Механические свойства дюралюминия

Состав дюралюминия

Марка	Сu	Mn	Mg	Si	Fe
Д1 Д16	3,8–4,8 3,8–4,5	0,4–0,8 0,3–0,9	0,4–0,8 1,2–1,8	< 0,7 < 0,5	< 0,7 < 0,5

Сплавы Д1 – так называемый нормальный дюралюминий. Основной, упрочняющей фазой в этом сплаве является соединение CuAl₂.

Сплав Д16, так называемый супердюралюмин, содержит, по сравнению с нормальным дюралюминием, повышенное количество магния. В соответствии с этим основной упрочняющей фазой является фаза S (Al₂CuMg),что и обеспечивает более высокую прочность сплава Д16 по сравнению с Д1.

В табл. 1.3 приведены механические свойства указанных сплавов в разных состояниях.

Таблица 1.3.

Марка	Состояние, полуфабрикат	sв, МПа	s0,2, МПа	%
Д1	Отжиг Закалка + старение: прутки лист
Д16	Отжиг Закалка + старение: прутки лист

Режимы термической обработки сплавов:

– закалка с 495–505°С в воде для сплава Д1 и с 490–500°С в воде для сплава Д16;

– старение в обоих случаях при 20°С в течение 4 сут;

– cмягчающий отжиг проводят при 340–370°С.

Физические свойства этих сплавов в термически упрочненном состоянии практически одинаковы (различие в пределах точности измерения).

Заклепки из сплавов Д1, Д16 ставят не позднее, чем через 2 ч (Д1) или 20 мин (Д16) после закалки, когда сплав не начал еще заметно упрочняться в процессе старения; позднее ставить заклепки нельзя, так как в результате старения и снижения вследствие этого пластичности при расклепывании образуются трещины.

Разумеется, такая жесткая регламентация по времени создает технологические затруднения. Поэтому имеется сплав (Д18), специально предназначенный для заклепок, который можно расклепывать в состаренном состоянии. Этот сплав содержит пониженное количество упрочняющих элементов (меди, магния) и после закалки и старения имеет существенно более низкую прочность, но более высокую пластичность, чем, например, дюралюминий Д1.

Состав и механические свойства сплава Д18 следующие: 2,2–3% Сu; 0,2–0,5% Mg. После закалки с 495–505°С в воде и естественного старения s_в = 300 МПа, d = 24%, y = 50%: сопротивление срезу t_ср = 190 МПа.

Более высокую прочность можно получить у алюминиевых сплавов, содержащих в качестве основных присадок, кроме меди и магния, еще и цинк, т. е. у сплавов системы А1 – Mg – Cu – Zn.

В сплаве А1 + 10% Zn + 2% Mg (сплавы В95, B96) можно получить предел прочности до 600 МПа (табл. 1.4). Однако в условиях не очень активной коррозионной среды, даже такой, как дистиллированная вода, прочность резко падает. Недостаток этот устраняется добавкой ~ 2% Сu. Также влияет и малая присадка хрома или циркония.

Таким образом, применение получили сплавы не тройной Al – Zn – Mg, а четверной системы Al – Zn – Mg – Cu. Наиболее типичным представителем этой системы является сплав В95 (5–7% Zn; 1,8–2,8% Mg; 1,4–2% Сu; 0,1–0,25% Сr).

Основное упрочнение создается за счет растворения T -фазы (Al₂Mg₃Zn₃).

Таблица 1.4

Дата добавления: 2014-11-29