Сплав д16 целесообразно использовать для изготовления

Достоинства и недостатки алюминиевого сплава Д16. Состав, применение, защита от коррозии.
Содержание

Сплав д16 целесообразно использовать для изготовления

Д16 – алюминиевый сплав

  • Алюминий
    • Д16
    • Д16т
    • В95
    • АД31
    • АМг1
    • АМг2
    • АМг3
    • АМг4
    • АМг5
    • АМг6
  • Бронза
    • БрБ2
    • БрАЖ9-4
    • БрАЖН10-4-4
    • БрОФ
    • БрОЦС5-5-5
    • БрАЖМц10-3-1,5
  • Латунь
    • Л63
    • Л68
    • ЛС59-1
  • Медь
    • М1
    • М2
    • М3

Алюминиевый сплав Д16 (дюраль, дюралюминий) представляет собой прочный материал, из которого изготавливают металлические плиты, листы, прутки, уголки и другие деформируемые конструкции. В качестве легирующих элементов в нем присутствуют медь, магний и марганец.

Дюралюминий Д16 не предназначен для сварки, детали из этого материала обычно монтируют при помощи специальных креплений и заклепок. Благодаря легкости и механической устойчивости он может быть использован даже в авиастроении и космической промышленности.

Характеристики и состав сплава

Состав дюралюминия Д16 регламентирован требованиями ГОСТ 4784-97. Согласно нормативам, доля алюминия Al в нем составляет до 94,7%. Включение каждого дополнительного элемента должно быть не более 0,6-0,7%. В зависимости от типа обработки возможны следующие разновидности и маркировки алюминиевого сплава:

  • Д16А — с нормальной плакировкой;
  • Д16Б — с технологической планировкой (поддается холодной деформации);
  • Д16М — мягкий отожженный сплав (поддается термической обработке);
  • Д16Т и Д16Т1 — закаленный с естественным и искусственным старением;
  • Д16Н и Д16Н1 — нагартованный и усиленно нагартованный сплав.

Сплав Д16 обладает малым удельным весом, высокой пластичностью, малой тепло- и электропроводностью, не склонен к растрескиванию. Материал может подвергаться ковке, резке, фрезеровке, а в процессе обжига становится податливым к холодному деформированию.

Достоинства и недостатки Д16

Дюралюминий Д16 имеет большое количество преимуществ, а также некоторые недостатки. К плюсам данного сплава следует отнести:

  • повышенная прочность;
  • пластичность и легкость;
  • устойчивость к высоким температурам.

Из минусов стоит выделить:

  • склонность к коррозии;
  • слабая свариваемость материала.

Как справиться с недостатками

Наиболее надежной защитой от коррозии для алюминиевого сплава Д16 является закалка и плакировка. Также возможен вариант с анодированием или оксидированием в серной кислоте — в данном случае металлическая поверхность покрывается защитной оксидной пленкой, препятствующей образованию ржавчины.

Данный материал практически не пригоден к сварке. Исключение составляет точечная сварка. Для того, чтобы обеспечить крепление материалов из сплава, используются различные крепежные детали и элементы.

Для улучшения прочностных характеристик дюралюминий нагревают до 500-505 градусов. Недопустимо превышение этой температурной планки, так как это чревато пережогом алюминия и его дальнейшим окислением. Термическую закалку необходимо осуществлять в холодной воде.

Область использования изделий из сплава Д16

В зависимости от типа проката, алюминий Д16 применяется во многих промышленных отраслях:

  • трубы используются в изготовлении силовых конструкций в энергетике, нефтегазовой и химической сфере — всё это за счет высокой пропускной способности и невосприимчивости к влаге и коррозии;
  • прутки предназначены для изготовления деталей в конструкции бурильных установок, самолетов, вертолетов, кораблей и автомобилей, а также в качестве декора при строительстве и отделке зданий;
  • листы находят применение в производстве обшивки, каркасов, кузовов, тяг управления, силовых конструкций и других элементов летательных аппаратов и автомобилей;
  • плиты также подходят для использования в строительной и топливной индустрии, машино- и приборостроении, сооружении воздушных и морских судов;
  • круги часто идут на производство крепежа — заклепок, шестигранников, шурупов, гаек, болтов. Кроме того, нередко из них делают комплектующие для двигателей, мачт и балок, а в ряде случаев их задействуют при монтаже окон, дверей и внутренних перегородок.

