Алюминиевый сплав 3003

Алан-э-Дейл       20.08.2022 г.

Содержание

Закалка сплава 6061

Сравнение сплавов 6061 и 6060

Для понимания особенностей закалки сплава 6061 полезно сравнить ее условия с закалкой сплава 6060. Алюминиевый сплав 6060 – это аналог сплава АД31 при минимальном содержании в нем магния и кремния. На рисунке схематически показаны различия необходимых скоростей охлаждения этих сплавов для обеспечения закалки, то есть создания твердого раствора магния и кремния за счет предотвращения выпадения частиц Mg2Si.

  Рисунок – Схема различных режимов охлаждения и
области выделения нежелательных грубых частиц Mg2Si для сплавов 6060 и 6061

Скорость охлаждения

Рекомендуемые методы охлаждения и минимальные скорости охлаждения для сплава 6061, а также для сплава 6060, указаны в таблице 4. Как видно, для профилей сплава 6061:

  • толщиной до 10 мм необходимо и достаточно охлаждения водовоздушной смесью
  • толщиной более 10 мм необходимо уже водяное спрейерное охлаждение.

Таблица 4 – Рекомендуемые скорости закалки и способы охлаждения
для закалки на прессе сплавов 6060 и 6061

1) Aluminum and Aluminum Alloys, ed. J. R. Devis

2) EN 573-3

3) EN 755-2

Деформируемые алюминиевые сплавы

Большинство алюминиевых сплавов, которые применяют для изготовления изделий методами обработки металлов давлением, содержат не более 7 % легирующих элементов. Путем регулирования количества и типа легирующих элементов улучшают свойства алюминия и повышают его технологические характеристики. Например,  для таких специфических производственных процессов как прессование (экструзия) и ковка разработаны специальные алюминиевые сплавы.

Деформируемые алюминиевые сплавы (также как и литейные сплавы) подразделяются на термически упрочняемые и термически неупрочняемые сплавы. Повышение механических свойств термически неупрочняемых алюминиевых сплавов производят путем нагартовки, то есть холодной пластической деформации с последующим частичным отжигом или без него. Повышение механических свойств термически упрочняемых сплавов достигают путем их закалки с подходящей температуры и последующего старения. Для некоторых термически упрочняемых сплавов применяют комбинацию термической обработки и нагартовки.

Основными видами изделий-полуфабрикатов, которые получают из деформируемых алюминиевых сплавов, являются:

  • листы (плиты),
  • фольга,
  • прессованные профили, трубы, прутки, стержни,
  • холоднотянутые трубы;
  • проволока и
  • поковки.

Использование алюминиевого сплава АД3.

Сплав АД31 особенно пластичен в горячем состоянии, позволяет получать полые полуфабрикаты сложных форм методом прессования. При этом поверхность изделий превосходно поддается декоративной обработке, включая порошковое окрашивание или цветное анодирование. Таким образом, изготавливают разнообразные алюминиевые изделия, окрашенные в любые цвета: синий, зеленый, желтый, белый, красный.

Не менее широко применяется сплав АД31 при изготовлении алюминиевых профилей (более 57% от всех выпускаемых изделий), используемых при возведении подконструкций навесных фасадов. Они составляют достойную конкуренцию аналогичным изделиям из оцинкованной стали, поскольку не поддаются коррозии и не требуют периодического нанесения на их поверхность защитного покрытия.Благодаря высокой коррозийной стойкости и нетоксичности, алюминиевый сплав АД31 востребован при изготовлении емкостей для перевозки и хранения концентрированной азотной кислоты, органических веществ, перекиси водорода и продуктов питания. Из него делают фольгу для консервных банок и тетропаков, фляги для молока, пробки для бутылок и др. изделия.В последние годы сплав АД31 используется в производстве кабелей связи и воздушных проводов, поскольку обладает более высокой прочностью, чем медь. Это позволяет увеличивать размеры пролетов и уменьшать количество повреждений в процессе монтажа линий электропередач. При этом по электропроводимости алюминиевый сплав АД31 стоит на втором месте после меди, а его стоимость в 1,5 раза дешевле

Плюс ко всему алюминий легче, что очень важно при производстве компактных агрегатов, включающих большое количество токопроводящих материалов.В нашей компании вы можете приобрести трубы, круги, прутки и профили, изготовленные из сплава АД31. Наши менеджеры организуют доставку материала точно в срок, а также предоставят все необходимые сертификаты, свидетельствующие о высоком качестве металлопроката

