Характеристики алюминиевых сплавов
Сплавы на основе алюминия могут обладать самыми различными характеристиками, так как при их получении проводится смешивание различных примесей
Именно поэтому рассматривая механические свойства алюминиевых сплавов следует уделить внимание тому, какие именно элементы входят в состав
Для начала отметим классификацию материалов, которые получаются при соединении меди и алюминия. Они делятся на три основные группы:
- Действующие элементы медь и алюминий.
- Действующие элементы медь, магний и алюминий.
- Сочетание меди, алюминия и магния с добавлением легирующих элементов (в основном марганца).
Последняя группа сегодня получила довольно большое распространение, так как температура плавления алюминиевых сплавов, входящих в нее, довольно высока. Сплавы последней группы называют дюралюминием.
Рассматривая дюралюминий уделим внимание нижеприведенным моментам:
- В состав данного сплава входят железо и кремний. В большинстве случаев подобные легирующие элементы воспринимаются как вещества, ухудшающие эксплуатационные качества. В данном случае железо способствует повышению жаростойкости, а кремний позволяет с высокой эффективностью провести старение.
- Входящие в состав магний и марганец повышают прочность. За счет их включения в состав стало возможно использовать дюралюминий при производстве обшивочных листов для высокоскоростных поездов и летательных аппаратов или самолетов.
Среди основных особенностей можно отметить нижеприведенные моменты:
- С увеличением концентрации магния повышается прочность, но уменьшается коррозионная стойкость.
- Прирост магния на 1% приводит к повышению прочности примерно на 30 000 Па.
- В большинстве сплавов не более 6% магния. Это связано с тем, что слишком большая концентрация станет причиной покрытия всей поверхности коррозией. Также большая концентрация марганца становится причиной неоднородности структуры, неравномерная нагрузка может стать причиной появления трещины или другой деформации.
Сочетание алюминия с марганцем практически не подвергают термической обработке. Это связано с тем, что даже при соблюдении условий проведения закалки существенно изменить эксплуатационные качества сплава не получится. Плотность алюминиевого сплава может колебаться в достаточно большом диапазоне: от 2 до 4 грамм на кубический сантиметр.
Рассматривая слав, прочность которого имеет рекордные показатели, следует уделить внимание сплаву алюминия с цинком и магнием. При применении современных технологий производства можно добиться качеств, которые будут характерны для титана. Среди особенностей подобного сплава отметим:
Среди особенностей подобного сплава отметим:
- Термическая обработка становится причиной растворения цинка, за счет чего предел прочности алюминиевого сплава возрастает в несколько раз.
- Применять подобный материал в электрической промышленности нельзя, так как прохождение электричества становится причиной существенного снижения коррозионной стойкости.
- Коррозионная стойкость в некоторых случаях повышается путем добавления меди, но все же она становится низкой.
В литейной промышленности весьма большое распространение получили алюминиевые сплавы, которые в своем составе имеют кремний. Тот момент, что при термической обработке кремний отлично растворяется в алюминии, позволяет использовать металл при фасонном или формовочном литье. Получаемые изделия хорошо обрабатываются резанием, а также обладают повышенной плотностью.
Примером можно назвать то, что железо добавляется в состав для упрощения процесса отделения детали от формы. В состав могут добавляться титан, который существенно повышает показатель прочности.
Подводя итоги по характеристикам алюминиевых сплавов можно отметить нижеприведенные моменты:
- Предел текучести может варьироваться в достаточно большом диапазоне.
- Температура плавления алюминия может изменяться в зависимости от того, какие применялись легирующие вещества.
- Прочность материала можно существенно повысить.
- Некоторые легирующие элементы снижают коррозионную стойкость, улучшая другие эксплуатационные качества. Именно поэтому проводится покрытие поверхности защитными веществами.
Из-за легкости и прочности, а также относительно высокой коррозионной стойкости алюминиевые сплавы получили достаточно широкое применение. Альтернативных материалов, которые обладают подобными свойствами и низкой стоимостью, практически нет.
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:
- Высокая стабильность структуры. За счет этого изготавливаемые изделия могут прослужить долго и выдерживают существенное воздействие со стороны окружающей среды.
- 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.