Заполните данные ниже и наши менеджеры обязательно свяжутся с Вами в самое ближайшее время, а также проконсультируют по интересующим вопросам

Д16 Алюминиевый сплав

Алюминиевый сплав Д16 – дюралюминий повышенной прочности системы А1–Сu–Мg с легируемыми добавками марганца. По твердости и механической прочности он не уступает стали, но, в отличие от нее, обладает в 3 раза более легким удельным весом. В связи с этим, он активно используется во всех областях промышленности, особенно в авиастроении, при изготовлении силовых конструкционных элементов.

Однако, дюралюминий Д16 обладает одним главным недостатком – низкой коррозионной стойкостью и нуждается в специальных антикоррозийных средствах защиты. В большинстве своем сплав плакируют или анодируют, что существенно повышает его сопротивление коррозии.

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.

Температурная обработка.

Для увеличения прочности, дюралюминий Д16 подвергают температурной закалке, нагревая до 495-505 градусов. Старение при более высоких температурах приводит к пережогу алюминия, его окислению и оплавлению, в результате чего понижается прочность и пластичность сплава.

Закалку проводят в холодной воде, что значительно увеличивает стойкость дюралюминия Д16 к кристаллизационной коррозии. Затем его подвергают естественно старению в течение 4-5 суток при комнатной температуре, обеспечивающему максимальные антикоррозийные свойства. В серийном производстве полуфабрикаты сплава Д16 подвергают ускоренному старению, повышая температуру до 100 градусов. Процесс заканчивается буквально через несколько часов, а изделия получают практически такие же прочностные характеристики, как и при естественном старении.

Антикоррозийная защита дюралюминия Д16.

Повышенной стойкостью к коррозии обладает дюралюминиевый сплав Д16, прошедший высокотемпературную закалку, плакировку чистым алюминием или анодирование. Первый способ применим только для листов, поскольку тонкий слой алюминия (не более 4% от толщины изделия) необходимо наносить с обеих сторон заготовки. Для этого отфрезерованные слитки дюралюминия, покрывают планшетами из чистого алюминия, а затем прокатывают. В результате получают листовые полуфабрикаты, устойчивые к коррозии, царапинам и другим механическим повреждениям. Правда, у них имеется недостаток – пониженная усталостная прочность.

Другие полуфабрикаты подвергают анодированию или электрохимическому оксидированию в серной кислоте. Таким образом, на их поверхности образуется плотная и толстая оксидная пленка, которая эффективно защищает дюралюминиевый сплав от коррозии.

Однако, коррозионная стойкость естественно состаренного дюралюминия, не имеющего защитного слоя, резко снижается при температуре более 100 градусов. Нагрев ведет к возникновению межкристаллитной коррозии и растрескиванию готового изделия.

Применение дюраля Д16.

Дюралюминий Д16 превосходно деформируется в горячем или холодном состоянии, позволяя получать трубы, прутки, профили, заклепки и листы.

Листы и прессованные заготовки нашли широкое применение в авиации. Из них изготавливают обшивку, детали каркасов, шпангоуты и тяги управления для самолетов. Трубы Д16, обладающие отличной пластичностью, используются во многих силовых конструкциях нефтяной, газовой, химической, энергетической и пищевой отраслях промышленности. Они превосходно подходят для возведения металлоконструкций, поскольку, в отличие от стальных труб, имеют множество достоинств – легкий вес, удобство при транспортировке, высокую пропускную способность, устойчивость к влаге и коррозии.

В последнее время легкосплавные трубы для бурения стали делать из плакированного или оксидированного дюралюминия Д16, так как он имеет меньшую чувствительность к надрезу, чем высокопрочные алюминиевые сплавы В95, а также обладает повышенной выносливостью в глинистом растворе.

Приобрести металлопрокат Д16: прутки, профили, трубы и листы Д16АТ в любом количестве можно у нас, сделав заказ на сайте или позвонив по телефону.