Металлургические характеристики

  • Входит в серию 6ххх
  • Деформируемый: методами прессования и прокатки
  • Термически упрочняемый
  • Главными легирующими элементами являются магний и кремний с марганцем в виде добавки
  • Упрочняющим компонентом является интерметаллическое соединение Mg2Si.
  • При номинальном химическом составе количество соединения Mg2Si после искусственного старения может достигать около 1,4 % с избыточным содержанием кремния 0,5 %
  • Соединения марганца противодействуют рекристаллизации и, тем самым, позволяют контролировать морфологию и размер зерна в ходе термических обработок.
  • Типичными состояниями являются Т6 и Т4.
  • Состояние Т6: закалка водой после нагрева под закалку при 540 ºС и искусственное старение при 175 ºС в течение 8 часов
  • Состояние Т4: естественное старение при 20 ºС в течение не менее 8 суток после нагрев под закалку как для состояния Т6
  • Не имеет аналогов в ГОСТ 4784-97
  • Место сплава 6082 среди других сплавов серии 6ххх см. на рисунке ниже

Алюминиевые сплавы 6082 и 6061

Сплавы 6082 и 6061 являются аналогами отечественных сплавов АД35 и АД33 по ГОСТ 4784-97 соответственно.

Алюминиевая продукция из сплавов 6082 и 6061

Алюминиевый сплав 6082 наиболее широко применяется в строительстве в качестве термически упрочняемого сплава. Обычно этот сплав является основным строительных алюминиевым сплавом для как сварных конструкций, так и конструкций без применения сварки. Сплав 6082 – это высокопрочный сплав, который применяется в различных видах алюминиевого проката:

  • сплошных и полых прессованных профилей;
  • плит (толстых листов);
  • листов;
  • поковок.

Сплав 6082 также все шире применяют в конструкциях, которые работают в морской атмосфере.

Сплав 6061 также является широко применяемым термически упрочняемым алюминиевым сплавом для конструкций как с применением сварки, так без нее. Этот сплав применяет в виде:

  • прутков,
  • сплошных и полых профилей, а также
  • труб.

Оба сплава – 6082 и 6061 – обычно применяют в полностью термоупрочненном состоянии Т6: 6082-Т6 и 6061-Т6.

Свойства сплавов 6082 и 6061

Выбор сплавов 6082 и 6061 в качестве конструкционных материалов обеспечивает благоприятная комбинация их свойств:

  • высокая прочность после термического упрочнения;
  • хорошая коррозионная стойкость;
  • хорошая свариваемость как методом MIG, так и методом TIG;
  • хорошая способность к формовке (например, гибке) в состоянии Т4 (естественное старение);
  • хорошая обрабатываемость резанием.

Применение сплавов 6082 и 6061 в прессованных профилях ограничено менее сложными формами поперечного сечения, чем для других сплавов серии 6ххх.

Алюминиевый сплав 6082 можно соединять заклепками из сплавов 6082, 5754 или 5019 в отожженном состоянии О или более твердых состояниях.

Сварка сплавов 6082 и 6061

Для этих сплавов необходимо учитывать потеря прочности в зоне термического влияния сварки сварных соединений (см. таблицы 2 и 3). Уровень прочности сварных соединений может в определенной степени восстанавливаться за счет естественного старения материала в зоне термического влияния сварного шва. Потеря прочности для состояния Т6 обычно составляет около 40 % (см. таблицы 2.

Пресс-остаток при прессовании алюминия

В конце каждого цикла прессования на прессе для экструзии алюминия – экструзионном прессе – обычно всегда образуется пресс-остаток – остаток заготовки, который удаляют из пресса в отходы. См. подробнее Прессование алюминия с пресс-остатком.

Толщина пресс-остатка

Толщину пресс-остатка обычно назначают из тех соображений, чтобы он отделялся от металла в матрице как можно легче, не повреждал оставшийся в матрице металл и удалялся из пресса. Однако известно, что поверхностный слой заготовки – поверхности алюминиевого слитка — содержит значительное количество загрязнений, в том числе, различных оксидов легирующих элементов сплава. В конце цикла прессования эти поверхностные загрязнения скапливаются в конце заготовки и начинают течь внутрь прессуемого профиля.

