Конструкционные алюминиевые сплавы дюралюмины

Конструкционные алюминиевые сплавы дюралюмины

Конструкционные дюралюминиевые сплавы (дюраль, дуралюмин) Д1, Д16, Д19, ВД17, 2024 и др. упрочняют термической обработкой, они обладают высокими характеристиками механических свойств. Упрочнение дуралюмина при термической обработке достигается в результате образования зон Гинье-Престона сложного состава или метастабильных фаз S’ и θ’.

Дюралюминий получают легированием алюминия медью и магнием. Система легирования Al-Cu-Mg была открыта А. Вильмом, когда он получил сплав Д1. Дюралюмины остаются важнейшим сплавом для машиностроения и авиации. Самые значимые для промышленности сплавы в группе дюралюминов Д16 или 2024 и его модификации Д16ч и 1163 используют в термически упрочненном состоянии. Стадия старения после закалки проходит в естественных условиях при комнатной температуре (20°С) и обозначается буквой «Т» после марки сплава — Д16Т, Д16чТ, 1163Т по ГОСТ или «Т4» (близкий «Т3511») в импортной маркировке — 2024Т4 (2024Т3511). Такая термообработка создает хорошее сочетание характеристик вязкости разрушения, выносливости и скорости роста усталостной трещины. Дюралюминий Д16 уступает по прочности и коррозионной стойкости сплавам системы Al-Zn-Mg-Cu (В95, В95пч, В95оч), но превосходит по сопротивлению трещинообразованию при одинаковых относительно прочности напряжениях. Плотность Д16 равна 2,78 г/см 3 , что ниже плотности В95 — 2,85г/см 3 . Сплавы 1163 и Д16ч применяются для деталей, от которых требуется повышенная выносливость в условиях растягивающих напряжений.

Сплавы типа дуралюмин упрочняются при термической обработке, состоящей из закалки с 490—525°С (в зависимости от со­става сплава) и естественного (зонного) или искусственного (фазового) старения.

В наиболее легированных сплавах (Д16, Д19, ВД17 и ВАД-1) содержание меди и магния превышает предельную растворимость этих элементов в твердом растворе или приближается к ней, что обусловли­вает гетерогенное состояние сплавов при температурах нагрева перед закалкой. Ограничение верхнего предела по содержанию легирующих элементов позволяет уменьшить количество растворимых избыточных фаз и повысить вязкость разрушения без снижения прочности.

Химический состав.

Дюралюминий Д16 относится к алюминиевым сплавам, содержащим до 94,7% алюминия. Остальное приходится на легируемые элементы – медь, магний, марганец, а также ряд примесей.

Примечание: Al — основа; процентное содержание Al дано приблизительно

Примеси железа и кремния негативно сказываются на прочности и пластичности сплава Д16, поэтому их содержание строго регламентируется стандартом – доля каждого из них не должна превышать 0,5-0,7%.
Марганец не входит в состав упрочняющих фаз, но его присутствие в дюралюминии повышает его антикоррозийность, улучшает механические свойства и увеличивает температуру рекристализации. В связи с этим, сплав Д16 удовлетворительно куется, режется и фрезеруется с помощью размерного травления, а также сваривается точечной сваркой.

Технические характеристики дюрали

Дюралюминий имеет следующие характеристики:

1. Невысокая стоимость материала.
2. Легкость.
3. Эластичность.
4. Невысокая плотность (2,5 г/см 3 ).
5. Высокая температура плавления.
6. Жесткость.
7. Высокий показатель статической прочности.

Главным недостатком дюрали считается слабые антикоррозионные свойства, в результате чего детали из этого сплава поддаются плакировке чистым алюминием.

Дюралевый сплав. Свойства и технологии

Дюраль был создан немецким инженером-металлургом Альфредом Вильмом в 1903 году. Через шесть лет после этого сплав начал выпускаться в промышленных масштабах под маркой «Дюраль».