Сплав Д16Т

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

Расшифровка марки Д16Т

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

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

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

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

Химический состав

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

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

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

Химический состав сплава Д16Т

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

Свойства материала

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

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

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

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

Область применения

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

  1. Листы.
  2. Уголки.
  3. Прутки.
  4. Плиты.

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

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

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

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

Аналоги Д16Т

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

При рассмотрении аналогов следует учитывать особенности проводимой термической обработки Д16ЧТ:

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

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

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

Алюминиевый сплав Д16Т. Свойства и химический состав

В справочной литературе приведена информация о том, что на основе алюминия изготавливается около 240 сплавов. Каждый из них имеет свои особенности, область применения, составляющие, характеристики. К списку таких материалов принадлежит алюминиевый сплав Д16Т, в состав которого входит магний и медь. Он универсален, что позволяет применять его во многих сферах деятельности.

Второе наименование сплава – дюралюминий. Прочный и легкий металл используется в качестве конструкционного материала при изготовлении элементов и деталей космических кораблей, ракет, самолетов и прочих летательных аппаратов.

В чистом виде изделие используется крайне редко, что обусловлено более низкими характеристиками по сравнению с АМг6, меньшей устойчивостью к действию коррозии и сложностью создания сварного соединения. Повышение данных показателей обеспечивается при термической обработке сплава Д16Т. Например, при сечении до 120 мм предусматривается закалка или старение после отливки или прокатки детали. Маркировка полуфабрикатов обозначает, что изделие упрочнено и состарено естественным способом.

Материал характеризуется высокой прочностью, возможностью термоупрочнения, обладает слабой свариваемостью. Единственный способ сварки, который используется для данного сплава – точечный. Большее распространение получили соединения с помощью болтов, заклепок и пр. Изготавливаются из сплава заклепки с устойчивым к коррозии покрытием. Механическая обработка деталей происходит предельно просто.

Маркировка и состав

Расшифровка Д16Т позволяет получить основные данные о свойствах металла:

  • Д – дюралюминий;
  • 16 – порядковый номер;
  • Т – подверженный термической обработке (закалка и искусственное старение).

Состав нормируется Госстандартом 4784-97. В него входят:

  • Al – 94%;
  • Cu – 4,9%;
  • Mg – 1,8%;
  • Mn – 0,9%.

Среди других компонентов выделяют никель, титан, кремний, бериллий. Каждый компонент имеет свои качества и особенности, которые сказываются на свойствах сплава Д16Т.

Кремний предназначен для улучшения качества сварного шва и состояния околошовной зоны. Обычно при воздействии температуры во время сварочных работ происходит образование мелких трещин в зоне сварки, что негативно влияет на характеристики материала.

Никель снижает коэффициент линейного расширения, что важно при эксплуатации в зоне повышенных температур. При этом он уменьшает пластические и прочностные характеристики металла.

Улучшение механических параметров обусловлено присутствием в химическом составе сплава Д16Т никеля и железа. Связывание молекул алюминия с данными элементами обеспечивает прочность, при этом медь не принимает участия в химической реакции и находится в свободном состоянии в составе металла.

Количество феррума в материале строго ограничено нормами. Это обусловлено риском возникновения железных пластин, которые отрицательно сказываются на технических характеристиках сплава.

Форма выпуска

В чистом виде Д16 практически не применяется, при этом осуществляется плакирование деталей, что сокращает риск их корродирования. Из Д16 могут быть изготовлены детали:

  • в чистом виде;
  • Т – с термообработкой (закалка и естественное старение);
  • Т1 – с термообработкой (искусственное старение);
  • М – подверженные отжигу;
  • с плакированием (Д15ТА).

В качестве основных элементов выступают листы, уголки, плиты, прутья. Прутки с диаметром менее 100 мм имеют обязательную маркировку Т, в некоторых случаях – М. Листы изготавливают с нанесением на поверхность слоя чистого алюминия, что снижает степень коррозионной активности. Также изготавливают листы с маркировкой М и Т.

Читайте также  Изготовление форм для литья из алюминия

Алюминиевый сплав Д16Т подвержен коррозии в большей степени, чем другие аналогичные, поэтому он подвергается плакировке 2-4% слоем технического алюминия. Второй вариант покрытия – лак. Выбор типа зависит от условий эксплуатации, т.к. при повышенной температуре наиболее устойчивым к внешним факторам будет анодированный или плакированный лист. В качестве основного метода сварки используется точечный, максимальное распространение получили заклепочные и прочие соединения.

Особенности сплава

Предельная эффективность от использования материала обеспечивается при эксплуатации в условиях повышенных температур. При этом нормальной средой будет диапазон 120-250 градусов. Кратковременный нагрев допускается до температуры 500 градусов, при дальнейшем росте материал теряет прочность, что приводит к отказу.

При температуре ниже 80 градусов обеспечивается устойчивость к образованию трещин, при переходе через данную границу появляется риск развития очагов коррозии между кристаллами сплава Д16Т. Чтобы исключить пагубный фактор, необходимо произвести термическую обработку. В результате повысятся не только антикоррозионные качества, но и прочность, пластичность.

По твердости и прочности при работе в нормальных условиях металл уступает сплаву ВД95Т1 даже после проведения термообработки. В температурном диапазоне 120-250 градусов происходит изменение характеристик в противоположную сторону. ВД95 может корродировать, если на него воздействует ток.

Технические характеристики

К основным характеристикам сплава Д16Т относятся:

удельная теплоемкость 0,92 Дж/кгК;
коэффициент теплопроводности 130 Вт/мК;
твердость HB 10 -1 = 42 МПа;
относительное удлинение при разрыве 10%;
удельный вес 2800 кг/м 3 .

Стоимость

Цена за кг сплава Д16Т составляет 390 руб.

Термическая обработка

Прочностные характеристики металла зависят от способа его обработки. Правильный порядок проведения работ является залогом получения качественного материала.

Первая стадия предполагает закалку при 495-505 С, дальнейшее повышение температуры может привести к пережогу, что снижает характеристики сплава. Вторая стадия – закалка в воде, при температуре 250-350 С. В результате повышаются антикоррозионные качества кристаллической решетки.

Старение является последней стадией обработки. Для этого в камере создается температура 18-20 С, изделия находятся в ней в течение 4-5 дней. В результате термообработки обеспечивается прочность материала, достигающая 125-130 НВ, что является максимальным показателем среди дюралюминия.

Обрабатываемость

Алюминиевый сплав Д16Т – деформируемый металл, который предназначен для изготовления листов, плит и т.д. Из него также можно сделать поковки и штамповки, полученные прокаткой, прессованием и экструзией.

Один из наиболее распространенных способов механической обработки – резка. Для этого предусматривается установка стандартных режимов работы, а также применение смазочно-охлаждающих материалов. Для специальных целей может потребоваться особенный инструмент.

Область применения проката

Благодаря особенностям материала обеспечивается возможность изготовления разных прокатных деталей. Они могут использоваться в качестве элементов фюзеляжа, лонжеронов и прочих компонентов летательных аппаратов. Из него изготавливают органы управления авиамоделями, а также составные части космических аппаратов.

Дюралюминий Д16Т получил распространение в судостроении. Его применение положительно сказывается на снижении массы лодок, кораблей и прочих судов. Он используется для изготовления составляющих с любой степенью ответственности.

Дорожные знаки, рекламные щиты, указатели и прочие элементы, устанавливаемые на улице, изготавливаются с применением сплава. В нефтедобывающей отрасли он используется для производства труб нормали. При этом составляющие и конструкция в целом сохраняет свои первоначальные качества на протяжении 8 лет эксплуатации.

Прочностные характеристики состава и стали имеют небольшое различие, при этом масса его в три раза ниже по сравнению со сталью. К другим преимуществам относятся:

  • простота транспортировки;
  • легкость обработки;
  • возможность использования ингибиторов для снижения коррозионной активности материала.

Номенклатура

Номенклатура деталей из алюминия Д16 включает большое количество наименований, что обусловлено высоким спросом на данный материал. Отечественные производители предлагают:

  • плиты (Госстандарт 17232-99);
  • профили (Госстандарт 8617-81);
  • ленты (Госстандарт 13726-97);
  • прутки (Госстандарт 21488-97, 51834-2001);
  • трубы (Госстандарт18482-79).