Этот процесс начинается уже при длине пресс-остатка около 15 % от первоначальной длины заготовки – намного больше того пресс-остатка, который удаляют на большинстве экструзионных прессов. Однако, считается, что эти включения обычно полностью попадают внутрь алюминиевого профиля и поэтому практически не влияют на качество его поверхности. За исключением тех случаев, когда профили подвергают травлению, например, при их анодировании. Схема расчета толщины пресс-остатка показана на рисунке ниже.

 Пресс-остаток сплавов 6060-6063 и 6061-6082

Конечно, можно волноваться о влиянии таких включений на прочностные свойства профилей из конструкционных алюминиевых сплавов 6061 и 6082, которые должны обеспечивать повышенную прочность, так как они часто применяются для несущих конструкций. В этом случае обычно применяют толщину пресс-остатка как раз 15-16 % от первоначальной длины заготовки.

Поэтому возникают две различных ситуации:

  • Прессование профилей из неконструкционных алюминиевых сплавов 6060/6063 с как можно более коротким удаляемым пресс-остатком.
  • Прессование конструкционных сплавов типа 6061 и 6082 с пресс-остатком не менее 15-16 % от длины заготовки для избежания дефектов от попадания поверхностных слоев заготовки внутрь профиля.

Отделение пресс-остатка

Тип алюминиевого сплава влияет на оптимальную конструкцию ножа механизма отделения пресс-остатка. Лезвие в виде совка или ложки чаще применяют для большинства алюминиевых сплавов серии 6ххх. Однако на оптимальную конструкцию лезвия влияет также толщина пресс-остатка, которая, в свою очередь, зависит от сплава. Некоторые заводы применяют весьма толстые пресс-остатки для ответственных изделий из сплава 6061, например, для автомобильной промышленности. В таких случаях фирма Castool, например, рекомендует свою конструкцию Delta.

Пресс-остаток для сплавов 1ххх и 3ххх

Отделение пресс-остатков из по-настоящему мягких сплавов 1ххх и 3ххх имеет свои особенности. Для этих сплавов характерно повышенное прилипание металла к лезвию. Поэтому для них применяют лезвия в виде совка-ложки со специальной формой кромки.

В настоящее время наблюдается тенденция работать с очень короткими пресс-остатками. Это связано с тем, что все чаще применяются высококачественные алюминиевые слитки-столбы с минимальной толщиной обогащенного оксидами поверхностного слоя. Поэтому пресс-остаток естественным образом сворачивается под воздействием ножа с обычным лезвием. Нет даже необходимости применять специальных радиус на лезвии для лучшего сворачивания пресс-остатка.

Пресс-остаток для сплавов 2ххх и 7ххх

Твердые алюминиевые сплавы серий 2ххх и 7ххх требуют толстых пресс-остатков – обычно около 15 % от длины заготовки. Поскольку эти пресс-остатки никогда не заворачиваются, то их нужно просто отделить от металла в матрице. В этом случае применяют не острые лезвия, а специальные лезвия для лучшего сдвига металла.

Однако не все сплавы 7ххх входят в эту категорию. Наиболее мягкие сплавы серии 7ххх, такие как 7003, 7005, 7020, попадают в ту же группу, что и твердые сплавы серии 6ххх, такие как 6061 при толщине пресс-остатка часто даже тоньше, чем у сплава 6061.