- Повышенное сопротивление к микроскопической деформации в процесс эксплуатации. Это связано с тем, что модуль упругости имеет довольно высокое значение.
- 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.
Дюралюминий Д16АТ – основной материал клинков “Зброевы фальварак”
Уже как 7 лет, с момента создания нашего объединения и все эти семь лет, мы работаем с дюралюминием, а именно, с маркой дюраля: Д16АТ. Который, наряду со сталью 65г, стал для нас основным материалом клинков.
Д16АТ данный вид материала попал в наши руки в первые дни основания мастерской, из него и появились наши первые клинки. С давних пор, в мире ролевых игр и исторического фехтования, считается, что Д16АТ, это наилучший материал для «относительно» безопасного клинка.
Внешне при полировке, дюраль Д16АТ фактически невозможно отличить от полированного стального клинка. И только специалист может понять разницу между этими двумя металлами.
За всю историю использования клинкового оружия из дюраля, не было ни одной случая тяжелой травмы от его применения. В то время, как стальное клинковое оружие постоянно таит в себе угрозу получения травмы.
Дюраль или дюралюминий — сплав алюминия, основными легирующими элементами которого являются медь (4,4% массы), магний (1,5%) и марганец (0,5%). Дюраль листовая отличается высокой прочностью, достигающейся за счет термообработки: закалки и естественного или искусственного старения. Также листы дюралевые характеризуют высокая статическая прочность — до 450-500 МПа, высокая усталостная прочность и вязкость разрушения.
Алюминий — долговечный, высокопрочный и легкий, устойчивый к коррозии, деформации и воздействиям внешней среды, эстетичный и простой в обслуживании алюминий является одним из самых востребованных металлов в современной промышленности.
Первое применение дюралюминия — изготовление каркаса дирижаблей жесткой конструкции. Один из распространенных теперь сплавов был получен в промышленных масштабах в 1911 году в немецком городе Дюрене. Новый сплав, названный в честь города дюралюминием, вскоре стал известен во всем мире.
Дюралюминий — основной конструкционный материал в авиации и космонавтике….
А также, как понятно из нашей статьи, в производстве клинков для ролевых игр, исторического фехтования и прочего…
Под маркой Д16АТ изготавливаются листы или плиты из дюралюминия Д16. Состояние материала поставки листового поката Д16АТ – твёрдое – после закалки и старения. Плакировка – нормальная.
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.
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.
Аналогам для производства клинкового оружия, может быть В95. Однако, на практике мы не использовали. Как вы можете увидеть по таблице, свойства Д16АТ и B95 схожи.
Клинки из дюраля значительно дешевле стальных, выглядят же, точно также как стальные. Прекрасный вариант для косплея, для ролевых игр, исторического фехтования и просто подарок.
7 лет работы доказывают верность моих утверждений!
Проходите в нашу галерею и смотрите, как это все выглядит: Оруженйная
Сферы применения
Из дюралюминия делают листы, прутки, плиты, проволоку. Эти материалы используют для изготовления различных деталей.
Основные области применения:
- Авиатехника. Важным направлением является применение дюраля в самолетостроении и постройке других летательных аппаратов — космических ракет, дирижаблей. Из этого состава делают обшивку, детали рулевой тяги, силовые элементы и т.п.
- Строительство. В этой отрасли широко используются листы, трубы, уголки и пр.
- Автомобилестроение. Из сплава изготавливают кузова, радиаторы и другие детали.
- Буровая промышленность. Из дюралюминия делают круги, буры и пр.
Дюралюминий часто используется в быту, например, в виде фольги для выпечки или обертки конфет.
Материал Д16 купить в Челябинске
Индивидуальная стоимость выстраивается за счет персонального общения с каждым потенциальным заказчиком. Менеджеры учитывают объем сделки, делают скидки постоянным клиентам и ведут открытый диалог. В результате, даже при возникновении спорных ситуаций мы способны найти компромисс и прийти к решению, удовлетворяющему обе стороны.
Доставка
Работы по осуществлению логистики входят в пакет наших профессиональных услуг. Мы постоянно совершенствуем свои знания, приобретаем новейшую технику, для того, чтобы груз был доставлен в любую точку России.