Аналоги

Высокие технические характеристики стали причиной популярности металла в России и за ее пределами. Иностранные материалы имеют несколько другую номенклатуру:

  • европейский ENAW-2024;
  • немецкий 3,155;
  • американский 2024.

Алюминиевый сплав Д16Т: характеристики и расшифровка марки

Справочники по продукции предприятий металлургической отрасли говорят о том, что на базе алюминия производят порядка 250 сплавов. У каждого свой состав, назначение и технические характеристики. Между тем среди этого разнообразия можно встретить сплав Д16Т, который благодаря характеристикам применяют практически во всех отраслях промышленности.

Химический состав и некоторые свойства

Алюминий Д16Т относят к сплавам металлической системы Al/Cu/Mg. В состав входят:

  • алюминий до 94 %;
  • медь до 4,9%;
  • магний до 1,8%;
  • марганец до 0,9% и множество других элементов.

Химсостав дюралюминия Д16Т регламентирован в ГОСТ 4784-97. Название расшифровывают следующим образом:

  • Д – дюралюминий,
  • 16 порядковый номер сплава,
  • Т — закаленный и состаренный.

В состав Д16Т могут входить элементы: бериллий, титан, кремний, никель и прочее.

Кремний препятствует свариваемости сплава. Дело в том, что при воздействии высоких температур, возникающих в зоне сварки, в месте сварочного шва образуются трещины, снижающие качество сварки.

Никель снижает пластичность и прочность термически обработанных сталей. Вместе с тем при высоких температурах снижает коэффициент линейного расширения.

Одновременное присутствие в сплаве никеля и железа приводит к повышению механических характеристик. Следует отметить, что совместное содержание этих двух металлов оказывающих положительное влияние на Д16Т напрямую связано с образованием соединения FeNiAl9, как видно из формулы в нем нет и следов пребывания меди.

Специалисты по цветным металлам знают, что наличие одного железа в химическом составе алюминиевого сплава заметно ухудшает его характеристики. Оно способствует образованию пластин феррума. Это явление существенно понижает прочностные характеристики сплава Д16Т. Именно поэтому ГОСТ жестко нормирует содержание железа в Д16Т.

Аналоги

Технические параметры алюминия Д16Т привели к тому, что его производят более чем десяти странах мира. Ниже приведены аналоги сплава, который производят в в индустриально развитых странах мира, в США сплав называется 2024. В Германии 3,155, в странах Европейского союза сплав носит название ENAW-2024.

Номенклатура выпускаемой продукции чрезвычайно широка, это можно объяснить высокой популярностью металла, возникшей вследствии его широкого применения. Предприятия цветной металлургии, расположенные в нашей стране, выпускают следующую номенклатуру продукцию:

  • трубный прокат разного диаметра — ГОСТ 18482-79;
  • прутки разного калибра и исполнения — ГОСТ 21488-97, ГОСТ 51834-2001;
  • лента в различном состоянии — ГОСТ 13726-97;
  • профили разного сечения и размеров — ГОСТ 8617-81
  • плиты — ГОСТ 17232-99

Термическая обработка сплава Д16Т

Для повышения рабочих свойств Д16Т подвергают термической обработке, которая проходит в несколько этапов.

На первом этапе выполняют закаливание при температуре 495 – 505 ºC. Более высокие температуры использовать нежелательно, так как возникает такое явление, как пережог. Он приводит к резкому падению некоторых параметров Д16Т.

На втором этапе дюраль закаливают в воде, при этом важную роль играет ее температура. Оптимальная температура закаливания составляет 250-350 ºC. Именно по достижению этих температур сплав получает предельную стойкость к межкристаллической коррозии.

На третьем этапе сплав подвергают старению. Для этого он выдерживается несколько дней (обычно 4 – 5 дней) при температуре 18 – 20 ºC.

По окончании проведения вышеперечисленных операций сплав марки Д16Т получает твердость 125 – 130 по НВ. Это самый высокий показатель среди всего семейства дюралей.

Обрабатываемость

Д16Т относят к деформируемым алюминиевым сплавам, из которых производят полуфабрикаты – листы, плиты и пр. Кроме того, из него получают поковки и штамповки, которые получают на прокатных станах, прессах и экструзивном оборудовании.

