прочных деталей.

Д16Т применяют для изготовления заклёпок с высокой прочностью на срез. Эти же заклёпки применяются для крепления других более мягких алюминиевых деталей, например из магналий АМг6.

berendey-perm.ru

Трубы дюралюминиевые Д16Т, размер 70/2 мм

Свойства Д16Т

Другие размеры: 30/3, 30/7, 40/3, 55/2.5, 60/4, 70/2 мм

Полный список размеров…

Заводской штамп в виде вдавленных в лист цифр. На листах АМг может быть глубоким и деформировать лист вокруг. Пример на фото:

Как правило, лист имеет равномерный прогиб по всей длине или ширине.

Неровный край плиты, потребуется обработка.
Пример на фото:

Свойства Д16Т

Алюминиевый сплав Д16Т обладает следующими свойствами:

  • Один из самых прочных алюминиевых сплавов, применяется для изготовления силовых конструкций.
  • Варится удовлетворительно, прочность сварных швов пониженная.
  • Подвержен коррозии, требует нанесения защитного покрытия (покраски, анодирования или другой обработки).

Д16Т является самым широко используемым алюминиевым сплавом, он обладает наилучшими показателями конструкционной прочности (трещиностойкости).

Алюминиевые трубы соответствуют ГОСТ 18482-79. Возможно наличие неглубоких царапин и потёртостей, а также допустимая по стандарту кривизна. Если у Вас особые требования, сообщите об этом до оплаты заказа.

Механические свойства труб Д16Т

  • Предел прочности σв – не менее 390 МПа
  • Предел текучести σт – не менее 255 МПа
  • Относительное удлиннение δ – не менее 12%

Подробнее о дюралюминии

Дюралюминий (дюраль) – это сплав алюминия, основными легирующими элементами являются медь, магний и марганец. Относится к деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой. Отличительной чертой дюралюминия является его высокая прочность, поэтому он может использоваться для силовых элементов конструкций.

Сплав Д16 хорошо сваривается точечной сваркой. При газовой и аргоно-дуговой сварках с присадкой Д16 склонен к образованию кристаллизационных трещин. Предел прочности сварного соединения составляет 60-75% от прочности основного материала. При перезакалке и естественном старении прочность достигает 90% от прочности основного материала. Пластичность сварных швов пониженная.

Недостатком дюралюминия является его низкая коррозионная стойкость, поэтому требуется нанесение защитного покрытия.

Сплав Д16Т – закалённый и естественно состаренный для достижения максимальной прочности.

dural16.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *