Дюралюминий состав свойства применение: Дюралюминий:свойства и применение, методы изготовления

alexxlab | 30.06.1971 | 0 | Разное

Содержание

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.

Дюралюминий: состав, свойства и применение

Дюралюминий — сплав, состоящий из основы в виде алюминия с медью и добавками других металлов. Открытие технологии его изготовления произошло в самом начале девятнадцатого века работником немецкого металлургического завода. После многочисленных экспериментов он установил, что при добавлении к алюминию меди в соотношении 96% на 4% получается сплав, который при выдержке в помещении с комнатной температурой сохраняет пластичность основного элемента с повышением показателей прочности.

Дюралюминий: особенности

Само наименование сплава пошло от торговой марки Dural, под которой был начат его выпуск. В русский язык оно пришло в начале двадцатого века и обозначает целую группу сплавов с алюминием в основе. Могут встречаться различные формы, например «дуралюминий» и «дюраль».

Области применения дюралюминия

Формула успеха дюралюминия была проста. Лёгкий вес и прочность нового продукта способствовали его быстрому распространению. Первым большим его применением стали конструкции каркаса дирижабля. Показал он себя отлично, и со временем ему находили место во всё больших отраслях машиностроения.

Авиастроители по достоинству оценили дюраль, и она быстро стала основой самолётостроения, а также в будущем основным конструкционным материалом в производстве космической техники.

Её применяют в производстве поездов. Дюралюминий в наши дни можно встретить даже на кухне в виде многочисленных бытовых предметов. А также активно используется дюралюминиевая фольга, в которой продают кондитерские изделия.

Активно используется сплав и в строительстве. Различные трубы, листы являются частями конструкций зданий.

Используется дюраль и в автомобилестроении, помогая инженерам уменьшить вес машины, улучшая технические показатели автомобиля. Благодаря устойчивости к высоким температурам, её можно использовать и для внутренних механизмов двигателя.

Дюралюминий лучше переносит вибрацию, чем сталь, что позволило применять его в буровых работах.

Можно заметить, что не все сплавы дюралюминия пригодны для сварки. Например, при строительстве самолётов для создания конструкций из деталей дюралюминия используются заклёпки. Они могут делаться из того же сплава дюралюминия, только пригодного для сварочных работ.

Дюраль: состав сплава

С течением времени состав сплава дюрали совершенствовался, появилось множество новых видов, их различия как в составе примесей, так и способе последующей обработки.

  • Al+Cu+Mg. Этот тип называется дюралюмином. В зависимости от концентрации меди и марганца в сплавах меняются и его общие свойства и характеристики. Данный вид не имеет дополнительной защиты от коррозии, потому для его эксплуатации необходимо дополнительное покрытие для защиты от влаги.
  • Al+Mg+Si. Такой тип называется «авиаль». Добавление к алюминию частей магния и кремния повысило коррозионную стойкость сплава. Для получения своих свойств сплав проходит термообработку при температуре около пятисот градусов по Цельсию и охлаждается в воде с температурой двадцать градусов с естественным старением около суток. Такая обработка позволяет эксплуатировать сплав в условиях повышенной влажности и под напряжением.
  • Al+Mg, Al+Mn. Этот сплав имеет название «магналии». При его производстве не используется термическая обработка. Основными его плюсами является повышенная устойчивость к коррозии и хорошая пригодность к сварочным и паяльным работам.

Состав дюралюминия в процентах можно рассмотреть на примере состава сплава дюралюминий д16:

  • Al (Алюминий): 91 — 94.7%.
  • Cu (Медь): 3.7−4.9%.
  • Fe (Железо): 0.5%.
  • Si (Кремний): 0.5%.
  • Zn (Цинк): 0.25%.
  • Mg (Магний): 1.1 — 1.8%.
  • Cr (Хром): 0.1%.
  • Mn (Марганец): 0.4% – 0.9%.
  • Ti (Титан): 0.15%.

Могут добавляться маркировки, зависящие от форм выпуска сплава:

  • «Т» — закалка в естественных условиях.
  • «Т1» — после процесса искусственного старения.
  • «А» — после покрытия специальными лаками и анодирования.

Например, д16т.

Свойства дюралюминия

Не смотря на попытки борьбы с коррозией путём добавления марганца и магния, дюралюминий все же ей подвержен и подвержен достаточно, чтобы на это обратить внимание. Потому, при эксплуатации необходимо защитить его при помощи какого-либо покрытия. Защита должна быть настолько тщательной, насколько это возможно.

Дюраль отличается небольшим весом при большой прочности. Благодаря этому её и используют как основной конструкционный материал в космонавтике и авиации. Используется также в авиастроении, при производстве скоростных поездов и различных других областях машиностроения.

Средняя плотность дюралюминия 2500−2800 килограмм на кубический метр.

Температура плавления дюралюминия примерно 650 градусов по Цельсию.

Дюралюминиевый сплав, в отличие от алюминия чистого, хорошо подходит к сварочным работам.

Обладает высокой устойчивостью воздействиям среды и низкой уязвимостью к разрушению.

Появление такого лёгкого и прочного материала позволило поднять машиностроение на новый уровень и построить такие технические проекты, которые ранее казались неосуществимыми.

Дюралюминий сплав – состав, свойства, виды дюралюминия

В промышленности применяют множество конструкционных материалов и один из них дюралюминий. По сути – это собирательное название сплавов, изготовленных на базе алюминия и состава легирующих компонентов. Сплав получил своё название от слова Dural. Именно таково было название одного из первых сплавов, который подвергался термической обработке.

 

Немного истории

Дюралюминий разработан немецким ученым Вильмом в 1903-ем. Металлург попросту смешал алюминий, медь, кремний. С этого момента до начала серийного производства прошло всего 6 лет. В 1911 году дюралюминий стали применять строительства воздушных судов, в частности, дирижаблей и тяжелых бомбардировщиках. Малый вес конструкций при сопоставимой с прочностью стали позволил уменьшить массу летательных аппаратов в 2 – 3 раза. Это привело к резкому развитию авиационной промышленности.

Основные свойства этих сплавов

В базовый состав сплава входят следующие вещества:

  • медь – до 0,5%;
  • марганец до 0,5%;
  • магний до 1,2%;
  • кремний и многие другие.

Изменяя пропорции используемых веществ можно изменять и свойства дюралюминия.

Прочность дюралюминия достигает – до 500 МПа под действием временных нагрузок и 250 – 300 при стандартных нагружениях, (прочность чистого алюминия – 70-80 МПа). Этот параметр сделал дюрали материалом, используемым во многих областях промышленности в том числе и высокотехнологичных. Сплав алюминия с некоторыми элементами, в определенных пропорциях, изменяет полученного сплава.

Благодаря компонентам, применяемым в производстве дюралюминия он приобретает ниже приведенные свойства:

  • прочность, которая сопоставима с определёнными марками стали;
  • высокая стойкость к температурному воздействия. материал начинает плавиться при температуре 650 ºC.
  • повышенная электропроводность. это происходит из-за наличия меди.
  • дюраль хорошо переносит прокат как по горячей, так и по холодной технологии.

Высокие технологические свойства дюралюминия, привели к высокому спросу на него. В мире производят порядка 60 000 тысяч тонн, из которого почти половину (свыше 30 000 тысяч тонн) изготавливают на территории КНР. Россия занимает второе место об объёмам производства, металлургические заводы получают 3 580 тыс. тонн.

Особенности производства

Производства дюраля, как и большинства сплавов, сопряжено с рядом сложностей. Получение дюраля происходит последовательно. На первом этапе получают технический алюминий и только потом в него начинают вносить добавки, формирующие его свойства. На втором этапе, получений первичный дюраль проходит через термический отжиг, производимый при 500 ºC. Такой режим обработки обеспечивает гибкость и мягкость металла. Для повышения прочности дюраль проходит через операцию старения.

Отечественная и иностранная промышленность освоила выпуск следующих видов проката:

  • листы и полосы разного типоразмера ГОСТ 21631-76;
  • прутки круглые и многогранные по ГОСТ 21488-97;
  • трубы разного диаметра и разной толщиной стенок ГОСТ 18475-82 и ГОСТ 18482-79;
  • профили различной формы сечения.

 

 

 

Основные виды сплавов

Существует несколько видов сплавов, отличающихся своими характеристиками.

1. Алюминий + марганец или магний. Такой сплав называют «магналии». Материал отличает высокая стойкость к коррозии, хорошая сварка и пайка. Между тем – материал плохо поддаётся обработке на металлорежущем оборудовании. Кроме того при работе со сплавом магнолии никогда не используют промежуточную закалку.

Магнолии применяют для бензопроводных систем, радиаторов для автомобилей, ёмкостей различного назначения.

2. Сплав, состоящий из алюминия, магния и кремния, получил название – «авиаль». Сплав обладает такими свойствами как:

  • Высокая стойкость к воздействию коррозии;
  • Высокая прочность сварных и паянных швов.

Для получения данных технологических свойств авиаль проходит термообработку. Ее проводят при температуре, почти в 520 ºC. Последующее резкое охлаждение необходимо выполнить в воде, температура которой составляет 20 ºC.

После проведения такой обработки авиаль можно использовать для работы в условиях повышенной влажности, его широко применяют в самолетостроении. В последние годы, авиаль используют для замены стальных деталей из носимым устройств связи, например сотовых аппаратов и пр.

3. Еще один сплав – дюралюмин. В него, кроме алюминия входят медь и марганец. Пропорции компонентов изменяют, тем самым модифицируя качественные свойства сплава. Но несмотря ни на что, дюралюмин обладает не высокой стойкостью к коррозии. Поэтому на поверхность наносят слой чистого алюминия. Такая операция называется плакированием и с успехом предотвращает воздействие коррозии.

Дюралюмин применяют в транспортном машиностроении, в частности, детали из этого материала установлены в скоростном поезде «САПСАН».

 

Использование дюралюминия

Это семейство сплавов, по сути, базовый материал, применяемый в строительстве авиационной и космической техники. Это его использования началось в начале ХХ века при сооружении первых дирижаблей.

В наши дни на практике используется больше десяти марок этого сплава. При сооружении авиационной техники чаще используют материал под названием Д16т. В его состав состоит из девяти веществ – никель, титан, в качестве легирующих составляющих применяют медь, кремний и пр. Но при всем. Доля алюминия остаётся неизменной – 93%.

При выборе материала для деталей и узлов технолог должен помнить, что далеко не все дюрали хорошо свариваются или паяются. В таком случае для сборки деталей из него применяют заклепки. Такие операции широко распространения при сборке фюзеляжей и плоскостей при строительстве самолетов, водного транспорта всех типов. Так, небольшая лодка, применяемая для своих целей, может прослужить ее хозяину на 20 лет больше.

С другой стороны, некоторые марки дюралюминия хорошо свариваются при использовании аппаратов аргонной сварки.

Кстати, еще в ХХ веке велись опытные работы по использованию дюралей в автомобильной отрасли. Из него изготавливают кузова автобусов, некоторых марок легковых и спортивных автомобилей. Само собой дюрали применяют и в силовых узлах.

Некоторые марки этого сплава применяют для производства труб, которые устанавливают на судах, авиационной технике, автомобилях.

Свойства дюраля позволили его использовать и в пищевой промышленности, например, из дюралевой фольги производят фантики для конфет и шоколада.

Нельзя забывать и том, что многие домохозяйки применяют кухонную утварь, выполненную из этого материала.

Низкий вес дюраля позволяет его применение при выполнении буровых работ. Все дело в том, дюралюминий в 3 – 4 раза легче стали. Кроме этого трубы из дюралюминия проще переносят вибрацию, которая неизменно возникает при выполнении буровых работ.

Отдельного разговора требует применения дюраля в строительной отрасли. Его применяют для производства облицовочных материалов, различных ограждающих конструкций и пр.

 

Нормативная база

В нашей стране существует несколько ГОСТ, которые нормируют требования к алюминию и его сплавов. Один из них – это ГОСТ 4784-97 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки (с Изменениями N 1, 2, 3, с Поправками). Он распространяется на алюминий и сплавы из него, которые предназначены для получения полуфабрикатов различного типа и форм.

В частности, ГОСТ определяет соотношение алюминия и остальных компонентов. В этом же документе указаны требования.

Кстати, в этом же документе можно найти и наименование иностранных аналогов, например,

Д16 можно заменить на AlCu4Mg1, а Д16ч на сплав 2124.

В документах, которые предоставляет производитель, в обязательном порядке должны быть указаны не только марка готовой продукции но и ее химический состав.

 

Немного экономики 

Изделия из дюралюминиевого сплава не составит труда приобрести. Его производство развёрнуто почти на всех предприятия цветной металлургии. Цена на продукцию образовываются в зависимости от состава, сортамента, размеров отгрузки и, конечно, удалённостью производителя до места реализации.

Немного слов в заключении

Про дюралюминий, можно смело сказать, что его появление обеспечило технологические прорывы в самолетостроении, космической промышленности и без своевременного появления мы бы летали на самолетах из дерева.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 – 0 голосов

состав, характеристики, свойства, получение, сферы применения

Дюралюминий — сплав на основе алюминия. Существует разные виды этого материала, которые отличаются количеством основных компонентов, техническими характеристиками. Сплав обладает высокой прочностью, твердостью, пластичностью.

Листы из дюралюминия

История открытия

Открытие дюралюминия произошло в 1903 году. Его произвел Альфред Вильм. Мужчина работал инженером на немецком металлургическом заводе. При смешивании разных металлов он смог установить закономерность.

Мужчина смешивал алюминий с 4% меди, выполнял закалку при 500°C, резко охлаждал и выдерживал заготовку при комнатной температуре до 5 дней, а потом проверял ее технические характеристики. После нескольких экспериментов он смог доказать, что у готового сплава повышенные показатели твердости, прочности.

Позже инженер вместе с другими работниками начал проводить разные эксперименты, пытаться модернизировать полученный состав. При добавке легирующих компонентов удалось получить сплав с еще большей прочностью, но сохранением других характеристик на прежнем уровне.

Наименование соединения произошло от названия городка Дюрен в Германии. Там началось промышленное производство этих сплавов, их дальнейшее распространение по миру.

Муфельная печь для закалки металла (Фото: Instagram / mufelnaia)

Промышленное получение

Этапы производства:

  1. Формируется шихта, которая состоит из гранул легирующих добавок, алюминия.
  2. Происходит сплавка гранул. Она осуществляется в несколько этапов.
  3. Проводится закалка. Сплав нагревается до 500°C в промышленной печи.
  4. Выполняется охлаждение.
  5. Заготовка остывает при комнатной температуре несколько дней.

Часто производители ускоряют производственный процесс. Они выполняют слабое нагревание заготовок, чтобы они быстрее остывали. Это негативно влияет на технические характеристики сплава, но удешевляет и ускоряет процесс его производства.

Закалка металла (Фото: Instagram / petrovspd)

Преимущества и недостатки

Положительные стороны:

  1. Длительная эксплуатация при нормальных условиях.
  2. Высокая статическая прочность.
  3. Универсальность. Материал применяется в разных сферах деятельности.
  4. Стойкость к перепадам температуры, механическим воздействиям.

Недостаток — низкая устойчивость к воздействию влаги.

Свойства и характеристики

Компоненты состава:

  • медь — до 5%;
  • алюминий — до 93%;
  • легирующие элементы — до 3%.

Компоненты дюралюминиевого сплава с обозначением Д16:

  1. Алюминий — от 90 до 94%.
  2. Медь — от 3,8 до 4,9%.
  3. Цинк — до 2,5%.
  4. Магний — до 1,8%.
  5. Дополнительные компоненты — железо, кремний. Их количество не превышает 0,5%.

Другие легирующие добавки, которые можно встретить в составе, — титан, марганец, хром.

Медь (Фото: Instagram / ansplav_spb)

Физико-механические свойства

Свойства:

  1. Плотность — до 2,77 г/см³.
  2. Температура плавления — до 650°C.
  3. Модуль упругости — до 74 000 МПа (1).
  4. Коэффициент теплового расширения — до 23 10−6/K.
  5. Показатель теплопроводности — до 134 W/M°C.
  6. Коэффициент Пуассона — до 0,33.
  7. Удельная теплоемкость — до 920 Дж/кг°C.
  8. Предел прочности — до 440 Мпа.
  9. Предел упругости — до 300 Мпа.
  10. Относительное удлинение — до 9%.
Дюралюминий (Фото: Instagram / aozapp)

Технологические свойства

Свойства:

  1. Изготовление в обычной среде. Технология производства простая, недорогая. Это удешевляет стоимость производства сплава.
  2. Высокая температура плавления. Сплав может использоваться при изготовлении деталей для промышленной техники, корпусов самолетов.
  3. Малый удельный вес. У стали показатель плотности доходит до 8 грамм на 1м3, а у дюралюминия — 2.
  4. Высокая устойчивость к нагрузке. Сплав подходит для изготовления деталей, которые будут испытывать повышенную нагрузку. Готовые изделия сложно разрушить.

Дюралюминиевые сплавы восприимчивы к воздействию влаги. Если детали будут долго находиться в условиях повышенной влажности, они покроются слоем ржавчины. Чтобы не допустить этого, производители наносят слой защитного покрытия.

Колесная проставка из дюралюминия с защитным покрытием (Фото: Instagram / prostavki_azovalprom)

Виды сплавов

Разновидности:

  1. Магний и алюминий, марганец и алюминий. При производстве соединения не проходят закалки. Применяются для изготовления герметичных баков, радиаторов для автомобилей, труб для сборки бензопроводов. Из них изготавливаются строительные материалы. Сплавы хорошо поддаются сварке, пайке, невосприимчивы к образованию ржавчины. Плохо разрезаются.
  2. Марганец, медь и алюминий. Сложный конструкционный материал. Основой выступает алюминий, остальные компоненты легирующие. Сплав используется при сборке космических аппаратов, самолетов, скоростных железнодорожных составов. Недостаток — восприимчивость к воздействию влаги.
  3. Кремний, марганец и алюминий. Сплав обладает малым удельным весом, стойкостью к образованию ржавчины.

При изготовлении последнего вида сплава соединение подвергается дополнительной закалке при температуре 525°C. После этого деталь резко охлаждается в воде до 20°C. Процесс охлаждения занимает 10 суток.

Кремний (Фото: Instagram / kaolinnature)

Где применяется дюралюминий?

Сферы применения:

  1. Изготовление листов для строительных работ.
  2. Производство проводов.
  3. Изготовление буров.
  4. Производство фольги.
  5. Судостроение — изготовление корпусов для кораблей, лодок, внутренних узлов.
  6. Производство труб для сборки промышленных, бытовых трубопроводов.
  7. Станкостроение, автомобилестроение, самолетостроение.

Из этого материала часто собирают системы вентиляции, вытяжки.

Казан из дюралюминия (Фото: Instagram / sudarushka_labinsk)

Влияние на организм

Готовый дюралюминий, продукция из него безопасна для организма. Поэтому в продаже можно найти посуду из этого материала. При его плавке рекомендуется использовать респиратор, защитные перчатки.

Дюралюминий — собирательное название сплавов, которые изготавливаются из алюминия. К основе добавляются легирующие компоненты, чтобы изменить технические характеристики, добиться определенных показателей. Дюралюминиевые соединения применяются в сферах промышленности.

Какими характеристиками обладает дюралюминий, и где применим этот материал

Дюралюминий был разработан более сотни лет назад, в 1903 году. Тогда Альфред Вильм, инженер-металлург, будучи сотрудником германского металлургического завода, установил некую закономерность. Оказалось, что сплав алюминия с четырьмя процентами меди после закалки при +500° C и резкого охлаждения, выдержав при комнатной температуре несколько дней (до 4–5), становится более прочным и твёрдым, но и не теряет при этом своей пластичности. Дальнейшие эксперименты привели к расширению количества входящих в состав элементов, что повысило прочность чистого алюминия (примерно 70–80 МПа) до 350–370 МПа.

История названия

Группа сплавов этого типа названа в честь немецкого города Дюрен. Здесь же и было начато их производство в промышленном масштабе в 1909 году, спустя шесть лет после открытия и изучения свойств. Кроме названия «дюралюминий» встречается также:

  • англизированный вариант – «дюралюмин»;
  • старая форма – «дуралюминий»;
  • «дюраль», как общее название «семейства» алюминия этого типа.

В них же чувствуется аллюзия на латинское слово Durus, что означает жёсткий, твёрдый. Именно так характеризуются основные свойства этих металлов.

Состав сплавов алюминия: разные виды

  1. Системы Al-Mn, Al-Mg. Главная характеристика — высокая коррозийная стойкость (чуть меньше, чем у чистого алюминия). Кроме того, они хорошо поддаются сварке и пайке, но не резке. Эти сплавы не упрочняют при помощи термической обработки. Применяют для изготовления баков, маслопроводов, бензопроводов, радиаторов авто и тракторов, элементов посуды, в строительстве (в зависимости от конкретного вида и его характеристик).
  2. Семейство Al-Mg-Si — сплавы, которые называются коррозионно-стойкими. Упрочняют их при помощи термической обработки. Она заключается в закалке при температуре 515–525 градусов Цельсия с последующим охлаждением в холодной воде с естественным старением при 20 градусах около десяти суток. Основным свойством готовых материалов этой группы является высокая коррозионная стойкость в обычных условиях и в случаях эксплуатации под напряжением.
  3. Сплавы Al-Cu-Mg называются конструкционными, или же дюралюминиевыми. Их основа – алюминий, который легирован в разных пропорциях медью, магнием и марганцем. Исходя из них, получают разные виды со своими характеристиками, которые можно разделить на некоторое число групп, что будет рассмотрено далее.

Материалы группы дюраль обладают мощными механическими свойствами, но сильнее подвержены коррозии, чем второй рассмотренный вид семейства сплавов. С этим частично борется марганец, который дополнительно вводят в состав. Но при эксплуатации дюралюминия необходимо защищать его при помощи лакокрасочных покрытий или же подвергать анодированию. Если сплав применим для плакированных листов, то они и сами отличаются достаточной степенью стойкости к коррозии. То есть, она также во многом зависит от типа обработки.

Кроме вышеперечисленных систем сплавов, имеются также:

  • жаропрочные;
  • ковочные;
  • жаропрочные ковочные;
  • высокопрочные конструкционные сплавы.