Дюраль начал широко использоваться в авиации – из него изготавливались каркасы для дирижаблей, а с 1920 года он стал главным материалом в авиастроении. Однако сфера его применения на сегодняшний день намного шире. Сейчас дюралевый прокат используется в производстве самолетов, скоростных поездов и автомобилей, для изготовления оборудования в пищевой и легкой промышленности, в строительстве, для создания рекламных конструкций.

Что отличает дюраль от обычного алюминия? В первую очередь – более высокие показатели прочности и износостойкости, а также несколько меньший вес. Кроме того, дюралюминий легче поддается как холодной, так и термообработке. Он устойчив к экстремальным температурам, поэтому широко используется в производстве скоростных поездов и самолетов.

Поскольку дюралевый прокат менее стоек к коррозии, чем обычный алюминий, на поверхность этого материала наносят тонкий слой чистого алюминия методом горячего катания – это предохраняет прокат от окисления.

В процессе проката дюралю можно придать различные свойства. В зависимости от типа обработки дюралюминий бывает мягким и пластичным или очень прочным и жестким. Также он может обладать шероховатой, матовой, полузеркальной или шлифованной поверхностью.

Существует несколько марок дюраля, которые различаются содержанием разных примесей: Д1, Д16, Д18, В65, Д19, В17, ВАД1. Самая популярная марка – Д16 с высоким содержанием магния, она заслужила широкое распространение благодаря оптимальному сочетанию цены и качества.

По ГОСТу 8617-81 дюралевый профиль подразделяется на несколько групп исходя из нескольких критериев:

Назначение:

• профиль электротехнический;
• дюралевый профиль общего назначения.

Прочность:

• повышенная. Этот вид маркируется как «ПП»;
• нормальная. Обозначается маркой дюралевого сплава без дополнительных символов.

Состояние материала:

• Т – закалённые и естественно состаренные;
• Т5 – не полностью закалённые и искусственно состаренные;
• Т1 – закалённые и искусственно состаренные;
• М – отожжённые;
• горячепрессованные (без термической обработки). Эти виды обозначаются маркой дюралевого сплава без дополнительных знаков.

Кстати…

Температура плавления дуралюминия – 650 o С. Это позволяет использовать его даже там, где требуется особая жаростойкость.

Изделия из дюраля. Характеристики и преимущества

Листы

Дюралюминиевые изделия чаще всего выпускаются в виде листов – такая форма наиболее удобна для использования. Толщина дюралевых листов колеблется от 0,3 до 10 мм.

Дюраль листовой часто используется в строительно-отделочных работах, например, для внешней облицовки строений. Рифленые дюралевые листы с антискользящими свойствами нередко применяются в транспорте – при изготовлении автобусов, вагонов электричек и метро, судов, лодок и катеров. Дюралевый лист незаменим при отделке фасадов, потолков, лестниц, стенных панелей, он нередко используется при возведении перегородок. Дюраль легко поддается окраске, что делает возможным его применение в декоративных целях для оформления интерьеров и для создания сложных рекламных конструкций.

Плиты

Более толстые листы называют «дюралевыми плитами». Это прочное, легкое и пластичное изделие из дюралюминия. Согласно принятым стандартами дюралевые плиты до 60 мм имеют длину с интервалами в 500 мм. Если же толщина плиты более 60 мм, то ее длина не нормируется.

Дюралевые плиты хорошо обрабатываются и свариваются точечной сваркой. Их используют для обшивки самолетов, скоростных поездов и кораблей – это оптимальный материал для подобных целей. Из них также производят различные строительные конструкции. Дюралевая плита – это, в сущности, очень простой в обработке полуфабрикат, которому можно придать любую форму.

Трубы

Труба дюралевая – это полый профиль, сечение которого может быть не только круглым, но и квадратным, прямоугольным или фасонным. Дюралевые трубы могут быть:

• тонкостенными (толщина стенки менее 5 мм);
• толстостенными (более 5 мм).