Механические характеристики

Сечение, мм sТ|s0,2, МПа σB, МПа d5, % d4 d10 y, % кДж/м2, кДж/м2 Твёрдость по Бринеллю, МПа
Заготовки деталей трубопроводной арматуры по СТ ЦКБА 016-2005. Закалка в воду или на воздухе с 1050-1080 °С (выдержка 1,0-1,5 мин/мм наибольшего сечения но не менее 0,5 ч)
≤200 ≥216 ≥510 ≥36 ≥40 ≤200
Лист 12 мм. Закалка в воду с 1050 °С
≥270 ≥620 ≥55 ≥78 ≥343
Сортовой прокат. Закалка в воду с 1050 °С (указана степень деформации)
≥230 ≥600 ≥23 ≥62
Заготовки деталей трубопроводной арматуры по СТ ЦКБА 016-2005. Закалка в воду или на воздухе с 1050-1080 °С (выдержка 1,0-1,5 мин/мм наибольшего сечения но не менее 0,5 ч)
200-500 ≥216 ≥510 ≥33 ≥35 ≤200
Лист 12 мм. Закалка в воду с 1050 °С
≥210 ≥550 ≥45 ≥75 ≥343
Сортовой прокат. Закалка в воду с 1050 °С (указана степень деформации)
≥710 ≥750 ≥20 ≥42
Лента холоднокатаная 0,05-2,00 мм по ГОСТ 4986-79. Закалка в воду или на воздухе с 1050-1100 °C (образцы)
0.2-2 ≥550 ≥25
Лист 12 мм. Закалка в воду с 1050 °С
≥180 ≥550 ≥50 ≥60 ≥343
Сортовой прокат. Закалка в воду с 1050 °С (указана степень деформации)
≥750 ≥810 ≥15 ≥42
Лента холоднокатаная 0,05-2,00 мм по ГОСТ 4986-79. Закалка в воду или на воздухе с 1050-1100 °C (образцы)
0.2 ≥550 ≥13
Лист 12 мм. Закалка в воду с 1050 °С
≥150 ≥500 ≥45 ≥60 ≥343
Сортовой прокат. Закалка в воду с 1050 °С (указана степень деформации)
≥930 ≥950 ≥10 ≥40
Лист 16 мм. Закалка в воду с 1080 °С
≥180 ≥250 ≥40 ≥45 ≥110
Сортовой прокат. Закалка в воду с 1050 °С (указана степень деформации)
≥1080 ≥1100 ≥3
Листовой горячекатаный (1,5-3,9 мм) и холоднокатаный (0,7-3,9 мм) прокат по ГОСТ 5582-75. Закалка в воду или на воздухе с 1050-1080 °C
≥540 ≥35
Листовой горячекатаный (4,0-50,0 мм) и холоднокатаный (4,0-5,0 мм) прокат по ГОСТ 7350-77. Закалка в воду с 950-1080 °С
≥215 ≥540 ≥35
Лист 16 мм. Закалка в воду с 1080 °С
≥150 ≥180 ≥30 ≥40 ≥120
Сортовой прокат. Закалка в воду с 1050 °С (указана степень деформации)
≥1200 ≥2
Поковки до 1000 мм. Закалка в воду с 1050-1100 °C
≥216 ≥510 ≥30 ≥30
Лист 16 мм. Закалка в воду с 1080 °С
≥90 ≥100 ≥25 ≥40 ≥100
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по СТП 26.260.484-2004. Закалка в воду или на воздухе с 1050-1080 °C
≥220 ≥520 ≥25 ≥40
Лист 16 мм. Закалка в воду с 1080 °С
≥50 ≥35 ≥40 ≥100
Трубная заготовка и трубы. Закалка в воду с 950-1080 °C (в сечении указана толщина стенки)
≥245 ≥540 ≥35 ≥50 ≥980
0.2-22 ≥490 ≥30
Трубная заготовка. Закалка в воду, масло или на воздухе с 1100-1150 °C
≥195 ≥490 ≥45 ≥70
Трубы центробежнолитые наружным диаметром 85-320 мм. Закалка в воду или на воздухе с 1100-1150 °C
≥700 ≥800 ≥12

Состояния профилей из сплавов 6060, 6063 и АД31

Состояние алюминиевого сплава отражает историю обработки материала алюминиевого изделия или полуфабриката (деформационную и/или термическую). Химический состав сплава и его состояние однозначно определяют структуру материала и его механические свойства.

ГОСТ 22233-2001 применяет для сплава АД31 следующие состояния:

  • Т – закаленное и естественно состаренное;
  • Т1 – закаленное и искусственно состаренное;
  • Т5 – не полностью закаленное и искусственно состаренное;
  • Т1(22) и Т1(25) – закаленное и искусственно состаренное повышенной прочности.

Для международных сплавов 6060 и 6063 применяются следующие состояния:

  • Т4 – закаленное и естественно состаренное;
  • Т6 – закаленное и искусственно состаренное;
  • Т5 – не полностью закаленное и искусственно состаренное;
  • Т64 — закаленное и искусственно состаренное (недостаренное);
  • Т66 — закаленное и искусственно состаренное повышенной прочности.

Состояние Т5

Неполная закалка профилей может возникать в следующих случаях:

  • при закалке на прессе от температуры ниже температуры полного растворения легирующих элементов; 
  • при недостаточно высокой скорости охлаждения профиля на выходе из пресса;
  • при «щадящем» охлаждении тонкостенных или сложных профилей для предотвращения их коробления. 