Как видим, многие года изучения свойств материалов с основой алюминия позволило создать множество их различных видов и типов, которые обладают необходимыми в конкретной отрасли свойствами.

Сплавы типа дюралюминий

Всего имеется 4 сплава типа дюралюминий. Все они в разной пропорции содержат как основные компоненты (купрум, магний, марганец), так и другие (Fe, Si, Ti, Zn, Ni).

  • Д1: купрум — 4,4 ±0,4%, магний — 0,6 ± 0,2%, марганец — от 0,6 ± 0,2%;
  • Д16: купрум — от 3,8 до 4,9%, магний — 1,5 ±0,3%, марганец — 0,6 ±0,3%;
  • Д19: купрум — от 3,8 до 4,3%, магний — 2,0 ±0,3%, марганец — от 0,5 до 1,0%;
  • ВД17: купрум — 2,9 ±0,3%, магний — 2,2 ±0,2%, марганец — от 0,45 до 0,7%.

Остальные элементы присутствуют в материалах в общем размере не более двух процентов.

Для каждого типа дуралюмина также необходим свой режим термической обработки.

Сплав Д1 закаливается при температуре 495—510° C, а затем проходит стадию естественного старения при 20° C в течение 96 часов и более.

Для Д16 закалка проходит в двух режимах (зависимо от того, в каком виде будет представлен исходный материал). Если речь о листах из Д16, то для него нужна температура закалки 500 ± 5°C. Процесс старения можно произвести при 20 °C в течение четырёх суток и более, или при 188—193°C за гораздо меньшее количество часов — 11–13. Если же этот Д16 после используют для прессованных изделий, то предел температур закалки падает до 485–503° C. Старение тоже можно выполнить двумя путями:

  • комнатная температура — в те же сроки;
  • при температурах 185–195° C — в интервале 6–8 часов.

ВД17 закаляется в пределах 495–505° C, а старение выполняется только в принудительном порядке при 170 ± 5° C в течение 16 ±1 часов.

Д19, как и Д16, имеет разные условия закалки и старения материалов:

  • для листов — t=505 ± 5° C, старение — при 20° C в течение 5–10 суток или при 185–195° C 13 ±1 часов;
  • прессованныее изделия — t=500 ± 5°C, старение — аналогичное при комнатных условиях, или при 190 ± 5°C за 9 ±1 часов;
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Дюралюминий, свойства – Справочник химика 21

    Стеклопластики найдут широкое применение в машиностроении и, в частности, при изготовлении крупногабаритных изделий, таких, как кузовы автомобилей, корпусы мелких судов, детали вагонов. По прочности армированные стеклопластики превосходят сталь, при этом имеют значительно более низкий удельный вес (в 1,5 раза по сравнению с дюралюминием и в 4 раза—со сталью), а также высокую коррозийную стойкость, не требуют окраски. Трудоемкость изготовления деталей из них, благодаря возможности получения изделий даже сложной конфигурации, за одну операцию значительно ниже, чем изготовление соответствующих деталей из металлов. Совокупность этих свойств делает стеклопластики одним из основных конструкционных материалов, производство которых все время увеличивается. Создание в республике производства стеклопластиков позволит высвободить значительное количество металла и обеспечить потребности машиностроения, а также развить новые заводы по выпуску кузовов автомобилей и других крупногабаритных изделий- [c.372]
    Наиболее полно исследованы механические свойства в области низких температур конструкционных свариваемых сплавов алюминия с марганцем и магнием. Для сплавов, упрочняемых термообработкой (типа дюралюминия), и сплавов для поковок таких данных значительно меньше. [c.142]

    Большая часть алюминия применяется в виде его сплавов с магнием, медью, кремнием, цинком, никелем, железом и другими металлами. Наиболее важные — сплавы типа дюралюминия (я 94% А1, 4% Си, 5% Mg и 0,5% Мп), литейные сплавы — силумины ( — 12% 51) и сплавы с магнием ( 10% Mg). По своим ценным свойствам сплавы алюминия занимают второе место после сплавов железа, причем области применения их неуклонно расширяются. Особенно возросло их применение в транспорте и строительном деле. Благодаря таким свойствам, как малая плотность, [c.476]

    В промышленности часто используют не чистые металлы, а их смеси, называемые сплавами, В сплаве свойства одного компонента обычно удачно дополняют свойства другого. Так, медь обладает невысокой твердостью и малопригодна для изготовления деталей машин, сплавы же меди с цинком, называемые латунью, являются уже достаточно твердыми и широко используются в машиностроении. Алюминий обладает хорошей пластичностью и достаточной легкостью (малой плотностью), но слишком мягок. На его основе готовят сплав дюралюмин (дюраль), содержащий медь, магний и марганец. Дюралюмин, не теряя свойств самого алюминия, приобретает высокую твердость и поэтому используется в авиационной технике. Сплавы железа с углеродом (и добавками других металлов)-это известные чугун и сталь. [c.157]

    Сплавы — системы, состоящие из двух или нескольких металлов (или метал тов и неметаллов). В технике используют металлические сплавы, весьма разнообразные по составу и свойствам гораздо шире, чем чистые металлы. Известно более 8000 сплавов и десятки тысяч их модификаций. Различают несколько типов сплавов по основному компоненту черные сплавы (чугун, сталь), т. е. сплавы на основе железа цветные сплавы (бронзы, латуни), важнейшим компонентом кото рых является медь легкие сплавы (дюралюмин, магналий и др.), содержащие алюминий нли магний благородные и редкие сплавы, основными компонентами которых бывают платина, золото, серебро, ванадий, молибден и др. [c.267]

    Химический состав (в %1 и механические свойства дюралюминия [c.169]

    Кратковременный нагрев наклепанного дюралюминия при 250—270° С после естественного старения, вновь возвращает сплаву свойства, полученные в результате закалки — возврат. [c.170]


    Большая часть алюминия применяется в виде его сплавов с магнием, медью, кремнием, цинком, никелем, железом и другими металлами. Наиболее важными являются сплавы типа дюралюминия ( 94% А1, 4% Си 0,5% Mg и 0,5% Мп), литейные сплавы — силумины ( 12% 51) и сплавы с магнием ( 10% Мд). По своим свойствам сплавы алюминия занимают второе место после сплавов железа, причем области применения их неуклонно расширяются. Особенно возросло применение сплавов алюминия в транспорте и строительстве. Благодаря малой плотности, высокой Электропроводимости и теплопроводности, исключительной пластичности чистого металла алюминий используют для изготовления электрических проводов (взамен меди), теплообменников, конденсаторов и др. Алюминий применяют в качестве раскислителя сталей, восстановителя при получении ряда металлов методом алюмотермии. [c.452]

    Некоторые физические свойства алюминия и родственных ему элементов приведены в табл. 18.3. Плотность алюминия почти в три раза меньше плотности железа, но в то же время некоторые его сплавы (например, описанный ниже дюралюминий) обладают прочностью мягкой стали благодаря сочетанию легкости и прочности при невысокой стоимости производства алюминиевые сплавы находят широкое применение. Алюминий используют вместо меди как хороший проводник электри- [c.526]

    Подобные задания можно предлагать для упражнения в применении знаний. Например, при изучении вопроса о применении алюминия учитель организует работу с раздаточным материалом, представляющим собой образцы алюминия (пластины, куски проволоки) и его сплавов (дюралюминия, силумина, магналия и др.). Работа состоит в том, чтобы учащиеся отличили алюминий от его сплавов, а затем объяснили, по каким признакам они это сделали. Учащиеся при этом должны отметить свойства алюминия, которые позволяют использовать его в чистом виде, и те, которые препятствуют широкому применению алюминия в машиностроении (его мягкость, пластичность), из-за чего его заменяют сплавами на основе алюминия. [c.25]

