Сплав д16 гнуть деталь термообработка

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. В связи с этим, его содержание в дюралюминии очень жестко ограничивается ГОСТом и не должно превышать массовой доли – 0,5-0,7%.

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:

1. В первую очередь проводится температурная закалка при 495-505 градусах. При более высоких температурах происходит пережог алюминия, приводящий к резкому снижению качественных характеристик сплава.
2. 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.
3. 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.

Тема раздела Общие вопросы в категории Модельные технологии; Нужно согнуть стойки на ероплан из 4мм дюраля Д16АТ. Как это cделать? Согнуть нужно угол 60 гр. Боюсь может лопнуть. .

Опции темы

Согнуть дюраль полосу

Нужно согнуть стойки на ероплан из 4мм дюраля Д16АТ.
Как это cделать? Согнуть нужно угол 60 гр. Боюсь может лопнуть.
Есть ли какая технология?

делать не прямые под 60, а полукруглые(скругленные) под меньшим углом, причем сильно меньшим. Пружинить будут лучше чем согнутые под углом прямо.

За один прогиб не больше 30 градусов .

а если попробовать нагреть место сгиба

Дюраль гнут в свежезакаленном состоянии. Он после закалки мягкий и легко гнется. Потом он стареет и становится прочным. Температуры закалки и искуственного старения уже не помню, поищите в справочниках.

Наберите в гугле "гибка дюраля", "закалка дюраля" и получите кучу информации.

Точне,после нагрева легко гнётся.Нагревать нужно примерно до 400гр.После гибки набирает ту же прочность за 4-8 недель.
Я убычно грею само место сгиба обычным строительным или автомобильным феном.

Нашол в гугле, но чему верить?
1. —
Попытки согнуть дюралевый лист в обычном холодном состоянии под малым радиусом приводят к появлению трещин в материале, поэтому необходима предварительная термообработка — отпуск. Заготовка нагревается до 350 °С, затем ей дают остыть на воздухе. После гибки деталь нужно вновь закалить нагревом до 500 °С и охлаждением в воде.

2.Термическая обработка дюралюминия состоит из двух этапов. Сначала его нагревают выше 500C. При этой температуре его структура представляет собой гомогенный твердый раствор меди в алюминии. Закалка (охлаждение в воде) позволяет сохранить такую структуру в течении нескольких суток при комнатной температуре. В этот момент дюралюминий гораздо более мягок и пластичен, чем после.
Структура закаленного дюралюминия имеет малую стабильность. При комнатной температуре она изменяется. Атомы избыточной меди группируются в растворе, располагаясь в порядке, близком к характерному для кристаллов химического соединения CuAl, но химическое соединение не образуется и не отделяется от твердого раствора. За счет неравномерности распределения атомов в кристаллической решетке твердого раствора возникают искажения решетки. Они приводят к значительному повышению твердости и прочности с одновременным снижением пластичности сплава.
Процесс изменения структуры закаленного дюралюминия при комнатной температуре носит название естественного старения. Оно наиболее интенсивно происходит в течение первых нескольких часов. Полностью завершается — через 4-6 суток, придавая сплаву максимальную для него прочность.

студент, кафедра ЕНД имени профессора В.М. Финкеля, СибГИУ,

РФ, г. Новокузнецк

д-р физ.-мат. наук, профессор, кафедра ЕНД имени профессора В.М. Финкеля, СибГИУ,

РФ, г. Новокузнецк

Новый метод получения сварных соединений, получивший название сварка трением с перемешиванием (СТП), был разработан Британским институтом сварки (TWI) в 1991 г. Интенсивное изучение данного метода, связанное с необходимостью совершенствования технологии и оборудования, позволило его внедрить за рубежом в производство высокотехнологичных изделий для вагоно-, судо-, авиастроение и т.д. Сварка трением с перемешиванием относится к процессам соединения материалов в твердой фазе и поэтому лишена недостатков, связанных с расплавлением и испарением металла [1].

Настоящая работа посвящена изучению сплава дюралюминий Д16, который благодаря своим физико-механическим свойствам превосходно деформируется в горячем или холодном состоянии, а поэтому широко используется при изготовлении труб, прутков, профилей, заклепок и листов. Так, листы и прессованные заготовки нашли широкое применение в авиации, из них изготавливают обшивку, детали каркасов, шпангоуты и тяги управления для самолетов.

Несмотря на широкое применение традиционных методов сварки их применение для сваривания изделий из сплава Д16 связано с некоторыми проблемами, которых лишен метод сварки трением с перемешиванием [2]. В этой связи требуются дополнительные исследования особенностей применения СТП соединений сплава Д16.

Химический состав исследуемого алюминиевого сплава Д16 приведен в таблице 1, а также ниже в таблице 2 приведены некоторые важные для реализации качества исследования исходные данные о состоянии сплава. [3]

Таблица 1.