По способу изготовления они делятся на прямошовные сварные, прессованные и холоднодеформированные. Трубы из дюралюминия прочны, долговечны и не подвержены коррозии. Использование дюралевых труб обеспечивает пропускную способность в различных инженерных системах. Кроме того, дюралевая труба небольшого диаметра часто служит материалом для создания легких каркасных конструкций. Дюралевые трубы незаменимы в авиастроении, энергетике, пищевой, нефтяной, газовой, фармацевтической и химической промышленности.

Прутки

Дюралевый пруток — это сплошной профиль с круглым, квадратным или шестигранным сечением. Он пластичен и легко поддается резке. Материал используется в строительстве и машиностроении, в том числе и в создании самолетов. Основное преимущество такого прутка – сочетание небольшого веса и высокой прочности. Он применяется не только как конечный продукт, но и в качестве полуфабриката для изготовления других изделий. Это один из самых распространенных и востребованных видов цветного металлопроката.

Где купить дюраль?

Продажей дюралевого профиля занимаются многие фирмы, но далеко не все они могут предложить не только качественный товар, но и соответствующий уровень сервиса, особенно для заказчиков из регионов. Чтобы избежать неприятных неожиданностей, следует обращаться к профессионалам с большим опытом.

«МетПромСтар» работает на отечественном рынке металлопроката с 2005 года и давно заслужила репутацию надежного партнера. Компания имеет солидный опыт работы на рынке металлопроката и прочные партнерские связи с ведущими отечественными и зарубежными производителями. Она предлагает своим клиентам огромный ассортимент продукции и сжатые сроки поставок. Клиенты «МетПромСтар» имеют возможность выбрать удобную для них форму оплаты и воспользоваться системой скидок. Помимо продажи проката компания занимается и металлообработкой – к услугам клиентов лазерная, плазменная и газовая резка стали, гибка металла и производство изделий по эскизам заказчика. Все виды обработки выполняются на новейших импортных установках.

Купить дюралевый прокат любого типа можно как на складе в Москве, так и через региональные терминалы транспортных компаний по всей России. «МетПромСтар» принимает заказы из Абакана, Архангельска, Астрахани, Барнаула, Белгорода, Брянска, Владимира, Волгограда, Воронежа, Екатеринбурга, Ижевска, Иркутска, Калуги, Краснодара, Курска, Липецка, Мурманска, Новосибирска, Орла, Пензы, Пскова, Рязани, Самары, Санкт-Петербурга, Саратова, Смоленска, Тамбова, Твери, Тулы, Тюмени, Ульяновска, Уфы, Хабаровска, Челябинска, Ярославля и других городов.

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.

Круг, пруток, шестигранник Д16 и Д16Т

На складе НПП Укрпромтехнология всегда в наличии сортовой прокат дюрали. У нас вы сможете купить круг Д16 и Д16Т, пруток и шестигранник Д16Т по цене от 150 грн. Доставим алюминий в любую точку Украины.

Дюраль

Состав

Дюралюминий — является деформируемым сплавом алюминия с присадками меди и магния и марганца. Содержание меди — 4,4%, магния — 1,5%, марганца — 0,5%. Медь и магний упрочняют сплав. Благодаря марганцу, измельчается структура сплава, повышается прочность и стойкость к коррозии. Также дюраль содержит доли процента железа и кремния, которые считаются неизбежными примесями. Так железо снижает прочность и пластичность дюралюминия. Его вредное влияние до определённой степени компенсируется примесью. кремния, который связывает железо.

Название

Название металла «дюраль» в современном языке принадлежит к профессионально-жаргонному сленгу, является общепринятым профессиональным термином. Первоначальное происхождение данного название точно не известно. Некоторые металлурги склоняются к версии происхождения название от латинского слова durus, означающее «твердый».