    Сплавы алюминия при содержании в них до 2,94% Li обладают высокой пластичностью и повышенной устойчивостью против коррозии [21]. Наибольший интерес представляет сплав склерон (%) Zn—12, Си — 2, Мп—0,5—1, Fe — 0,5, Si — 0,5, Li—0,1, остальное— Al. Его предел прочности при растяжении, упругие свойства и твердость выше, чем у сплавов типа дюралюминия, и по своим физическим свойствам он подобен мягкой стали или латуни [10]. Аналогичными свойствами обладает аэрон (47о Си, 0,1% Li, остальное — А1). Эти сплавы применяются для изготовления деталей автомашин и основных рам трамвайных и железнодорожных вагонов [37]. Имеются данные о применении конструкционных сплавов алюминия, содержащих до 4% Li, и сплавов алюминия и цинка с содержанием до 1% Li, которые по прочности и упругости близки к свойствам мягкой стали. Некоторые сплавы лития с алюминием сохраняют свои основные качества при относительно высоких температурах (до 250° С) и считаются перспективными в авиатехнике [52, 59]. [c.18]

    Клей 10793 на основе бутадиен-нитрильного каучука и феноло-формальдегидной смолы 18 хорошо крепит к стали и дюралюминию резины на основе НК, наирита, СКС, СКН и других каучуков Клей нечувствителен к повышенной влажности и обладает высокой стабильностью свойств. Арматура, покрытая клеем, не менее 10 суток полностью сохраняет адгезионные свойства. Способ обработки поверхности металла не влияет на прочность крепления резины. [c.201]

    Охлаждение применяют для сохранения пластических свойств, т. е. задержки процесса старения заклепок из дюралюмина. Посредством сильного охлаждения, вызывающего уменьшение размеров деталей,- возможна их холодная посадка. 2658 [c.405]

    При контакте с цинком, кадмием и алюминием дюралюминий, как и следовало ожидать из изложенного выше материала, электрохимически защищается и его механические свойства фактически не меняются. [c.169]

    Плакированный дюралюминий оказался менее чувствительным к контактной коррозии (см. нижнюю диаграмму рис. 53). В этом случае даже контакт с такими благородными металлами, как медь, латунь и нержавеющая сталь типа 18-8, не приводил за 30 суток к существенным изменениям механических свойств. Снижение этих свойств у плакированного дюралюминия, находившегося в контакте с перечисленными выше ме- [c.169]

    Неплакированный дюралюминий Д16 заметно изменил свои механические свойства, когда он находился в контакте с такими металлами и сплавами, как медь, латунь и нержавеющая сталь. [c.169]
    Хорошим примером могут служить сплавы алюминия с медью (основа так называемого дюралюминия). При высоких температурах алюминий растворяет медь. Максимальное содержание меди при 548° равно 5,65%. При комнатной температуре эта величина падает приблизительно до 0,2%. Однако с помощью закалки можно сохранить большое содержание меди и при низких температурах. При этом выяснилось, что, если закалка проведена при температуре ниже 100°, то такой сплав начинает со временем изменять свои свойства. Прочность его возрастает. [c.280]

    Нафтеновые кислоты (главным образом низкомолекулярные) оказывают значительное корродирующее влияние на металлы, особенно цветные и их сплавы. Однако следует заметить, что дюралюминий довольно устойчив к воздействию нафтеновых кислот. В результате воздействия нафтеновых кислот па конструкционные материалы в процессе применения топлив образуются соли нафтеновых кислот, которые являются одной из составных частей образующихся в топливах нерастворимых осадков, отрицательпо влияющих на эксплуатационные свойства топлив. [c.54]

    Добавление марганца или магния в алюминиевомедный сплав улучшает его механическую прочность, а также коррозионную устойчивость. Сплавы типа магналий, содержащие от 4 до 2% g н до 17о Мп и иногда 0,1% Т1, обладают хорошей коррозионной стойкостью и механическими свойствами, близкими к дюралюминию. Сплавы, содержащие более 5% Mg, склонны к межкристаллитной коррозии под напряжением. [c.272]

    Плакирование является одним из основных способов защиты от коррозии легких силавов на основе алюминия, главным образом сплавов типа дюралюминия. Известно, что дюралюминий как конструкционный материал применяется вследствие его высоких ме.чанических свойств и малого удельного веса. Однако этот сплав обладает низкой сопротивляемостью корроз)ш, особенно в морской атмосфере. [c.327]

    Интерметаллические соединения однородны по составу и имеют четко определенные свойства и состав. Например, медь и алюминий образуют соединение СиА] , известное под названием дюралюминий . Интерметаллические соединения редко используются в чистом виде они часто распределены в гетерогенньк сплавах, подобно тому как цементит распределен в некоторьк сталях. [c.365]

    Дюралюминий— представляет собой сложный сплав, содержащий 4% Си, 17о Mg, 1% 81, 17о Мп, 93% А1. Дюралюминий обладает высокими механическими свойствами, по твердости он приближается к стали, Супердюралюминий содержит > I % 51, и он еще более прочен, чем дюралюминий. Алюминиевые сплавы широко применяются в авиационной технике, автомобилестроении и судостроении. [c.321]

    Сплавам можно придать многие свойства, ценные в техническом отношении. Например, дюралюмин по легкости приближается к алюминию, а по твердости — к стали. Широко практикуют в технике добавки к сплавам редких элементов. Когда к обычной стали добавляют немного бора (тысячные доли процента), она приобретает сходство с никелевой или хромовой сталью. Электрическая проводимость бе-риллиевой бронзы выше, чем у чистой меди. Вольфрамовые стали и сплавы пригодны для изготовления сверхтвердых резцов. Добавки титана сообщают сплавам стойкость к действию кислот, пластичность, прочность, износоустойчивость. [c.267]

    Сплавы алюминия с медью и магнием (типа дуралюминий) принадлежат к тройной системе А1—Си—М . Упрочняющими фазами в них являются соединения СиА1г и АЬСиМе. Обычным видом термической обработки дуралю-минов является закалка и старение. В табл. 161 приводится химический состав н механические свойства некоторых марок дюралюминия после термической обработки. [c.169]

    На рис. 66 показано влияние длительности процесса старения на изменение предела прочности дюралюминия. Понижение температуры тормозит процесс старения, повышение температуры, наоборот, ускоряет этот процесс. Однако пскусственпое старение при повышенных температурах не обеспечивает получения максимальных свойств и сни- O кГ/мм 2 жает сопротивление коррозии. [c.170]

    Наряду с железом и железными сплавами широкое применение в современной технике находят алюминий и его сплавы. Алюминиевые сплавы делят на две группы деформируемые и недеформируемые (или литейные). Наиболее распространены силумины и дюралюминий. Силумины содержат 10—13% кремния и небольшое количество магния и обладают хорошей коррозионной стойкостью из-за образования на их поверхности защитного слоя ЗЮа. Дюралюминий отличается высокими механическими свойствами наряду с легкостью. Изделия из этого сплава при равной прочности в два раза легче стальных. Коррозионная стойкость чистого алюминия во много раз выше, чем алюминиевых сплавов, в особенности сплавов, содержащих медь, железо и никель. Несмотря на то что алюминий имеет отрицательный потенциал (—1,67В), он является довольно коррозионностойким во многих средах в воде, в большинстве нейтральных сред и в сухой атмосфере. Такое поведение алюминия обусловлено его способностью к самопассивации. В зависимости от условий алюминий покрывается защитной пленкой разной толщины — от 150 до ЮООА, которая состоит из А12О3 или А12О3  [c.72]