Сплав этого типа довольно легко обрабатывается резанием. Для него применяют стандартные режимы резания при обработке имеет смысл использовать смазочно – охлаждаемые жидкости. Но в некоторых случаях для обработки заготовок из дюраля необходимо подбирать специальный инструмент.

Область применения проката Д16Т

Физико – химические параметры сплава применяют для производства различного проката и заготовок. Металл нашел применение в различных отраслях, например, из него производят элементы фюзелажей, плоскостей, силовых элементов конструкции (элероны, лонжероны и пр.) летательных аппаратов.

Кроме того из Д16Т производят элементы управления авиационной техникой – тяги, кронштейны и пр. Не менее широкое применение этот металл нашел и в космической промышленности.

В целях облегчения конструкций дуралюмин используют при строительстве судов разного типа начиная от моторных лодок и заканчивая океанскими лайнерами. Ни один современный станок, не обходится без деталей выполненных из дюраля. Причем из него могут быть изготовлены и ответственные детали и не очень.

Высокая стойкость к коррозии позволяет его использовать при изготовлении уличных указателей, рекламных конструкций, дорожных знаков и много другого.

Не обошла своим вниманием материал и нефтедобывающая промышленность. Так, из материала производят трубы нефтяной нормали. Оборудование, которое задействовано на эксплуатации скважины и изготовленное с применением труб и арматуры, произведенной из Д16Т способно проработать бесперебойно, а главное, безотказно порядка восьми лет.

Дуралюмин обладает свойствами, которые близки к некоторым видам стали. Но при этом, он значительно легче примерно в три раза. Его легко транспортировать и он легко обрабатывается. Но в отличие от многих материалов, дюралюминий, при работе в среде, с повышенной температурой начинает активно корродировать. Но это решаемая проблема. Для снижения коррозийных явлений в расплав добавляют ингибиторы, создающие на поверхности заготовки оксидную пленку.

Читайте также  Производство РТИ по чертежам заказчика

Маркировка алюминиевых сплавов.

Листы марки Д16АТ имеют наилучшие конструкционные показатели среди прочих видов поката из сплавов алюминия. В закалённом и естественно состаренном состоянии листы имеют наибольшую прочность в пределах до 80 ˚C, но так как при более высоких температурах механические показатели изделий из Д16Ат падают, в таких случаях применяется прокат их этого сплава после закалки и искусственного старения, которое, хотя и негативно сказывается на прочности материала, но предотвращает дальнейшую деградацию качеств в пределах о 120 ˚C.

Конструктивные особенности и производство алюминиевого листа

Лист алюминиевый изготавливается по ГОСТу в соответствии с нормативными требованиями методом горячего или холодного проката. Холодная катка применяется при производстве листов толщиной до 6 мм. В случае более толстой продукции применяется горячий метод производства.

Для придания листам из алюминия дополнительных прочностных и эксплуатационных характеристик, их подвергают постобработке – плакировке. Этот способ предполагает нанесение на поверхность слоя алюминия, меди или стали. В зависимости от назначения плакировки – антикоррозионная защита, улучшение технологических характеристик в процессе проката, повышение эстетических свойств изделия – состав покрытия и его толщина могут быть различными.

Химические и электротехнические свойства Д16АТ (Д16Т)

Химический состав сплава, из которого изготавливаются листы Д16АТ эквивалентен Д16Т по ГОСТ 4784-97. Д16 – термоупрочняемый сплав, который можно облагородить до или после изготовления детали. Что касается механических свойств материала, то после закалки и естественного старения, материал прибавляет к прочности и твёрдости более чем в два раза, что видно из указанной таблицы. Теплопроводность же и электропроводность после закалки и старения падают где-то в 1,5 раза.

Сфера применения алюминиевого листа

Листовой алюминий – один из наиболее востребованных и широко используемых видов металлопроката. Его активно применяют в следующих отраслях народного хозяйства:

  • строительство;
  • машиностроение;
  • судо- и авиастроение;
  • производство холодильных установок;
  • пищевая промышленность;
  • медицина и фармакология.

