Сплав Д16Т состав, свойства, область применения, аналоги

Д16Т дюраль алюминий — свойства, расшифровка алюминиевого сплава Д16Т СТИЛ-СЕРВИС

Характеристики алюминиевого сплава Д16T

В отличие от сплава Д16, дюраль Д16т поставляется после закалки и естественного состаривания. Материал выпускается по ГОСТ 4784–97 и по химическому составу практически не отличается от исходного сплава:

  • алюминия (Al) – около 90,9-94,7%;
  • меди (Cu) – в диапазоне 3,8-4,9%;
  • магния (Mg) – порядка 1,2-1,8%;
  • марганца (Mn) – в диапазоне 0,3-0,9%;
  • железа (Fe) – не более 0,5%;
  • кремния (Si) – не более 0,5%;
  • цинка (Zn) – до 0,25%;
  • титана (Ti) – не более 0,15%;
  • хрома (Cr) – до 0,1%;
  • примеси – до 0,15%.

Это алюминий повышенной прочности, в 3 раза легче стали, не уступающий ей по твердости и некоторым характеристикам. Основные легирующие элементы – марганец и медь, которые повышают потребительские качества, стойкость и долговечность материала.

Физические и механические параметры

Алюминий Д16т является термоупрочненным конструкционным материалом. Сплав проходит процедуру естественного состаривания еще на этапе изготовления заготовок. Характерные для Д16т характеристики (прочность, сопротивляемость деформациям, коррозийная стойкость, сопротивляемость агрессивным средам и пр.) материал проявляет при использовании в температурных условиях 120-230°С.

Материал пластичен, имеет низкую электропроводность и теплопроводность. Для сварки не предназначен, но поддается точечному способу сварки для неответственных конструкций. Основной недостаток – небольшая антикоррозионная стойкость. Она частично нивелируется планкированием, анодированием и некоторыми другими способами. Алюминиевый сплав Д16Т обрабатывается резанием, поддается ковке и другим способам обработки.

Зарубежная альтернатива Д16Т

У Д16т аналогов импортного производства и близких по параметрам сплавов много:

  • Швейцария – Al4Cu1.2Mg (стандарт SNV);
  • США – AA2124 или 2024;
  • Германия – сплавы AlCuMg2 или 3.1355 (стандарты DIN или WNr);
  • Италия – P-AlCu4.4MgMn (UNI);
  • ЕС – ENAW-2024 или ENAW-AlCu4Mg1 (стандарт EN);
  • Франция – 2024 или A-U4GI (AFNOR);
  • Inter – 2024 или AlCuMg1 (ISO);
  • Польша – AICu4Mg2 (стандарт PN);
  • Чехия – 424203 (стандарт CSN);
  • Австрия – AICuMg2 (стандарт ONORM).

Области применения сплава

Использование Д16Т обусловлено характеристиками материала. Он востребован в аэрокосмической отрасли (обшивка, тяги и лонжероны, каркас и пр.), автомобильной промышленности (кузова, трубопроводы, мелкие детали и пр.), производства элементов крепежа. Выпускается из термоупрочненного сплава и несколько типов проката:

  • листовой алюминий;
  • труба Д16т;
  • алюминиевые плиты;
  • уголок и прутки;
  • круг алюминиевый Д16т.

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.

Читайте также:  Двигатель Z18XER характеристика, конструкция, особенности, обслуживание, ремонт, тюнинг

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.

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.

Читайте также:  Масло Лукойл Люкс 5W40 синтетика отзывы специалистов

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.

Международные серии алюминиевых сплавов

В основе современной международной классификации деформируемых алюминиевых сплавов лежит цифровая классификация Американской алюминиевой ассоциации, введенная в 1954 году, согласно которой каждому сплаву присваивается «номер» из 4-х цифр.

Ниже идет речь от деформируемых алюминиевых сплавах. По обозначениям литейных алюминиевых сплавов см. здесь.

Международные обозначения алюминиевых сплавов

  • Первая цифра указывает на главный легирующий элемент, который формирует серию (группу) сплавов с аналогичными свойствами.
  • Две последних цифры присваиваются очередному сплаву из этой серии.
  • Вторая цифра обозначает модификацию сплава. Например, сплав 6463 является модификацией сплава 6063 с несколько более жесткими ограничениями на содержание некоторых легирующих элементов и примесей, таких как железо, марганец и хром, для получения лучшего качества при окончательной отделке поверхности, например, при анодировании.

Международные и европейские стандарты

Международный стандарт ISO 209-1 и европейский стандарт EN 573 включают в дополнение к цифровым обозначениям еще и дополнительные «химические» обозначения. В последней редакции межгосударственного стандарта ГОСТ 4784-97 “Алюминий и сплавы деформируемые” в дополнение к традиционным «советским» обозначениям, добавлены цифровые и химические обозначения ближайших сплавов-аналогов по стандарту ISO 209-1.

Серия 1ххх – технический алюминий

Эта серия создана для технически чистого алюминия с содержанием алюминия не менее 99 %. Обозначения сплавов в серии 1ххх назначаются в зависимости от степени чистоты алюминия и вида примесей, основными из которых являются железо и кремний. Основными применениями сплавов этой серии являются электрические проводники, а также химическое оборудование, поскольку отличительными свойствами сплавов этой серии являются хорошая электропроводность и коррозионная стойкость.