    Если в каучуко-фенольные адгезивы вместо одноатомных фенолов ввести двухатомные (например, резорцин или б-метилре-зорцин), обладающие большей реакционной способностью (вследствие большей концентрации гидроксильных групп), получаются композиции с лучшими эксплуатационными характеристиками. Так, при механическом взаимодействии резорциновых смол с каучуками изготовлен клей ФРАМ-30 с высокими адгезионными свойствами к дюралюминию , стали, меди, серебру и другим металлам и сплавам, а также к химически обработанному фторопласту. [c.202]

    Стеклотекстолит относится к воло1снистым материалам. В качестве наполнителей применяют стекловолокнистые материалы в виде ориентированных элементарных волокон, стекложгутов или стеклотканей различных переплетений. Вид наполнителя оказывает основное влияние на свойства стеклотекстолита. Прочностные свойства стеклотекстолитов высокие. По удельной прочности они не уступают, а иногда и превышают аналогичный показатель для стали, дюралюминия и титана. Стеклопласты хорошо противостоят действию ударных и динамических нагрузок и обладают способностью гасить колебания элементов конструкций. Они стойки к воздействию растворов электролитов, масел, жидких топлив. Из них изготавливают крупногабаритные конструкции для хранения и транспортировки агрессивных жидкостей. [c.248]

    Коррозию дюралюминия (Д16) в контакте с другими металлами в естественных атмосферных условиях изучали Павлов и Маслова [50]. Испытания проводили в деревянных будках, обеспечивающих беспрепятственный доступ атмосферного воздуха извне к металлу, но исключающих непосредственное попадание атмосферных осадков на образцы. Результаты, полученные после годичного срока испытаний в промышленной атмосфере, представлены на рис. 52. Коррозию определяли по изменению механических свойств аь и 6) металла. Опыты выявили вполне определенное влияние природы контактирующего металла. Наиболее сильное уменьшение относительного удлинения вызвали медь, латунь и нержавеющая сталь 1Х18Н10. Контакт с цинком и кадмием оказался полезным потеря механических свойств была ниже, чем у контрольных образцов. Имела место некоторая защита. По мнению авторов, имеется принципиальное различие в характере влияния анодного контакта на анодированные и неанодированные сплавы. При наличии на поверхности металла оксидной пленки влияние контакта не ограничивается лишь участком, прилегающим непосредственно к месту контакта, а распространяется на значительное расстояние (около 100 мм). [c.132]

    Несколько неожиданные результаты были получены с дюралюминием, который имел на своей поверхности анодную окисную пленку. Если в отсутствие окисной пленки потеря механических свойств у плакированного сплава была незначительной, то у оксидированного ллакированного дюралюминия наблюдалась значительная потеря меха-лических свойств, когда он находился в контакте с катодными металлами (рис. 54). Иначе говоря, Павлов пришел к заключению, что катодные контакты представляют для оксидированного плакированного дюралюминия большую опасность, нежели для неоксидированного. Объясняет эти результаты автор следующим образом наличие окисной пленки на ловерхности плакированного дюралюминия способствует, с одной стороны, локальной коррозии, а с другой, исключает возможность электрохимической защиты плакированного слоя, поскольку он стал менее активным. Из-за наличия относительно толстой окисной пленки плакированный слой перестает, по мнению Павлова, выполнять свою основную функцию — электрохимически защищать сплав сердцевины. [c.170]     Аналогичный эффект был получен на сером чугуне, свинцовистой бронзе и дюралюминии. Характерно, что нитрованный окисленный петролатум имеет довольно высокие летучие свойства, т. е. защищает металл от коррозии в паровой фазе благодаря сравнительно высокой упругости паров. По летучим свойствам некоторые образцы нитрованного окисленного петролатума не уступают нитрнтдициклогексиламнну. В значительно меньшей степени, чем нитрованный окисленный петролатум, но в большей степени, чем обычные масла или масла с другими маслорастворимыми ингибиторами коррозии, обладают летучими свойствами и нитрованные масла. [c.102]

    Химический состав и мехаяическае свойства дюралюминия (ГОСТ 4784-49) [c.206]


Дюралевый сплав д16 (д16т): состав, характеристики, цены

Всё о марке алюминия д16: расшифровка, свойства, цены, аналоги, контакты поставщика. Доставка стали д16 всегда вовремя.

На современном рынке конструкционных материалов сегодня можно встретить довольно большой выбор различных марок металлов. Для большинства покупателей их названия не известны. А ведь по маркировке можно легко узнать характеристики металла и его основные свойства.

Одним из таких сплавов является марка Д16. Мало кто знает, что это самый обычный и всем известный дюраль. Он очень широко используется в самых различных отраслях.

Особенности сплава и его состав

Д16 представляет собой алюминиевый сплав с добавлением различных легирующих элементов. Главной особенностью дюраля является тот факт, что это самый первый металл, при упрочнении которого начало применяться старение.

В качестве легирующих элементов в сплаве Д16 применяют медь (Cu 4,4%), магний (Mg 1,5%), марганец (Mn 0,5%) и очень незначительное количество кремния (Si до 0,5%), железа (Fe до 0,5%), хрома (Cr до 0,1%), титана (Ti до 0,15%) и цинка (Zn до 0,25%).

Чистый сплав Д16 применяется очень редко, так как он обладает недостаточной прочностью и твердостью. По этой причине дюраль закаляют и подвергают старению. Эти процессы заключаются в нагреве деталей до 500 градусов Цельсия и дальнейшем охлаждении в воде. Старение в свою очередь может применяться искусственное и естественное. При этом название сплава изменяется на Д16Т.

Д16Т является самым востребованным алюминиевым сплавом. Он легкий, прочный и имеет отличные показатели сопротивления усталостным нагрузкам.

Основные характеристики и области применения

Благодаря очень низким показателям теплопроводности сплав Д16 прекрасно себя показывает при высоких температурах (от 120 до 250 градусов Цельсия). В этих пределах ему нет равных. Но изделия из данного сплава категорически запрещается использовать в условиях, когда температура выше 500 градусов Цельсия.

Применяют сплав Д16 в виде плит, листов, уголков и прутков разных размеров. Но лучше всего он себя демонстрирует в трубах, изготовленных для химической, нефтяной, газовой и пищевой промышленности. Также Д16 является материалом для изготовления заклепок.

Плюсы и минусы

Среди положительных характеристик, которыми обладает сплав Д16, можно выделить:

  • высокая твердость и прочность;
  • низкий вес;
  • возможность применять при высоких температурах;
  • низкая химическая активность.

Недостатки здесь также имеются, и они представляются в виде:

  • образования межкристаллической коррозии;
  • важности плакировать или анодировать изделия;
  • плохой свариваемости для создания неразъемного соединения.
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:
  • и кремний
  • : Цинк, магний и медь
  • 8xxx: другие элементы, не входящие в другие серии

Существуют также две основные классификации, а именно литейных сплавов и деформируемых сплавов , каждая из которых далее подразделяется на категории термически обрабатываемые и нетермообрабатываемые.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 ( дисперсионное твердение ). 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.

Дюралюминий (также называемый дюралюминий, дюралюминий, дюралюминий, дюраль (l) ium 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 заблокирована 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 прочность 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 года в значительной степени зависит от состояния материала, но он составляет около 450 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимальным 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 он 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 Юнга 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 года сильно зависит от состояния материала, но составляет примерно 110 МПа.