Наличие собственных железнодорожных подъездов заметно увеличивает скорость отгрузки и последующей доставки. Имея такие ресурсы, мы гарантируем доставку грузов любого объема и габаритов. Такой профессиональный подход и делает нас лидерами на рынке металлопродукции.
Виды сталей и особенности их маркировки
Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, при этом содержание последнего в ней составляет не более 2,14%. Углерод придает сплаву твердость, но при его избытке металл становится слишком хрупким.
Включая в состав стали легирующие элементы, ей можно придать требуемые характеристики. Именно таким образом, комбинируя вид и количественное содержание добавок, получают марки, обладающие улучшенными механическими свойствами, коррозионной устойчивостью, магнитными и электрическими характеристиками. Конечно, улучшать характеристики сталей можно и при помощи термообработки, но легирующие добавки позволяют делать это более эффективно.
Классификация сталей осуществляется и по их назначению. Так, выделяют инструментальные и конструкционные виды, марки, отличающиеся особыми физическими свойствами. Инструментальные виды используются для производства штамповых, мерительных, а также режущих инструментов, конструкционные – для выпуска продукции, применяемой в строительстве и сфере машиностроения. Из сплавов, отличающихся особыми физическими свойствами (также называемых прецизионными), изготавливают изделия, которые должны обладать особыми характеристиками (магнитными, прочностными и др.).
Классификация сталей по назначению
Стали противопоставляются друг другу и по особым химическим свойствам. К сплавам данной группы относятся нержавеющие, окалиностойкие, жаропрочные и др. Что характерно, нержавеющие стали могут быть коррозионностойкими и нержавеющими пищевыми – это разные категории.
Если рассматривать основные вредные примеси, то фосфор увеличивает хрупкость сплава, особенно сильно проявляющуюся при низких температурах (так называемая хладноломкость), а сера вызывает появление трещин в металле, нагретом до высокой температуры (красноломкость). Фосфор, ко всему прочему, значительно уменьшает пластичность нагретого металла. По количественному содержанию этих двух элементов выделяют стали обыкновенного качества (не более 0,06–0,07% серы и фосфора), качественные (до 0,035%), высококачественные (до 0,025%) и особовысококачественные (сера – до 0,015%, фосфор – до 0,02%).
Маркировка сталей также указывает на то, в какой степени из их состава удален кислород. По уровню раскисления выделяют стали:
- спокойного типа, обозначаемые буквосочетанием «СП»;
- полуспокойные – «ПС»;
- кипящие – «КП».
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.
Дюралюминий: особенности
Само наименование сплава пошло от торговой марки Dural, под которой был начат его выпуск. В русский язык оно пришло в начале двадцатого века и обозначает целую группу сплавов с алюминием в основе. Могут встречаться различные формы, например «дуралюминий» и «дюраль».
Области применения дюралюминия
Формула успеха дюралюминия была проста. Лёгкий вес и прочность нового продукта способствовали его быстрому распространению. Первым большим его применением стали конструкции каркаса дирижабля. Показал он себя отлично, и со временем ему находили место во всё больших отраслях машиностроения.
Авиастроители по достоинству оценили дюраль, и она быстро стала основой самолётостроения, а также в будущем основным конструкционным материалом в производстве космической техники.
Её применяют в производстве поездов. Дюралюминий в наши дни можно встретить даже на кухне в виде многочисленных бытовых предметов. А также активно используется дюралюминиевая фольга, в которой продают кондитерские изделия.
Активно используется сплав и в строительстве. Различные трубы, листы являются частями конструкций зданий.
Используется дюраль и в автомобилестроении, помогая инженерам уменьшить вес машины, улучшая технические показатели автомобиля. Благодаря устойчивости к высоким температурам, её можно использовать и для внутренних механизмов двигателя.
Дюралюминий лучше переносит вибрацию, чем сталь, что позволило применять его в буровых работах.
Можно заметить, что не все сплавы дюралюминия пригодны для сварки. Например, при строительстве самолётов для создания конструкций из деталей дюралюминия используются заклёпки. Они могут делаться из того же сплава дюралюминия, только пригодного для сварочных работ.