Состояния Т4 и Т6

Формально состояния Т4 и Т6 включают закалку с отдельного печного нагрева. Однако на практике эти состояния получают путем закалки на прессе. В этом случае, в отличие от состояния Т5, должен производиться контроль температуры профилей на выходе из матрицы и скорости охлаждения профилей. 

Состояние Т66

Состояние Т66 – это состояние Т6 с повышенными прочностными свойствами. Эти повышенные механические свойства достигаются за счет специальных мероприятий, например, более строгого контроля скорости охлаждения профилей или более узкого интервала химического состава сплава.

Состояние Т64

Недостаренное состояние (см. рисунок 2). В этом состоянии материал имеет пониженную по сравнению с состоянием Т6 прочность, но более высокую пластичность. Материал в состоянии Т64 применяют, например,  для гибки профилей. 

1. ГОСТ 22233-2001.

2. СП 128.13330.2012 (актуализированный СНиП 2.03.06-85).

3. http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/doc/WS2008/EN1999_4_Gitter.pdf

Химический состав

Стандарт Mn Cr Si Fe Cu Al B Ti Zn Zr Mg Be
ОСТ 1 90026-80 ≤0.1 ≤0.05 ≤0.1 ≤0.15 2-2.6 Остаток 8-9 0.1-0.2 2.3-3
TУ 1-804-106-2012 ≤0.1 ≤0.05 ≤0.2 ≤0.3 2-2.6 Остаток ≤0.005 ≤0.05 8-9 0.1-0.2 2.3-3 ≤0.002
ОСТ 1 90048-90 ≤0.1 ≤0.05 ≤0.3 ≤0.4 2-2.6 Остаток ≤0.03 8-9 0.1-0.2 2.3-3
TУ 1-804-088-2012 ≤0.1 ≤0.05 ≤0.2 ≤0.3 2-2.6 Остаток ≤0.03 8-9 0.1-0.2 2.3-3 ≤0.002

Al — основа.
По ОСТ 1 90026-80 химический состав приведен для сплава повышенной чистоты В96Цпч (1960пч). Суммарное содержание прочих примесей ≤ 0,10 %. Содержание каждой в отдельности прочей примеси ≤ 0,050 %.
По ОСТ 1 90048-90 химический состав приведен для сплава В96Ц (1960). Массовая доля каждой прочей (не регламентированной) примеси ≤ 0,05 %, суммарная массовая доля прочих примесей ≤ 0,10 %.
По ТУ 1-804-106-2012 химический состав приведен для сплава В96Ц (1960). Суммарная массовая доля прочих примесей ≤ 0,10 %. Содержание бериллия и бора не определяется, а гарантируется расчетом.
По ТУ 1-804-088-2012 химический состав приведен для сплава В96Ц (1960). Суммарная массовая доля прочих примесей ≤ 0,10 %. Содержание бериллия не определяется, а гарантируется расчетом.