Испытание на твердость по Роквеллу – одно из наиболее распространенных испытаний на твердость при вдавливании, которое было разработано для испытания на твердость. 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 приложение тепла по-разному .

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

Точка плавления алюминиевых сплавов

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

В общем случае плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердой фазы в жидкую. 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.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем:

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.

дюралюминий

Дюралюминий (также называемый дюралюминий , дюралюминий или дюралюминий ) – это торговое название одного из самых ранних типов стойких к старению алюминиевых сплавов. Основными легирующими компонентами являются медь, марганец и магний. Обычно используемый современный эквивалент этого типа сплава – AA2024, который содержит (в мас.%) 4,4% меди, 1,5% магния и 0,6% марганца. Типичный предел текучести составляет 450 МПа с вариациями в зависимости от состава и состояния. [1]

Рекомендуемые дополнительные знания

Дюралюминий был разработан немецким металлургом Альфредом Вильмом из Dürener Metallwerke Aktien Gesellschaft. В 1903 году Вильм обнаружил, что после закалки алюминиевый сплав, содержащий 4% Cu, медленно затвердевает, если оставить его при комнатной температуре на несколько дней. Дальнейшие улучшения привели к появлению дюралюминия в 1909 году. [2] На сегодняшний день это название устарело и в основном используется в популярной науке для описания системы сплава Al-Cu или серии 2000, обозначенной Алюминиевой ассоциацией.

Первым его применением были жесткие каркасы дирижаблей. Его состав и термическая обработка были секретом военного времени. Благодаря этой новой устойчивой к разрыву смеси дюралюминий быстро распространился по авиационной промышленности в начале 1930-х годов, где он хорошо подходил для новых методов строительства монококов, которые вводились в то же время.Дюралюминий также популярен для использования в точных инструментах, таких как уровни, из-за его легкого веса и прочности.

Хотя добавка меди улучшает прочность, она также делает эти сплавы подверженными 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. [3]

Приложения

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

  • 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.
  • 2024 : Конструкции самолетов, заклепки, метизы, колеса грузовиков, изделия для винтовых машин и другие различные конструкционные приложения.Первый из когда-либо обнаруженных сплавов, упрочненных старением.
  • 2036 : Лист для автомобильных кузовных панелей.
  • 2048 : Листы и пластины в конструктивных элементах для аэрокосмической техники и военного оборудования.
  • 2141 : лист толщиной от 40 до 150 мм (от 1,5 до 6,0 дюйма) для конструкций самолетов.
  • 2218 : Поковки; поршни авиационных и дизельных двигателей; головки цилиндров авиационных двигателей; рабочие колеса реактивных двигателей и компрессорные кольца.
  • 2219 : Сварные космические баки окислителя и топливные баки, обшивка и элементы конструкции сверхзвуковых самолетов. Легко сваривается и пригоден для применения в диапазоне температур от -270 до 300 ° C (от -450 до 600 ° F). Обладает высокой вязкостью разрушения, а состояние T8 обладает высокой устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением.
  • 2618 : Поковки штампованные и ручные. Поршни и вращающиеся детали авиационных двигателей для работы при повышенных температурах. 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.

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.Первый Самолет, разработанный в 7075-Т6, был патрульным бомбардировщиком ВМФ 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 тоже 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 структура.

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 выдерживает 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: 0.От 015 до 0,025 дюйма. 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, полностью покрыта алюминием. 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 и высоконагруженных секций. Сплав 6061-T6 находит широкое применение для экструзии, требующей тонких сечений и отличная коррозионная стойкость.Сплав 2014-Т6 – это основной кузнечный сплав, особенно для шасси и гидроцилиндров. Сплав 6061-Т6 и его кузнечный аналог 6151-T6 часто используются в прочей арматуре из соображений экономии и увеличения устойчивость к коррозии, 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. Эти сплавы также первичный выбор топливных баков, смазочного масла и гидравлического масла, трубопроводов и инструментальные трубки и кронштейны, особенно там, где требуется сварка. Сплавы 3003, 6061 и 6951 широко используются в паяных теплообменниках и гидравлических системах. аксессуары.Недавно разработанные сплавы, такие как 5086, 5454, 5456, 6070 и новые свариваемые алюминиево-магниево-цинковые сплавы обладают преимуществами в прочности по сравнению с упомянутый ранее.

Листовая сборка легких самолетов осуществляется преимущественно заклепками из сплавов. 2017-T4, 2117-T4 или 2024-T4. Саморезы для листового металла доступны из алюминия. сплавов, но стальные винты с кадмиевым покрытием используются чаще для получения более высоких прочность на сдвиг и управляемость.Сплав 2024-Т4 с анодным покрытием является стандартным для алюминиевые винты, болты и гайки, изготовленные в соответствии с военными спецификациями. Сплав 6262-Т9, тем не менее, лучше подходит для гаек из-за своей виртуальной устойчивости к коррозии под напряжением. растрескивание.

Краткая индукция супер дюралюминия 2024-T3 / T351 – Новости – Новости

В 1906 году немецкий инженер Альфред Вильм обнаружил, что алюминиевый сплав, содержащий легирующие элементы, такие как Cu, Mg и Mn, твердость и прочность которых были увеличены. в эксперименте, который позже был успешно произведен металлической компанией Dura, известный как дюралюминий (дюралюминий), также известный как твердый алюминиевый сплав, обычно называемый Alcoa алюминиевым сплавом серии 2ххх.Дуралюминий – это тип термообрабатываемого армированного деформируемого алюминиевого сплава, который имеет хорошие механические свойства и подходит для изготовления компонентов самолетов, таких как обшивка, сайдинг, фермы, опора крыла и т. Д. Алюминий 2024 года, также известный как “super dura” алюминий », представляет собой типичный сорт высокопрочного алюминиевого сплава серии Al-Cu-Mg серии 2 ×××, который имеет высокую прочность (менее 7075), высокую пластичность, усталостную долговечность, вязкость разрушения и сопротивление распространению усталостных трещин, хорошее резание. производительность, но плохая сварочная и коррозионная стойкость.

2024 Химический состав:

90,7 -94,7

2024 Термическая обработка:

2024 Сплав может быть упрочнен термообработкой. Обычные состояния термообработки – O, T3 / T351 и T4.

O: Отжиг

T3 (T351): Термическая обработка раствором + холодная обработка + естественное старение (+ снятие напряжения растяжения)

T4: Термическая обработка твердого раствора + естественное старение

2024 Механические и физические свойства:

Si

Fe

Cu

Mn

Mn

  • 9

    Ti

    Al

    Прочие

    0,50

    0,50

    3.8 ~ 4,9

    0,3 ~ 0,9

    1,2 ~ 1,8

    0,10

    0,25

    0,15

    90,7 -94,7

    90,7 -94,7

    20173 20173

    Состояние

    O

    T351

    Твердость, HB

    47

    3

    120

    3

    185

    470

    Предел текучести, МПа

    75

    325

    Удлинение,%

    3

    Удельное сопротивление (Ом · мм2 / м)

    34

    57

    Электропроводность (% IACS) 20 ℃

    50

    30


    2024 Применение

    с отличными характеристиками и высокой стойкостью к температуре 2024После термической обработки он имеет небольшую тенденцию к размягчению при высокой температуре. Его можно использовать длительное время при высокой температуре. 2024 обычно используется в дюралюминиевых сплавах из-за низкой коррозионной стойкости.