Дюраль: состав сплава
С течением времени состав сплава дюрали совершенствовался, появилось множество новых видов, их различия как в составе примесей, так и способе последующей обработки.
- Al+Cu+Mg. Этот тип называется дюралюмином. В зависимости от концентрации меди и марганца в сплавах меняются и его общие свойства и характеристики. Данный вид не имеет дополнительной защиты от коррозии, потому для его эксплуатации необходимо дополнительное покрытие для защиты от влаги.
- Al+Mg+Si. Такой тип называется «авиаль». Добавление к алюминию частей магния и кремния повысило коррозионную стойкость сплава. Для получения своих свойств сплав проходит термообработку при температуре около пятисот градусов по Цельсию и охлаждается в воде с температурой двадцать градусов с естественным старением около суток. Такая обработка позволяет эксплуатировать сплав в условиях повышенной влажности и под напряжением.
- Al+Mg, Al+Mn. Этот сплав имеет название «магналии». При его производстве не используется термическая обработка. Основными его плюсами является повышенная устойчивость к коррозии и хорошая пригодность к сварочным и паяльным работам.
Состав дюралюминия в процентах можно рассмотреть на примере состава сплава дюралюминий д16:
Al (Алюминий): 91 — 94.7%.
- Cu (Медь): 3.7−4.9%.
- Fe (Железо): 0.5%.
- Si (Кремний): 0.5%.
- Zn (Цинк): 0.25%.
- Mg (Магний): 1.1 — 1.8%.
- Cr (Хром): 0.1%.
- Mn (Марганец): 0.4% – 0.9%.
- Ti (Титан): 0.15%.
Могут добавляться маркировки, зависящие от форм выпуска сплава:
- «Т» — закалка в естественных условиях.
- «Т1» — после процесса искусственного старения.
- «А» — после покрытия специальными лаками и анодирования.
Свойства дюралюминия
Не смотря на попытки борьбы с коррозией путём добавления марганца и магния, дюралюминий все же ей подвержен и подвержен достаточно, чтобы на это обратить внимание. Потому, при эксплуатации необходимо защитить его при помощи какого-либо покрытия. Защита должна быть настолько тщательной, насколько это возможно
Защита должна быть настолько тщательной, насколько это возможно.
Дюраль отличается небольшим весом при большой прочности. Благодаря этому её и используют как основной конструкционный материал в космонавтике и авиации. Используется также в авиастроении, при производстве скоростных поездов и различных других областях машиностроения.
Средняя плотность дюралюминия 2500−2800 килограмм на кубический метр.
Дюралюминиевый сплав, в отличие от алюминия чистого, хорошо подходит к сварочным работам.
Обладает высокой устойчивостью воздействиям среды и низкой уязвимостью к разрушению.
Появление такого лёгкого и прочного материала позволило поднять машиностроение на новый уровень и построить такие технические проекты, которые ранее казались неосуществимыми.
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:
- Большая часть сплава – алюминий, концентрация которого доходит до показателя 94,7%.
- Остальная часть массы приходится на магний, медь и другие различные примеси.
- Включение в состав марганца определяет существенно увеличение коррозионной стойкости сплава Д16Т и увеличить некоторые механические свойства.
- 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.
Сплав Д16т
Д16т характеристики и расшифровка марки, сплав алюминия Д16т плотность, ГОСТ и другая информация.
Д16т – один из самых востребованных дюралюминиевых сплавов в судостроительной, авиационной и космической промышленности. Главное его преимущество заключается в том, что получаемый из него металлопрокат обладает:
- стабильной структурой;
- высокими прочностными характеристиками;
- в 3 раза более легким весом, чем стальные изделия;
- повышенным сопротивлением микроскопической деформации в процессе эксплуатации;
- хорошей механической обрабатываемостью на токарных и фрезеровочных станках, уступая лишь некоторым другим алюминиевым сплавам.
В связи с этим, изделия не требует дополнительной термообработки и позволяет избежать такой распространенной проблемы, как уменьшение размеров заготовок после естественной или искусственной закалки, которая характерна для изделий, выполненных из сплава Д16.