Достоинства

Данный сплав выгодно выделяется легкостью механической обработки, монтажа и конструкционной прочностью, для достижения которой используется термическая обработка. дюраль уступает алюминию по коррозионной стойкости. Для того, чтобы устранить этот недостаток, на поверхность дюрали наносится чистый алюминий тонким слоем методом горячей прокатки. Данная технология называется плакированием, позволяет получать широко востребованный металл с выигрышными свойствами. Плотность сплава составляет 2,5−2,8 г/см³. Температура плавления примерно 650 °C.

Виды дюрали

Весь дюралюминий, применяемый сегодня машиностроением, строительством, авиацией, делят на четыре группы в зависимости от компонентного состава, который так же определяет на дюраль цену:

1. классический дюралюминий (марка Д1) состав которого практически не менялся с первых плавок в 1908 г.;

2. дюраль повышенной прочности (марка Д16). Показатели значительной прочности достигаются более высоким содержанием магния в справе;

3. дюраль повышенной жаропрочности (марок Д19 и ВД17). Главное отличием указанных марок является увеличенное отношение марганца и меди;

4. дюраль повышенной пластичности (марка Д18). Пластичность металла в данном случае достигается пониженным содержанием компонентов меди и магния.

Преимущества

1. Великолепная пластичность дюралевых сплавов после отжига.

2. Способность к самоупрочнению в процессе старения.

Термообработка

После отжига при t° 500 °C и охлаждения дюраль становится мягким и гибким, почти таким же как чистый алюминий. После проведения процесса старения дюраль приобретает новые характеристики, становясь жестким и твердым. Технология старения может быть проведена естественным методом и искусственным. На выполнение первого потребуется времени около суток, при рабочей температуре 20 градусов Цельсия. В процессе искусственном старении температура более высокая, но время экспозиции — меньше. После старения, дюраль приобретает дополнительную стойкость в условиях повышенных нагрузок. Способность дюрали к самоупрочнению была открыта случайно. Упрочение сплава стало основной причиной его широкого применения в промышленности и авиастроении.

Деформация

По технологии производства, полуфабрикаты из дюраля поставляются в разных состояниях, в отожженном, в закаленном и искусственно состаренном. Время выдержки и температура закалки, и искусственного старения зависят от толщины и исходных качеств сплава. Дюралюминий после закалки упрочняется без потери пластичности, благодаря чему, легко подвергаются деформации. Методом штамповки или выколотки из свежезакаленных полуфабрикатов производят детали за одну операцию. Важно учитывать, что деформирование в процессе естественного старения, снижает предел прочности на 2 кГ/мм 2 большинства сплавов. Исходя из сказанного, по технологии требуется выполнять деформирование сплавов Д1 исключительно в свежезакаленном состоянии в течение первых 2 часов после закалки, а сплавов Д6 и Д16 в течение получаса. В зависимости от сложности технологического процесса формируется цена на дюраль.

Особенности

1. Сниженная коррозионная стойкость дюралюминия к под напряжением, которая ликвидируется плакированием;

2. Высокая чувствительность дюралевых сплавов к повторным нагрузкам и воздействию острых надрезов;

3. Склонность дюралюминия к значительному снижению прочности при температуре выше 1400 °C.

Применение

Дюраль обладает широкой областью применения. Помимо возведения сооружений жилой и производственной инфраструктуры, он активно используется в авиастроении, машиностроении, производстве скоростного транспорта. Предпочтение в пользу применения дюралевых сплавов связано с их большей твердостью по сравнению с алюминием.

Наиболее применяемые сплавы Д1 и Д16, они широко используются в авиационной промышленности и машиностроении. Сплава Д1 является основным для изготовления листов, профилей, труб, проволоки, а также штамповок и поковок. Те же полуфабрикаты, за исключением, поковок и штамповок, изготавливают из сплава Д16.

Сплавы повышенной пластичности (Д18) имеют узконаправленное применение. Из справа Д18 производят заклёпки для авиастроения. Сплавы ВД17 и Д19 предназначены для производства различных деформированных полуфабрикатов, сферой применения которых являются работа при нагреве.

