Алюминиевый сплав д16 характеристики
Содержание:
Всё о марке алюминия д16: расшифровка, свойства, цены, аналоги, контакты поставщика. Доставка стали д16 всегда вовремя.
На современном рынке конструкционных материалов сегодня можно встретить довольно большой выбор различных марок металлов. Для большинства покупателей их названия не известны. А ведь по маркировке можно легко узнать характеристики металла и его основные свойства.
Одним из таких сплавов является марка Д16. Мало кто знает, что это самый обычный и всем известный дюраль. Он очень широко используется в самых различных отраслях.
Особенности сплава и его состав
Д16 представляет собой алюминиевый сплав с добавлением различных легирующих элементов. Главной особенностью дюраля является тот факт, что это самый первый металл, при упрочнении которого начало применяться старение.
В качестве легирующих элементов в сплаве Д16 применяют медь (Cu 4,4%), магний (Mg 1,5%), марганец (Mn 0,5%) и очень незначительное количество кремния (Si до 0,5%), железа (Fe до 0,5%), хрома (Cr до 0,1%), титана (Ti до 0,15%) и цинка (Zn до 0,25%).
Чистый сплав Д16 применяется очень редко, так как он обладает недостаточной прочностью и твердостью. По этой причине дюраль закаляют и подвергают старению. Эти процессы заключаются в нагреве деталей до 500 градусов Цельсия и дальнейшем охлаждении в воде. Старение в свою очередь может применяться искусственное и естественное. При этом название сплава изменяется на Д16Т.
Д16Т является самым востребованным алюминиевым сплавом. Он легкий, прочный и имеет отличные показатели сопротивления усталостным нагрузкам.
| Список продукции из сплава | Цена |
|---|---|
| Листы дюралевые Д16 | от 241 ₽ за 1 кг |
| Трубы дюралевые Д16 | договорная |
| Прутки дюралевые Д16 | от 246 ₽ за 1 кг |
Основные характеристики и области применения
Благодаря очень низким показателям теплопроводности сплав Д16 прекрасно себя показывает при высоких температурах (от 120 до 250 градусов Цельсия). В этих пределах ему нет равных. Но изделия из данного сплава категорически запрещается использовать в условиях, когда температура выше 500 градусов Цельсия.
Применяют сплав Д16 в виде плит, листов, уголков и прутков разных размеров. Но лучше всего он себя демонстрирует в трубах, изготовленных для химической, нефтяной, газовой и пищевой промышленности. Также Д16 является материалом для изготовления заклепок.
Плюсы и минусы
Среди положительных характеристик, которыми обладает сплав Д16, можно выделить:
- высокая твердость и прочность;
- низкий вес;
- возможность применять при высоких температурах;
- низкая химическая активность.
Недостатки здесь также имеются, и они представляются в виде:
- образования межкристаллической коррозии;
- важности плакировать или анодировать изделия;
- плохой свариваемости для создания неразъемного соединения.
У Вас возникли вопросы/предложения?
Напишите нам или закажите звонок и мы свяжемся!
Эти сплавы называют дюралюминием, они представляют собой алюминий с добавкой нескольких процентов меди и легированный магнием. Химсостав у них идентичный, а буква в конце обозначает:
- Д16М — отожженный, мягкий
- Д16Т — закалённый, состаренный, твёрдый
Химический состав Д16 не отличается от химического состава Д16т и Д16м.
| Fe | Si | Mn | Cr | Ti | Al | Cu | Mg | Zn | Примесей | — |
| до 0.5 | до 0.5 | 0.3 — 0.9 | до; 0.1 | до 0.15 | 90.9 — 94.7 | 3.8 — 4.9 | 1.2 — 1.8 | до 0.25 | прочие, каждая 0.05; всего 0.15 | Ti+Zr |
| Сортамент | Размер |
Преде кратковременной прочности s в
Механические св-ва Д16 сильно зависят от термообработки. Так предел прочности при растяжении s в для листов из Д16т и Д16м различаются в 2 раза, порядка 20 кгс/мм2 для листов Д16АМ и 40 кгс/мм2 для листа Д16АТ.
| Твердость Д16Т после закалки и старения | HB 10 -1 = 105 МПа |
| Твердость Д16М Сплав отожженный | HB 10 -1 = 42 МПа |
| T Температура | Модуль упругости первого рода E 10 — 5 | Коэффициент температурного (линейного) расширения a 10 6 | теплоемкость l | Плотность r | Удельная теплоемкост C | Удельное электросопротивление R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м 3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 0.72 | 2770 | ||||
| 100 | 22.9 | 130 | 0.922 |
Такие свойства, как удельная плотность, теплоемкость, электропроводность одинаковы для Д16, Д16т, Д16м.
Термообработка Д16
Для увеличения прочности, дюралюминий Д16 подвергают температурной закалке, нагревая до 500 градусов и охлаждая до 250-350.
Закалку проводят в подогретой воде (в холодной воде появляются трещины), 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 производстве прокат из сплава Д16 подвергают искусственному старению, повышая температуру до 100 градусов, тогда это занимает несколько часов, а прочностные характеристики такие же, как и при естественном старении.
Предел прочности и твердость, отражающие сопротивление сплава макропластическим деформациям при кратковременных нагрузках, после начальных стадий старения (естественного старения или низкотемпературного искусственного старения дюралюминия) имеют наивысшие значения. После последующих стадий старения сплава уменьшается неоднородность выделений по объему, появляются выделения и в приграничной зоне, уменьшается скорость диффузионных процессов в сплаве, уменьшается запас химической свободной энергии и количество неравновесных вакансий. В связи с этим сопротивление микропластическим деформациям при кратковременном нагружении и длительных испытаниях в условиях релаксации напряжений, особенно при повышенной температуре, значительно повышается. Одновременно, поскольку при этом несколько уменьшается дисперсность выделений, наблюдается некоторое уменьшение сопротивления макропластической деформации (прочности и твердости) в сравнении с характеристиками сплава после начальных стадий старения. Дуралюминиевые сплавы по сравнению с другими алюминиевыми сплавами наиболее чувствительны к скоростям охлаждения при закалке, поэтому воду для закалки подогревают до 40-80 градусов.
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.
Отправить ответ