Химический состав сплава Д16 [4]

Сплав Д16 имеет плотность, равную 2800 кг/м 3 , твердость HB 10 -1 = 42 МПа, получен в результате термообработки ‒ закалки при 485-503 °С (прессованные изделия), старения при t =180°C около 68 часов.

Механические свойства сплава Д16 [4]

Прокат

Толщина или

E, ГПа

σ_-1, ГПа

σ_в, МПа

σ_0,2, МПа

δ, %

Профиль прессованный закаленный и искусственно состаренный

Для исследования микроструктуры сплава методом оптической (световой) микроскопии образец неразъемного СТП соединения листового проката алюминиевого сплава Д16 был вырезан в поперечном сечении, затем был подвергнут грубой обработке наждачной бумагой разной зернистости (p400-p2000). Далее была произведена полировка алмазной пастой и промывание дистиллированной водой. Для вытравливания зерен был использован реактив Келлера составом: HF – 1 %, HCl — 1,5 %, — 2,5 %, – 95 %. Микроструктура поверхности сплава сварного изучена с помощью оптического микроскопа «Альтами МЕТ 1С». Были проведены измерения микротвердости микротвердометром ПМТ3 по методу Виккерса по всей длине образца с шагом 1мм, нагрузкой 50 г и временем выдержки 12 с.

На рисунке 1 представлено составное макроскопическое изображение неразъемного СТП соединения листового проката алюминиевого сплава Д16.

Рисунок 1. Составное макроскопическое изображение неразъемного СТП соединение листового проката алюминиевого сплава Д16.

1 – зона перемешивания (ЗП), 2 – зона термомеханического воздействия (ЗТМВ), 3 – зона термического воздействия (ЗТВ).

Микротвердость измерялась вдоль черной пунктирной линии

На рисунке 1 обнаруживается зонное строение металла вблизи шва 4-х характерных типов.

1. Зона перемешивания (ЗП), в которой непосредственно располагается сварочный шов (для нее характерен самый маленький размер зерна и, как следствие, самая большая прочность, объясняемые процессом рекристаллизации зерен).
2. Зона термомеханического влияния (ЗТМВ), расположенная вблизи от сварочного шва и сформированная в результате деформации и интенсивного теплоообмена с зоной с зоной перемешивания. Для этой зоны характерно изменение формы зерен в результате частичной рекристаллизации и в меньшей степени его размеров. Структура зоны характеризуется небольшой потерей прочности.
3. Зона термического влияния (ЗТВ), в которой зерна не деформируются, но принимают на себя часть тепла (энергии) от ЗП и ЗТМ. Зерна в этой зоне визуально не отличаются от зерен основного металла, однако здесь они характеризуются большей твердостью, и легче подвергаются травлению. Рекристализация зерен не происходит.
4. Основной металл – зона, которая не подвергалась никаким термическим или механическим воздействиям. Представляет собой структуру исходного металла.

Был проведен сравнительный анализ размера и формы зерна в соответствии с зонами, представленными на рисунке 1.

На рисунке 2 представлена микроструктура ЗП СТП соединения сплава Д16. Структура мелкозернистая со средним размером зерна d= 9,1±6,4 мкм (рис. 3).

Рисунок 2. Микроскопическое изображение микроструктуры зоны перемешивания в сплаве Д16

Неоднократное травление позволило установить, что зерна в этой области очень хорошо вытравливаются, особенно, когда сплав сваривается с таким же сплавом.

Рисунок 3. Распределение зерен по их размерам в зоне перемешивания

В зоне основного металла наблюдаются вытянутые зерна крупного размера порядка d= 132,7±22,2 мкм. Из изображений ЗП при больших увеличениях получено распределение зерен по размеру в этой области (рис. 4).

Рисунок 4. Распределение зерен по их размерам в зоне основного металла

Данная область характеризуется большим наличием частиц второй фазы, которые выпадают в процессе пробоподготовки образца, ввиду чего на изображении имеются ямки в виде черных точек и полос (рис. 5)

Рисунок 5. Изображение микроструктуры зоны основного метала в сплаве Д16

Как видно из гистограмм распределения размеров зерна в ЗП и ОМ, в первом случае размер зерна меньше, чем во втором. Таким образом, твердость материала в зоне перемешивания выше, чем в области основного металла. Это следствие можно подтвердить из закона Холла-Петча (σ_Τ = σ + Kd −1/2 ).

В работе были проведены измерения микротвердости на расстоянии, равноудаленном от поверхностей по всей длине поперечного сечения шва (рис. 1). По опытным данным была составлена таблица 2.

Таблица 2.

Результаты измерения микротвердости по всей длине поперечного сечения шва при сварке трением с перемешиванием сплава Д16

HV,

HV,