Сплав В95 используется в форме прессованных профилей, различных штамповок, прутков.

Поставка

Купить дюраль по выгодной цене сегодня не составляет труда. Цена на него формируется, исходя из компонентного состава, особенностей технологического процесса производства и во многом зависит от объема поставки и дополнительных условий реализации. В техническую документацию включены данные по процентному составу и эксплуатационным качествам продукции. У нас легко купить оптом любые полуфабрикаты для масштабных производств. Мы также сотрудничаем с розничными покупателями. Высокий уровень сервиса, соответствие продукции ГОСТ и международным стандартам качества, оперативность обслуживания являются лицом нашей компании.

Купить по выгодной цене

Компания ООО «Электровек-сталь» предоставляет своим клиентам неограниченный сортамент проката цветных металлов самого высокого качества по конкурентной цене. Если вы затрудняетесь с выбором, к вашим услугам опытные менеджеры, которые всегда на связи и готовы оказать консультативную помощь. Сделав у нас заказ, Вы получите сертифицированную продукцию, соответствующую российским и международным стандартам качества в самый кратчайший срок. Если Вы цените своё время, свяжитесь сегодня с нашим ближайшим офисом в России или на Украине, либо сделайте заказ по Интернету.

Как расшифровать марки дюралевых листов Д16, Д16АТ и Д16Т

Все перечисленные марки – дюралюмин, содержащий согласно ГОСТ 4784-97 кроме алюминия 3,8-4,9% Cu; 1,2-1,8% Mg; 0,3-0,9% Mn. Отличие в обработке сплава. В частности, маркировка «лист Д16» указывает только на состав сплава. Лист Д16Т – поставка в термически обработанном состоянии (закалка + естественное старение), после искусственного старения используют индекс «Т1».

Различие между марками – в уровне механических свойств. Пруток из сплава Д16 имеет временное сопротивление разрыву ≥ 250 Н/мм 2 и относительное удлинение ≥ 12%, из сплава Д16Т соответственно ≥ 390 Н/мм 2 и ≥ 10%. Твердость Д16 – 42НВ, Д16Т – 105НВ.

Индексы «А» и «Б» указывают на наличие плакирования, нормального и технологического соответственно. Т.е. маркировка «лист Д16АТ» соответствует естественно состаренному плакированному дюралюмину.

Сферы применения

Применение авиационного алюминия, благодаря удачному сочетанию свойств, охватывает практически все отрасли техники. Сплавы АД33, АД31 и АВ широко используются в сфере строительства для изготовления самых разнообразнейших конструкций. Широко применяется авиаль, соответственно, в авиации. Из него изготовляются детали и конструкции для самолетов, лопасти вертолетов. Авиаль участвует даже в конструкциях оформления интерьера самолета.

Автомобильная промышленность использует авиационный алюминий для деталей кузовов и шасси автомобилей. В электротехнической сфере промышленности авиаль применяется в качестве материала для изготовления проводников – труб, профилей, шин. Не обошла вниманием такой материал и отрасль атомной промышленности. Здесь авиационный алюминий выступает в роли защитных оболочек твэл, которые располагаются в некоторых видах водоохлаждающих реакторов. Дополнительно стоит заметить, что дюралюминий достаточно часто применяется в криогенной технике, судостроительстве, при изготовлении железнодорожного транспорта и предметов бытового назначения.

Авиационный алюминий, цена которого достаточно высока, тем не менее, получил широкое распространение. Во многом этому обстоятельству благоприятствовал легкий вес металлического сплава, его пластичность и выведенные экспериментальным путем, показатели прочности. Авиационный алюминий обладает прекрасными механическими свойствами, он чрезвычайно устойчив к образованию коррозии, имеет высокие показатели усталостной прочности и ударной вязкости. Из авиаля легко получаются даже детали с достаточно сложной конструкцией, к примеру, лонжероны лопастей винтов вертолетов.