Механические характеристики

Сечение, мм sТ|s0,2, МПа σB, МПа d5, % Твёрдость по Бринеллю, МПа
Поковки и штамповки по ОСТ 1 90073-85. Режим Т2: Закалка + Искусственное старение (в сечении вид заготовки, направление вырезки образцов)
≤150 420-500 460-540 ≥4 ≥120
150-200 420-500 460-540 ≥3.5 ≥120
≤200 430-520 480-570 ≥6 ≥120
≤150 430-510 470-550 ≥5 ≥120
150-200 430-510 470-550 ≥4 ≥120
≤150 440-530 490-580 ≥7 ≥120
150-200 430-520 480-570 ≥7 ≥120
Поковки и штамповки по ОСТ 1 90073-85. Режим Т3: Закалка + Искусственное старение (в сечении вид заготовки, направление вырезки образцов)
≤150 360-460 420-520 ≥5 ≥110
150-200 360-460 420-520 ≥4 ≥110
≤200 370-470 430-520 ≥7 ≥110
≤150 370-470 430-530 ≥6 ≥110
150-200 370-470 430-530 ≥5 ≥110
≤200 380-480 440-530 ≥8 ≥110
Поковки силовых деталей изделий авиационной техники по ТУ 1-802-451-2007. Закалка с 465-475 °С (выдержка 50-120 мин, в зависимости от толщины) в воду температурой 25-45 °С (выдержка в закалочной ванне не менее 15 мин) + Старение (Режим Т2Н): 1 ступень старение при 105-115 °С (выдержка 10-12 ч), нагрев с температуры 1 ступени до 2 ступени со скоростью 10-15 °С/ч + 2 ступень старение при 165-175 °С (выдержка 6-10 ч) (в состоянии поставки указано направление вырезки образцов)
≤90 410-480 460-530 ≥2.5 ≥120
90-150 390-470 440-520 ≥2 ≥120
≤90 420-500 460-540 ≥4 ≥120
90-150 400-490 450-530 ≥4 ≥120
≤90 430-520 480-570 ≥6 ≥120
90-150 410-510 460-560 ≥6 ≥120
Поковки силовых деталей изделий авиационной техники по ТУ 1-802-451-2007. Закалка с 465-475 °С (выдержка 50-120 мин, в зависимости от толщины) в воду температурой 25-45 °С (выдержка в закалочной ванне не менее 15 мин) + Старение (Режим Т3Н): 1 ступень старение при 105-115 °С (выдержка 6-10 ч), нагрев с температуры 1 ступени до 2 ступени со скоростью 10-15 °С/ч + 2 ступень старение при 175-185 °С (выдержка 5-10 ч) (в состоянии поставки указано направление вырезки образцов)
≤90 350-440 410-590 ≥3 ≥110
90-150 320-420 400-480 ≥2.5 ≥110
≤90 360-460 420-520 ≥5 ≥110
90-150 320-430 410-520 ≥4 ≥110
≤90 370-470 430-520 ≥7 ≥110
90-150 330-440 410-520 ≥7 ≥110

Сортировка алюминиевого лома с идентификацией сплавов

В настоящее время для сортировки металлов и их сплавов в «полевых» условиях, то есть непосредственно на складе алюминиевого лома, применяют два метода анализа химического состава алюминиевых сплавов:

  • рентгено-флуоресцентная спектрометрия (XRF)
  • лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия (LIBS).

Портативные рентгено-флуоресцентные спектрометры применяются для идентификации и анализа металлов уже около 40 лет. За эти годы эти ручные спектрометры прошли путь от тяжелого прибора, который нужно было носить на спине, до высокоточного прибора размером с небольшую дрель. Портативные лазерные спектрометры появились относительно недавно – в последние 10 лет. Оптико-эмиссионные спектрометры (OES) имеют несколько большие размеры, чем рентгеновские и лазерные спектрометры. Поэтому их удобнее применять в лаборатории, а не в полевых условиях склада металлического лома или шихтового двора литейного предприятия.

Что дает сортировка алюминиевого лома с идентификацией сплавов:

  • предотвращение загрузки в расплав нежелательных загрязнений и легирующих элементов;
  • внесение в расплав нужных легирующих элементов в заданных количествах;
  • разделение сплавов с высокой и низкой ценностью;
  • приготовление сплавов заданных узких интервалах химического состава;
  • идентификация внутри серий алюминиевых сплавов с повышением ценности лома из отдельного сплава.

1. Aluminum and Aluminum Alloys / ed. J.R. Davis – ASM International, 1993.2. Advancements in Handheld XRF Technology Improve Scrap Sorting and Segregation /J. Margalit – 20th Intern. Recycling Aluminium Conference, 2012, Salzburg, Austria.3. http://xlom.ru/vidy-metalloloma/lom-alyuminiya-vidy-opisanie-ceny/

Твердые алюминиевые сплавы

Серия 2ххх – Алюминиевые сплавы Al-Cu-Mg и Al-Cu-Mn

Термически упрочняемые сплавы.

Так называемые дуралюмины или дюралюмины. В зависимости от содержания меди и магния, а также соотношения их концентраций, в них могут образовываться различные упрочняющие фазы: двойные или тройные соединения алюминия с медью, магнием и марганцем.

  • Алюминиевый сплав Д1 – «классический», нормальный дюралюминий с упрочняющей фазой CuAl2.
  • Сплав Д16 – более прочный, так называемый «супердюралюмин», по сравнению с Д1 содержит повышенное количество магния (в среднем 1,5 %). Поэтому основной упрочняющей фазой у него является уже тройная фаза CuMgAl2, что и дает более высокую прочность.

Буква Д не обязательно означает “дюралюминий, дюраль”, как это может показаться. Существует алюминиево-марганцевый сплав Д12 – мягкий и пластичный.