  • Последние две цифры обозначения сплава указывают на две цифры справа от десятичной точки (запятой) процентного содержания алюминия. Например, 1050 обозначает сплав, у которого содержание алюминия составляет 99,50 %.
Читайте также:  Что такое сайлентблок назначение, виды, замена сайлентблоков Авто-Ремонт

Серия 2ххх – сплавы алюминия с медью

Главным легирующим элементом этой серии является медь, что обеспечивает сплавам высокую прочность, но приводит к пониженной коррозионной стойкости.

  • Эти сплавы были среди первых алюминиевых сплавов и их назвали дюралюминами.
  • Сплав 2024 (наш Д16) является, наверное, самым известным и наиболее широко применявшимся «самолетным» сплавом.
  • В настоящее время большинство сплавов этой серии потеряли свою былую популярность, поскольку они имеют недостаточную коррозионную стойкость при работе на открытом воздухе без защитного покрытия, а также трудно поддаются сварке.

Серия 3ххх – сплавы алюминия с марганцем

Марганец является главным легирующим элементом серии 3ххх, повышая прочность нелегированного алюминия где-то на 20 %. Коррозионная стойкость и обрабатываемость этих сплавов очень высокая. Самый популярный сплав серии – 3003 (АМц по ГОСТ 4784). Сплавы этой серии нередко применяют в строительстве, при устройстве дождевых водостоков, кровли и облицовки зданий.

Серия 4ххх – кремнистые сплавы алюминия

Это довольно экзотическая серия сплавов имеет кремний главным легирующим элементом. Медь, магний и бериллий могут добавляться как дополнительные легирующие элементы. Подавляющее большинство сплавов этой серии являются нетермоупрочняемыми, но есть и исключения. Содержание кремния может достигать 13,5 % для снижения температуры начала плавления и повышения текучести, что очень важно, поскольку большинство этих сплавов применяются для изготовления проволоки и прутков для сварки и пайки.

Серия 5ххх – сплавы алюминия с магнием

В сплавах серии 5ххх основной легирующий элемент – магний. В результате получают прочные, стойкие к коррозии, хорошо свариваемые алюминиевые сплавы. Эти сплавы применяются для изготовления корпусов судов и другой морской техники, сварочной проволоки и сварных резервуаров. Прочность сплавов этой серии прямо пропорциональна содержанию магния, которое может достигать 6 %.

Серия 6ххх – сплавы алюминия с магнием и кремнием

Сплавы этой серии содержат магний и кремний от 0,2 до 1,8 % в пропорциях для образования силицида магния Mg2Si. Эти сплавы имеют хороший баланс коррозионной стойкости и прочности.

  • Популярным конструкционным материалом является сплав 6061 (АД33), который по пределу текучести близок к малоуглеродистым сталям.
  • Подавляющее большинство алюминиевых профилей производится из аналогичных сплавов 6060 и 6063 (европейский и американский аналоги нашего АД31). Из таких профилей изготавливают все алюминиевые строительные ограждающие конструкции (фасады, окна и двери).

Серия 7ххх – алюминиево-цинковые сплавы

Главный легирующий элемент сплавов этой серии – цинк. Серия 7ххх включает два типа сплавов:

  • сплавы Al- Zn – M g, например, 7005 (аналог 1915) и
  • сплавы Al – Zn -Mg- Cu , например, 7075 (близок к В95).

Добавки меди к сплавам Al- Zn – M g вместе с небольшими количествами хрома и марганца дают самую высокую, которая только возможна для алюминиевых сплавов. В некоторых сплавах предел прочности может превышать 600 МПа. Хотя медь и снижает общую коррозионную стойкость, она повышает сопротивление коррозии под напряжением.

Серия 8 ххх – все остальные алюминиевые сплавы

Эта серия включает недавно разработанные сплавы, главные легирующие элементы которых отличаются от главных элементов других серий или по другим причинам не могут быть включены в «традиционные» серии. Например, в эту серию включены, в том числе

  • сплавы с литием для аэрокосмической промышленности (например, 8090);
  • сплавы с содержанием железа более 1 % для изготовления алюминиевой фольги (например, 8006, 8011, 8079, 8111);
  • сплавы, которые применяют для изготовление алюминиевых проводов (например, 8017, 8030, 8076, 8177).

Литий имеет значительно более низкую плотность, чем алюминий (0,53 г/см³), а его растворимость в алюминии относительно велика. Поэтому он может легировать алюминий в больших количествах и обеспечивать значительное снижение плотности алюминиевого сплава – до 10 % по сравнению с другими алюминиевыми сплавами.

Ссылка на основную публикацию
Создаем устройство для соединения JTAG-интерфейса спутникового ресивера
Страничка эмбеддера; Самодельный отладчик для ARM (j-link v5) Для многих любителей, самое болючее в переходе на новую процессорную архитектуру –необходимость...
Снегоходы «Русской механики»
Тайга Варяг 500 - ТЕСТ 2015 г. в., 497 см3, 43 л. с., 265 кг, 232 000 руб. «Тайга Варяг...
Снимаем и разбираем руль ВАЗ 2107
Снять руль ВАЗ 2107 Если, Вы, пока еще, не очень опытный автолюбитель, и перед Вами, как раз сейчас, стала задача;...
Создание детали в КОМПАС-3D — пошаговая инструкция
Создание детали в КОМПАС-3D - пошаговая инструкция Создание деталей в КОМПАС не составит для Вас труда, если Вы хорошо ориентируетесь...
Adblock detector