Этот вид алюминиевого металлопроката применяется там, где необходимо обеспечить высокую прочность с использованием максимально легковесных конструкций, а также на предприятиях и в заведениях, где важны эстетическая и гигиеническая составляющие.

Виды проката Д16АТ – свойства материала

С маркировкой Д16АТ выпускаются только три вида металлопроката, не считая листов после закалки и искусственного старения (T1).

Под этой маркой выпускаются:

  • Листы Д16АТ по ГОСТ 21631 (после закалки и естественного старения, или после старения и нагартовки);
  • Плиты Д16АТ после закалки и естественного старения по ГОСТ 17232-99.

Учитывая склонность материала к коррозии, все листы без исключения из него выпускаются с нормальной плакировкой АД1пл.

Лист алюминиевый рифленый

Алюминиевый лист рифлёный очень часто используется при создании лестничных ступеней, перекрытий и переходов между конструкциями, эстакадами на предприятиях благодаря своей антискользящей поверхности.

Кроме того, не стоит сбрасывать со счетов возможность использования этого материала для отделки помещений: облицовка металлом поверхностей в производственных или складских помещениях позволяет обеспечить длительную эксплуатацию здания без необходимости ремонта даже в самых неблагоприятных условиях работы (при высокой влажности, присутствии агрессивных сред, возможных механических повреждениях и т.п.).

Алюминиевый рифлёный лист также отличается низким весом материала и матовой шероховатой поверхностью, которая благодаря выпуклому рисунку не допускает скольжения. Узоры на материале всегда располагаются под определённым углом по отношению друг к другу. Технические характеристики материала могут быть улучшены с использованием технологии анодирования или плакирования (нанесения на поверхность алюминия инородного металла для повышения коррозионной стойкости материала).

Маркировка алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы маркируют буквенно-цифровой маркировкой (табл. 4.4) или цифровой (рис. 4.1).

Буквы означают соответствующую группу, а цифры указывают номер сплава или содержание основного легирующего элемента в процентах.

Сочетание букв АМг или АМц означает сплав Al с Mg или Mn, соответственно. У сплавов Al – Mg цифра характеризует среднее содержание Mg (в %). Так, сплавы АМгЗ, АМг5 и АМг6 содержат соответственно 3; 5 и 6% Mg.

Высокопрочные сплавы (В) системы Al – Zn – Mg – Cu имеют первую цифру 9; вторая цифра указывает номер сплава (например, В93, В94, В95).

АД — означает A1 деформируемый.

Д — означает сплав типа дуралюмин – системы Al – Сu – Mg.

АК — означает группу алюминиевых ковочных сплавов. Цифры показывают номер сплава; дополнительная цифра 1 указывает модификацию сплава (например, АК4 и АК4-1).

Состояние при поставке сплавов, не упрочняемых термообработкой, обозначают буквами, следующими после маркировки: А – сплав повышенного качества; М – мягкий, отожженный; П – полунагартованный; Н – нагартованный.

Состояние при поставке сплавов, упрочняемых термообработкой, имеет буквенно-цифровую индексацию, следующую после маркировки: М – мягкий, отожженный; Т – термически обработанный, закаленный и естественно состаренный; Т1 – термически обработанный, закаленный и искусственно состаренный; Н – нагартованный; H1 – усиленно нагартованный и т. д.

Литейные алюминиевые стали обозначаются АЛ и цифрой, показывающей условный номер сплава (например, АЛ2, АЛЗ, АЛ4).

Наряду с этим имеется буквенно-цифровая маркировка технологической обработки полуфабрикатов и изделий, качественно отражающая механические, химические и другие свойства сплава. Например, обозначения режимов термической обработки литейных алюминиевых сплавов следующие: Т1 – старение; Т2 – отжиг; Т4 – за­калка; Т5 – закалка и частичное старение; Т6 – закалка и полное старение до наибольшей твердости; Т7 – закалка и стабилизирующий отпуск; Т8 – закалка и смягчающий отпуск.

Примеры обозначения сплавов с помощью буквенно-цифровой и цифровой маркировок приведены в табл.4.4. и 4.5.

Марки алюминия и его сплавов.