Прочность дюралюминиев зависит от вида полуфабриката: в прутках больше, в листах – меньше. Предел прочности нормального листового Д1 достигает 410 МПа, а листового Д16 – 440 МПа.

  • Алюминиевый сплав Д18 специально предназначен для заклепок, он содержит пониженное количество меди и магния и поэтому имеет существенно более низкую прочность, но и более высокую пластичность, чем, скажем, дюралюминий Д1.
  • Алюминиевый сплав В65 предназначен для заклепок, которые работают при температуре не выше 100 °С.
  • Алюминиевые сплавы АК (АК4, АК6 и АК8) – близкие «родственники» дюралюминия —  предназначены для поковок и штамповок. Буква К как раз и обозначает: Ковочный.

Серия 7ххх – Алюминиевые сплавы Al-Zn-Cu-Mg

Термически упрочняемые сплавы.

Включают самый прочный алюминиевый сплав – сплав В95. Известен еще более прочный алюминиевый сплав – В96, но он не включен в ГОСТ 4784-97.

  • Алюминиевый сплав В95 имеет содержание цинка от 5 до 7 %, магния от 1,8 до 2,8 % и меди от 1,4 до 2 % при пределе прочности до 600 МПа. Сплав В96 имеет прочность под 700 МПа при содержании цинка от 8 до 9 % и увеличенном содержании магния и меди.
  • Алюминиевые сплавы 1915 и 1925 удобны тем, что являются, так сказать, самозакаливающимися. Их прочность мало зависят от вида закалочной среды (вода, воздух). Поэтому при прессовании из них профилей с толщиной полок до 10 мм их охлаждают на воздухе. Старение проводят как при комнатной, так и при повышенных температурах.

ГОСТ 4784-97 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые
Гуляев А.П. Металловедение. М: Металлургия, 1986.

Обозначения литейных сплавов

Международная система из обозначений литейных марок алюминия и алюминиевых сплавов также основана на четырех цифрах, однако последняя цифра отделяется от остальных десятичной точкой. Эта система идентифицирует марки алюминия и алюминиевые сплавы, а также различает их варианты для готовых отливок и для слитков для переплава.

Первая цифра

Первая цифра в обозначении литейных алюминиевых сплавов указывает на серию сплавов:

Таблица 2

Для литейных сплавов от 2хх.х до 8хх.х соответствующая серия определяется по легирующему элементу, который присутствует в сплаве в максимальной средней концентрации. Если в сплаве одинаковое максимальное среднее содержание имеют несколько легирующих элементов, то для такого сплава главный легирующий элемент определяется в порядке следования серий: от меди (2хх.х) к олову (8хх.х).

Вторая и третья цифры

Для литейного алюминия серии 1хх.х вторая и третья цифры, как и для деформируемого алюминия, указывают на чистоту металла. Для сплавов серий от 2хх.х до 9хх.х вторая и третья цифры идентифицируют конкретный литейный алюминиевый сплав.

Цифра после точки

Химический состав одного и того же литейного сплава, который идентифицируется первыми тремя цифрами, имеет варианты в зависимости от его назначения, на которые указывает четвертая цифра – цифра сразу после десятичной точки:

  • 0 обозначает отливку (готовое изделие);
  • 1 обозначает стандартный слиток;
  • 2 обозначает слиток с более узким химическим составов внутри химического состава стандартного слитка.

Дополнительные буквы

Дополнительные варианты химического состава, например, различия по содержанию примесей, обозначаются заглавными буквами перед цифровым обозначением сплава. Например, один из самых популярных сплавов для гравитационного литья, сплав 356, имеет варианты А356, В356 и С356. Каждый из этих  сплавов имеет идентичное содержание основных легирующих элементов, но различный уровень содержания примесей, особенно железа.

Состояние сплава

Полное обозначения алюминиевого сплава отливки – литого изделия – должно включать состояние, которое оно получило при изготовлении, например, А356-Т5. Обозначение литейного алюминиевого сплава для слитка, который предназначен для приготовления алюминевого расплава, естественно, не включает информации о состоянии.