Сплав д16т: расшифровка марки
Химический состав дюралюминия Д16Т строго регламентируется ГОСТом 4784-97 и расшифровывается следующим образом:
- Д – дюралюминий;
- 16 – номер сплава в серии;
- Т – закаленный и естественно состаренный.
Дюралюминий Д16Т относится к алюминиевым сплавам системы Al-Сu-Mg, легируемым марганцем. Большую его часть составляет алюминий – до 94,7%, остальное приходится на медь, магний и другие примеси. Марганец увеличивает коррозийную стойкость сплава и улучшения его механические свойства, хотя и не образует с алюминием общих упрочняющих фаз, а лишь дисперсные частицы состава Al12Mn2Cu.
Негативно на характеристики д16т влияют включения железа, которое не растворяется в алюминии. Феррум кристаллизуется в дюралюминиевом сплаве в виде грубых пластин, существенно снижая его прочностные и пластичные параметры.
Кроме того, примеси железа связывают медь, в результате чего уменьшается прочность сплава, достигающих максимальных значений после естественного старения.
На западе существует аналог сплава Д16Т, плотность которого также равна 2,78 г/ кв. см., но маркируемого по-другому – 2024 т3511.
Термообработка сплава д16т
Дюралюминий Д16Т подвергается дополнительной обработке для улучшения его эксплуатационных качеств:
- В первую очередь проводится температурная закалка при 495-505 градусах. При более высоких температурах происходит пережог алюминия, приводящий к резкому снижению качественных характеристик сплава.
- Во-вторых, дюралюминий закаливается в холодной воде, причем большое влияние имеет температура охлаждающей воды. Самый оптимальный диапазон, при котором сплав достигает максимального сопротивления к межкристаллитной коррозии и питингу – 250-350 градусов.
- И в последнюю очередь дюралюминиевый сплав Д16Т подвергается естественному старению, которое проводится при комнатной температуре в течение 4-5 дней.
В результате после закалки и старения материал приобретает твердость, равную 125-130 НВ, которая является максимальной среди всех известных дюралюминов.
Сферы применения проката Д16Т
Ввиду высокой прочности, твердости и легкости, сплав Д16Т используется для изготовления различного металлопроката. Он востребован в различных промышленных областях:
- в конструкциях самолетов и судов и космических аппаратов;
- для изготовления деталей для машин и станков;
- для производства обшивки и лонжеронов автомобилей, самолетов, вертолетов;
- для изготовления дорожных знаков и уличных табличек.
Незаменимы трубы Д16Т при производстве нефтяного сортамента. Эксплуатационные колонны, собранные них способны обеспечить бесперебойную эксплуатацию скважины в течение 8 лет.
В отличие от стального трубного проката, дюралюминиевые трубы пластичны, легки в транспортировке, прочны и имеют гладкую поверхность.
Единственный минус труб Д16Т – склонность к коррозии при длительных нагревах, в агрессивной кислой или газовой среде.
Однако, данная проблема успешно решается с помощью неорганических ингибиторов, которые создают на поверхности труб толстую оксидную пленку и снижают их чувствительность к межкристаллитному разрушению.
У нас вы можете купить:
- Алюминиевые листы Д16АТ
- Алюминиевые плиты Д16Т
- Алюминиевые прутки Д16Т
Что такое плакирование алюминиевых плит
В зависимости от требований заказчика, дюралевую плиту купить можно с разным способом изготовления. В соответствии с требованиями ГОСТ 17232-99, плиты могут быть плакированными и неплакированными. Плакирование (плакировка) – приварка в процессе горячей пластической деформации покрытия на поверхность плиты. В качестве плакирующего слоя применяют технически чистый алюминий марки АД1пл с содержанием примесей не более 0,7%. Для плит применяют нормальное и технологическое плакирование. Нормальное (толщиной 2-4% от толщины листа) служит для повышения коррозионной стойкости дуралюминов типа Д16. Чистый алюминий образует тонкую защитную пленку оксида, надежно предохраняющую лист от коррозии.
Цель технологического плакирования (1,5% толщины) – повышение технологичности при горячей прокатке с большими обжатиями. Технологическое плакирование коррозионную стойкость практически не повышает.
При плакировании к маркировке добавляются индексы «А» – нормальное и «Б» – технологическое плакирование.