Марки алюминия первичного:

А0, А5, А5Е, А6, А7, А7Е, А8, А85, А95, А97, А99, А995, А999;

Алюминий технический:

АД,АД0, АД00, АД000, АД00Е, АД0Е, АД1, АДоч, АДС, АДч;

Алюминий для раскисления:

АВ86, АВ86Ф, АВ88, АВ88Ф, АВ91, АВ91Ф, АВ92, АВ92Ф, АВ97, АВ97Ф;

Алюминиевые литейные сплавы:

АК21М2.5Н2.5, АК4М4, АК5М2, АК5М7, АК7, АК7М2, АК9, АЛ1, АЛ11, АЛ13, АЛ19, АЛ2, АЛ21, АЛ22, АЛ23, АЛ23-1, АЛ24, АЛ25, АЛ26, АЛ27, АЛ27-1, АЛ28, АЛ29, АЛ3, АЛ30, АЛ32, АЛ33, АЛ34, АЛ4, АЛ4-1, АЛ4М, АЛ5, АЛ5-1, АЛ6, АЛ7, АЛ7-4, АЛ8, АЛ9, АЛ9-1, В124, В2616, ВАЛ10, ВАЛ10М, ВАЛ11, ВАЛ12, ВАЛ8;

Алюминиевые деформируемые сплавы:

1201, 1420, АВ, АД31, АД33, АД35, АК4, АК4-1, АК6, АК8, АМг1, АМг2, АМг5, АМг5П, АМг6, АМц, АМцС, АЦпл, В65, В93, В94, В95, В95П, В96, В96ц, В96Ц1, ВД17, Д1, Д12, Д16, Д16П, Д18, Д19, Д1П, Д20, Д21, ММ;

Алюминиевые антифрикционные сплавы:

АМСТ, АН-2.5, АО20-1, АОЗ-1, АОЗ-7, АО6-1, АО9-1, АО9-2, АО9-2Б, АСМ.

Буквенно-цифровая маркировка алюминиевых сплавов.

Принцип классификации Сплав
Название обозначение
По химическому составу АМг, АМц
По названию сплава Дуралюмин Д1,Д6
По технологическому назначению Ковочный АК6, АК8
По свойствам Высокопрочный В95, В96
По методу получения полуфабрикатов и изделий Спеченный Литейный САП, САС, АЛ2
По виду полуфабрикатов Проволочный Амг5П

Примеры маркировки алюминиевых сплавов.

Рис. 4.1. Принципы цифровой маркировки алюминиевых сплавов.

Классификация алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы в основном подразделяются на деформируемые (поддающиеся обработке давлением в катаном или прессованном виде) и литейные (обрабатываемые методами литья). В производстве порошковых, гранулируемых сплавов и композиционных материалов в той или иной мере используются процессы пластической деформации и литья.

Алюминиевые сплавы разделяют также по способности упрочняться термической обработкой на упрочняемые (закалка с 435 – 545°C, естественное старение при 20°C или искусственное — при 75 – 225°С, 3 – 48 ч) и не упрочняемые при обработке. Сплавы могут подвергаться гомогенизационному (480 – 530°C, 6 – 36 ч), рекристаллизационному (300 – 500°C, 0,5 – 3 ч) и разупрочняющему (закаленные и состаренные сплавы — 350–430°C, 1 – 2 ч) отжигам. Деформируемые сплавы после обработки давлением и последующей термической обработки по механическим свойствам превосходят литейные сплавы. Литейные сплавы отличаются повышенным содержанием легирующих элементов, а эвтектическая структура (15 – 20 % объема) обеспечивает жидкотекучесть и более низкую температуру плавления.

Деформируемые сплавы применяют для изготовления несложных по конфигурации деталей, воспринимающих, однако, повышенные нагрузки. Литейные сплавы используют для изготовления деталей сложной формы, воспринимающих меньшие нагрузки.

Границей деформируемых и литейных алюминиевых сплавов служит предел насыщения твердого раствора при эвтектической температуре (рис. 4.2)

Рис. 4.2. Классификация алюминиевых сплавов по диаграмме состояния системы Al – X, где X – легирующий элемент.

Состав алюминиевых сплавов в процентах, термически не упрочняемых обработанных.

Оцените статью
Добавить комментарий