Конструкционные сплавы на основе системы Al—Cu—Mg

Конструкционные дюралюминиевые сплавы (дюраль, дуралюмин) Д1, Д16, Д19, ВД17 упрочняют термической обработкой, обладают высокими характеристиками механических свойств. Дуралюминами называют сплавы А1—Сu—Mg, в которые дополнительно вводят марганец. Упрочнение дуралюмина при термической обработке достигается в результате образования зон Гинье-Престона сложного состава или метастабильных фаз S' и θ' Марганец, хотя и не входит в состав упрочняющих фаз, но его присутствие в сплавах полезно. Он повышает стойкость дуралюмина против коррозии, а присутствуя в виде дисперсных частиц фазы Т (Al12Mn2Cu), повышает температуру рекристаллизации и улучшает механические свойства дуралюмина. В качестве примесей в дуралюмине имеются железо и кремний. Железо, (Mn,Fe)Al6 образуя соединение , кристаллизующееся в виде грубых пластин, понижает прочность и пластичность дуралюмина. Кроме того, железо образует соединение AL2Cu2Fe нерастворимое в алюминии, связывая медь в этом соединении, железо снижает эффект упрочнения при старении. Поэтому содержание железа не должно превышать 0,5—0,7%. Кремний образует фазы Mg2Si и W(AlxMg5Cu6Si4), которые растворяются в алюминии, и при последующем старении упрочняют сплав. Однако упрочнение от Mg2Si и W-фаз невелико, поэтому примесь кремния, уменьшая количество основных упрочняющих фаз S и θ, способствует снижению прочности. Химический состав (%) конструкционных сплавов типа дуралюмин (дюралюминий) *  В сплаве Д19 содержится 0,0002—0,005%   Be. Сплав Основные компоненты Примеси (не более) Си Mg Мп Fe Si Ni Zn Ti Прочие Каждая Сумма Д1 3,8—4,8 0,4—0,8 0,4—0,8 0,7, 0,7 0,1 0,3 0,1 0,05 0,1 Д16 3,8—4,9 1,2—1,8 0,3—0,9 0,5 0,5 0,1 0,3 0.1 0,05 0,1 ВД17 2,6—3,2 2,0—2,4 0,45— 0,7 0,3 0,3 - 0,1 0,1 0,05 0,1 Д19* 3,8—4,3 1,7—2,3 0,5—1,0 0,5 0,5 - 0,1 0,1 0,05 0,1 Режимы термической обработки конструкционных сплавов типа дуралюмин Сплав Температура нагрева под закалку, °С Старение Температура, °С Время, ч Д1 495—510 20 >96 Д16 495—505 (листы) 20 >96 188—193 11-13 485—503 (прессованные изделия) 20 >96 185—195 6-8 Д19 500—510 (листы) 20 120—240 185—195 12-14 495—505 (прессованные изделия) 20 120—240 185—195 8—10 ВД17 495—505 165—175 15—17 Плакированные листы отличаются высокой коррозионной стойкостью, прессованные изделия, штамповки и поковки — пониженной стойкостью. Прессованные изделия из дюралюминия Д1 и Д16 в закаленном и естественно состаренном состоянии при эксплуатационных нагревах выше 100°С склонны к межкристаллитной коррозии; искусственное старение повышает сопротивление коррозии. Неплакированные детали из дуралюминов следует подвергать анодированию и защищать лакокрасочными покрытиями. Сплавы хорошо свариваются точечной сваркой и не свариваются плавлением из-за высокой склонности к трещинообразованию. Все дуралюмины удовлетворительно обрабатываются резанием (в закаленном и состаренном состоянии) и химическим фрезерованием (размерным травлением). Обрабатываемость резанием в отожженном состоянии плохая. Высокотемпературная пайка не применяется из-за опасности пережога. Температура начала ковки Д16, Д16П — 460°C, конца — 380°C. Дуралюмин широко применяют во всех областях народного хозяйства, особенно в авиации. Сплав Д16 в виде листов и прессованных полуфабрикатов — основной материал для силовых элементов конструкции самолетов (детали каркаса, обшивка, шпангоуты, нервюры, лонжероны, тяги управления) и других нагруженных конструкций. Сплав Д19 применяют для тех же деталей, что и сплав Д16, работающих в условиях эксплуатационных нагревов до температуры 200—250°С, а также для изготовления заклепок. Сплав Д1 используют для штамповки лопастей воздушных винтов, а также различных узлов крепления. Сплав ВД17 применяют для изготовления лопаток компрессора двигателей. назад  вперед