Механические характеристики

Сечение, мм sТ|s0,2, МПа σB, МПа d5, % y, % кДж/м2, кДж/м2 Твёрдость по Бринеллю, МПа
Заготовки деталей трубопроводной арматуры и сварных сборок по СТ ЦКБА 016-2005. Закалка в воду с 1090-1110 °C (выдержка 6 ч) + Тройное ступенчатое старение: Старение при 990-1010 °C (выдержка 2 ч), охлаждение с печью + Старение при 890-910 °C (выдержка 1 ч), охлаждение с печью + Старение при 790-810 °C (выдержка 2 ч), охлаждение на воздухе + Старение при 730-770 °C (выдержка 20 ч), охлаждение на воздухе
≤55 ≥441 ≥833 ≥18 ≥18 ≥588 207-241
Пруток. Закалка на воздухе с 1100 °С (выдержка 5 ч) + Старение ступенчатое: 1000 °С (выдержка 2 ч), охлаждение с печью до 900 °С, выдержка 1 ч, охлаждение с печью до 800 °С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе + Старение при 750 °С (выдержка 20 ч), охлаждение на воздухе + Старение при 650 °С (выдержка 48 ч), охлаждение на воздухе (указана температура и продолжительность тепловой выдержки)
≥770 ≥1180 ≥22 ≥29
≥690 ≥1050 ≥21 ≥31
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, прессованный закаленный и состаренный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
≥570 ≥97
Пруток. Закалка на воздухе с 1100 °С (образцы продольные)
≤30 ≥650 ≥950 ≥18 ≥22 ≥687
Пруток. Закалка на воздухе с 1100 °С (выдержка 5 ч) + Старение ступенчатое: 1000 °С (выдержка 2 ч), охлаждение с печью до 900 °С, выдержка 1 ч, охлаждение с печью до 800 °С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе + Старение при 750 °С (выдержка 20 ч), охлаждение на воздухе + Старение при 650 °С (выдержка 48 ч), охлаждение на воздухе (указана температура и продолжительность тепловой выдержки)
≥800 ≥1200 ≥19 ≥23
≥560 ≥850 ≥5 ≥13
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, прессованный закаленный и состаренный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
≥410 ≥77 ≥96
Пруток. Закалка на воздухе с 1100 °С (выдержка 5 ч) + Старение ступенчатое: 1000 °С (выдержка 2 ч), охлаждение с печью до 900 °С, выдержка 1 ч, охлаждение с печью до 800 °С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе + Старение при 750 °С (выдержка 20 ч), охлаждение на воздухе + Старение при 650 °С (выдержка 48 ч), охлаждение на воздухе (указана температура и продолжительность тепловой выдержки)
≥440 ≥920 ≥33 ≥42
≥360 ≥590 ≥16 ≥18
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, прессованный закаленный и состаренный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
≥295 ≥78 ≥96
Пруток. Закалка на воздухе с 1100 °С (выдержка 5 ч) + Старение ступенчатое: 1000 °С (выдержка 2 ч), охлаждение с печью до 900 °С, выдержка 1 ч, охлаждение с печью до 800 °С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе + Старение при 750 °С (выдержка 20 ч), охлаждение на воздухе + Старение при 650 °С (выдержка 48 ч), охлаждение на воздухе (указана температура и продолжительность тепловой выдержки)
≥440 ≥920 ≥24 ≥32
≥320 ≥570 ≥16 ≥20
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, прессованный закаленный и состаренный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
≥165 ≥84 ≥98
Пруток. Закалка на воздухе с 1100 °С (выдержка 5 ч) + Старение ступенчатое: 1000 °С (выдержка 2 ч), охлаждение с печью до 900 °С, выдержка 1 ч, охлаждение с печью до 800 °С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе + Старение при 750 °С (выдержка 20 ч), охлаждение на воздухе + Старение при 650 °С (выдержка 48 ч), охлаждение на воздухе (указана температура и продолжительность тепловой выдержки)
≥640 ≥930 ≥18 ≥22 217-255
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, прессованный закаленный и состаренный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
≥120 ≥100 ≥100
Пруток. Закалка на воздухе с 1100 °С (выдержка 5 ч) + Старение ступенчатое: 1000 °С (выдержка 2 ч), охлаждение с печью до 900 °С, выдержка 1 ч, охлаждение с печью до 800 °С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе
≥640 ≥1030 24-30 28-35 ≥961
≥600 ≥980 ≥26 ≥26
≥590 ≥810 ≥11 ≥14
≥540 690-730 7-12 10-15
≥490 ≥670 ≥7 ≥6
Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.