    Что такое состав алюминиевых сплавов – определение

    Алюминий высокой чистоты – мягкий материал с пределом прочности около 10 МПа, что ограничивает его применимость в промышленности. Алюминий технической чистоты (99-99,6%) становится тверже и прочнее из-за наличия примесей, особенно Si и Fe.Но при легировании алюминиевые сплавы поддаются термообработке, что значительно меняет их механические свойства.

    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 , каждая из которых далее подразделяется 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 ( дисперсионное твердение ). Прочность термически обработанных коммерческих алюминиевых сплавов превышает 550 МПа.

    Состав – Алюминиевые сплавы – Серия 2000 – Дуралюминий

    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.

    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 заблокирована 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.

    Состав – Алюминиевые сплавы – 6061 Сплав

    Как правило, алюминиевые сплавы серии 6000 легированы магнием и кремнием. Сплав 6061 – один из наиболее широко используемых сплавов серии 6000. Он имеет хорошие механические свойства, его легко обрабатывать, он поддается сварке и дисперсионному упрочнению, но не до такой высокой прочности, как 2000 и 7000. Он имеет очень хорошую коррозионную стойкость и очень хорошую свариваемость, хотя и снижает прочность в зоне сварного шва.Механические свойства 6061 сильно зависят от состояния или термической обработки материала. По сравнению со сплавом 2024, 6061 легче обрабатывается и остается устойчивым к коррозии даже при истирании поверхности.

    Этот стандартный конструкционный сплав, один из самых универсальных из термообрабатываемых сплавов, популярен для требований средней и высокой прочности и имеет хорошие характеристики ударной вязкости. Применения варьируются от компонентов самолетов (конструкции самолетов, такие как крылья и фюзеляжи) до автомобильных деталей, таких как шасси Audi A8. 6061-T6 широко используется для изготовления рам и компонентов велосипедов.

    Дуралюминий – Материал DB – RoHS

    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 используется для описания алюминиево-медных сплавов, обозначенных Международной системой обозначений сплавов (IADS) как серия 2000, как и сплавы 2014 и 2024 годов, используемые при изготовлении планера.

    Легирующие элементы

    Помимо алюминия, основными материалами, из которых состоит дюралюминий, являются медь, марганец и магний. Дуралюминий на 95% состоит из алюминия, 4% меди, 0,5% магния и 0,5% марганца.

    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. [1] На сегодняшний день это название устарело и в основном используется в популярной науке для описания системы сплавов Al-Cu или серии «2000», обозначенных международным обозначением сплава. Система (IADS) первоначально была создана в 1970 году Алюминиевой ассоциацией.

    Применение в авиации

    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 об использовании немцами во время Первой мировой войны, даже в технических журналах, таких как Flight , все еще могли ошибочно идентифицировать его ключевой легирующий компонент как магний, а не медь. [2] Только после войны в Великобритании возник интерес к его использованию. [3]

    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 более поздний бронированный полутораплан Junkers JI имел цельнометаллические крылья и горизонтальный стабилизатор, выполненные так же, как крылья J 3, а также экспериментальный и годный к полетам полностью дюралюминиевый одноместный истребитель Junkers J 7, что привело к созданию истребитель-моноплан Junkers DI с низкорасположенным крылом, в 1918 году представивший технологию изготовления полностью дюралюминиевых самолетов в немецкой военной авиации.

    Его первое использование в аэростатических планерах было в жестких каркасах дирижаблей, в конечном итоге включивших все те из эпохи «Великих дирижаблей» 1920-х и 1930-х годов: британский R-100, немецкий пассажирский Zeppelins LZ 127 Graf Zeppelin , LZ 129 Hindenburg , LZ 130 Graf Zeppelin II и дирижабли ВМС США USS Los Angeles (ZR-3, ex-LZ 126), USS Akron (ZRS-4) и USS Macon (ZRS-5) ). [4] [5]

    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. [6] [7]

    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: [8]

    • 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. [9] Хорошая обрабатываемость.Приемлемая устойчивость к коррозии на воздухе и механические свойства. Также называется AU4G во Франции. Используется для самолетов в период между войнами во Франции и Италии. [10] Также с 1960-х годов несколько раз использовался в автоспорте, [11] , 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. Саки, Джо (2008). Библия Lamborghini Miura . Издательство Велос. п. 54. ISBN 9781845841966.
    • Что такое латунь? Состав и свойства

      Латунь – это сплав, состоящий в основном из меди и цинка. Пропорции меди и цинка меняются, и в результате получается много различных видов латуни. Основная современная латунь состоит из 67% меди и 33% цинка, однако количество меди может составлять от 55% до 95% по весу, а количество цинка – от 5% до 45%.Взаимодействие с другими людьми

      Свинец обычно добавляют в латунь в концентрации около 2%. Добавление свинца улучшает обрабатываемость латуни. Однако часто происходит значительное выщелачивание свинца, даже в латуни, которая содержит относительно низкую общую концентрацию свинца.

      Использование латуни включает музыкальные инструменты, кожух патронов огнестрельного оружия, радиаторы, архитектурную отделку, трубы и трубки, винты и декоративные элементы.

      Свойства латуни

      • Латунь часто имеет вид ярко-золотого цвета, но также может быть красновато-золотым или серебристо-белым.Более высокий процент меди дает розовый оттенок, а большее количество цинка делает сплав серебристым.
      • Латунь имеет более высокую пластичность, чем бронза или цинк.
      • Латунь обладает желательными акустическими свойствами, подходящими для использования в музыкальных инструментах.
      • Металл имеет низкое трение.
      • Латунь – это мягкий металл, который может использоваться в случаях, когда необходима низкая вероятность искрообразования.
      • Сплав имеет относительно низкую температуру плавления.
      • Хороший проводник тепла.
      • Латунь сопротивляется коррозии, в том числе гальванической коррозии из-за воздействия соленой воды.
      • Латунь легко лить.
      • Латунь не ферромагнитна. Помимо прочего, это упрощает отделение металлов от других металлов для вторичной переработки.

      Латунь против бронзы

      Латунь и бронза могут казаться похожими, но это два разных сплава. Вот сравнение между ними:

      Латунь бронза
      Состав Сплав меди и цинка.Обычно содержит свинец. Может включать железо, марганец, алюминий, кремний или другие элементы. Сплав меди, обычно с оловом, но иногда и с другими элементами, включая марганец, фосфор, кремний и алюминий.
      Цвет Золотисто-желтый, красноватое золото или серебро. Обычно красновато-коричневый и не такой яркий, как латунь.
      Недвижимость Более пластичен, чем медь или цинк. Не такой твердый, как сталь.Сопротивление ржавчине. Воздействие аммиака может вызвать растрескивание под напряжением. Низкая температура плавления. Лучше проводить тепло и электричество, чем многие стали. Сопротивление ржавчине. Хрупкий, твердый, сопротивляется усталости. Обычно температура плавления немного выше, чем у латуни.
      Использует Музыкальные инструменты, сантехника, украшения, устройства с низким коэффициентом трения (например, клапаны, замки), инструменты и арматура, используемые для взрывчатых веществ. Скульптура из бронзы, колокольчики и тарелки, зеркала и отражатели, судовое оборудование, подводные части, пружины, электрические соединители.
      История Латунь датируется примерно 500 годом до н. Э. Бронза – более старый сплав, датируемый примерно 3500 годом до н. Э.

      Определение состава латуни по названию

      Распространенные названия латунных сплавов могут вводить в заблуждение, поэтому Единая система нумерации металлов и сплавов – лучший способ узнать состав металла и предсказать его применение.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.