Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой

Дуралюмины. Дуралюмины называются сплавы Al-Cu-Mg, в который дополнительно вводят марганец. Типичный дуралюмином является сплав Д1, однако вследствие сравнительно низких механических свойств производство его заметно сокращается; сплав Д1 для листов и профилей заменяется Д16. Упрочнение дуралюмина при термической обработке достигается в результате образования зон ГП сложного состава и метастабильных фаз q и S.
Марганец повышает стойкость против коррозии, а присутствие в виде дисперсных частиц фазы Т (Al₁₂Mn₂Cu) повышает температуру рекристаллизации и улучшает механические свойства. В качестве примесей в дюралюминии присутствуют кремний и железо, которые, образуя грубые нерастворимые интерметаллические фазы, снижают трещиностойкость К_1с, т.е. облегчают распространение трещин при действии растягивающих напряжений, поэтому уменьшение содержания железа и кремния повышает вязкость разрушения.
Дуралюмин, изготавливаемый в листах, для защиты от коррозии подвергают плакированию, т.е. покрытию тонким слоем алюминия высокой чистоты, что заметно снижает прочность.
Упрочнение достигается закалкой и естественному старением, что обеспечивает более высокую коррозионную стойкость. Дуралюмины удовлетворительно обрабатываются резанием в закаленном состоянии и состаренном состояниях и плохо - в отожженном состоянии, хорошо свариваются точечной сваркой и не свариваются сваркой плавления вследствие склонности к образованию трещин. Из сплава Д16 изготавливают обшивки, шпангоуты, стрингера и лонжероны самолетов, силовые каркасы, строительные конструкции, кузова грузовых автомобилей.
Сплавы авиаль ( АВ). Эти сплавы уступают дуралюминам по прочности, но обладают лучшей пластичностью в холодном и горячем состояниях. Авиаль удовлетворительно обрабатываются резанием в закаленном и состаренном состояниях, и сваривается контактной и аргонодуговой сваркой. Сплав обладает высокой общей сопротивляемостью коррозии, но склонен к межкристаллитной коррозии.
Авиаль закаливается о 515-525⁰С с охлаждением вводе, а затем подвергают естественному старению (АВТ) или искусственному при 160⁰С 12 ч (АВТ1). Искусственное старение надо выполнять сразу после закалки. При увеличении перерывов между временем закалки и началом искусственного старения прочность сплава после старения уменьшается. Упрочняющей фазой в авиале является соединение Mg₂Si.
Из сплава АВ изготавливают различные полуфабрикаты, используемые для элементов конструкций, несущие умеренные нагрузки, кроме того лопасти винтов вертолетов, кованые детали двигателей, рамы, двери, для которых требуется высокая пластичность в холодном и горячем состояниях.
Высокопрочные сплавы. Предел прочности этих сплавов достигает 550-700 МПа, но при меньшей пластичности, чем у дуралюминов. Представителем высокопрочного алюминиевого сплава является В95 (таблица 50).
С увеличение содержания цинка и магния увеличивается доля упрочняющих фаз, которые повышая прочность, понижают пластичность и коррозионную стойкость. Добавки марганца и хрома улучшают коррозионную стойкость.
Сплавы закаливают от 460-470⁰С (с охлаждением в холодной или горячей воде) и подвергают искусственному старению при 135 - 145⁰С 16 ч. По сравнению с дуралюмином эти сплавы обладают большой чувствительностью к концентраторам напряжений и пониженной коррозионной стойкостью под напряжением. Сплав В95 хорошо обрабатывается резанием и сваривается точечной сваркой. Сплавы В95 рекомендуется для сжатых зон конструкций и для деталей без концентраторов напряжений.
Сплавы для ковки и штамповки. Сплавы этого типа отличаются высокой пластичностью и удовлетворительными литейными свойствами, позволяющие получить качественные слитки.
Сплав АК6 используют для деталей сложной формы и средней прочности. Сплав АК8 рекомендуется для тяжело нагруженных штампованных деталей. Он мене технологичен, чем АК6.
Ковку и штамповку сплава проводят пр 450-475⁰С. Их подвергают закалке и старению при 150-165⁰С 6 - 15 ч.. Образую упрочняющие фазы. Они хорошо обрабатываются резанием и удовлетворительно свариваются контактной и аргонодуговой сваркой. Сплавы склонны к коррозии под напряжением и межкристаллитной коррозии.
Жаропрочные сплавы. Эти сплавы используются для деталей. работающих при температуре до 300⁰С. Жаропрочный сплав имеет более сложный химический состав. Они дополнительно легируются железом, никелем, титаном, образуя ряд упрочняющих фаз, которые и обеспечивают высокую жаропрочность.
Высокая жаропрочность сплава Д20 достигается благодаря высокому содержанию меди, а также марганца и титана, замедляющих диффузионные процессы. Кроме того, титан задерживает процесс кристаллизации. Сплав АК4-1 закаливают при 530⁰С в холодной или горячей воде и подвергают старению.

Дата добавления: 2014-01-07